JPH11153767A - Optical scanner - Google Patents
Optical scannerInfo
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- JPH11153767A JPH11153767A JP32081297A JP32081297A JPH11153767A JP H11153767 A JPH11153767 A JP H11153767A JP 32081297 A JP32081297 A JP 32081297A JP 32081297 A JP32081297 A JP 32081297A JP H11153767 A JPH11153767 A JP H11153767A
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- axis
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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
リンタ等に用いられる光走査装置に係り、特に、面倒れ
等に基づくジッタを低減させた光走査装置に関するもの
である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical scanning device used for a laser beam printer or the like, and more particularly, to an optical scanning device in which jitter due to surface tilt or the like is reduced.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、レーザービームプリンタ等の画像
記録装置や、各種画像読込み、測定装置に用いられる光
走査装置は、一般的に半導体レーザー等の光源から射出
した光ビームを整形光学系を経て偏向手段である回転多
面鏡等の偏向器で偏向させ、この偏向された光ビームを
f・θレンズである結像レンズ系によって被走査面上に
ビームスポットを形成して走査するように構成してい
る。2. Description of the Related Art Conventionally, an image recording device such as a laser beam printer and an optical scanning device used for various image reading and measuring devices generally form a light beam emitted from a light source such as a semiconductor laser through a shaping optical system. The beam is deflected by a deflector such as a rotating polygon mirror as a deflecting means, and the deflected light beam is scanned by forming a beam spot on a surface to be scanned by an imaging lens system as an f · θ lens. ing.
【0003】これらの装置においては、被走査面上にお
いて直線あるいは曲線上に光ビームを繰り返し走査し、
被走査面に位置する被走査媒体を前記の走査方向とはお
おむね直交方向に相対移動させ2次元の走査を行う。前
者の光走査装置による走査方向を主走査方向、後者の被
走査媒体の相対移動方向を副走査方向とする。In these apparatuses, a light beam is repeatedly scanned on a surface to be scanned in a straight line or a curved line.
The two-dimensional scanning is performed by relatively moving the medium to be scanned located on the surface to be scanned in a direction substantially orthogonal to the above-described scanning direction. The scanning direction of the former optical scanning device is referred to as a main scanning direction, and the latter direction of relative movement of the medium to be scanned is referred to as a sub-scanning direction.
【0004】このような光走査装置において、解像度や
処理速度の向上のために、光源から射出された光ビーム
を主走査方向に非常に直径の小さい状態で回転多面鏡に
入射させ、偏向された光ビームを伝達光学系を介して再
び回転多面鏡に入射させる高速光走査装置が、特開昭5
1−32340号等において提案されている。この回転
多面鏡に光ビームを2度入射させる光走査装置は、光ビ
ームが最初に回転多面鏡に入射するときの主走査方向の
光ビームの直径を2回目に入射する場合に比べて極めて
小さくし、かつ、2回目に回転多面鏡に入射する光ビー
ムが回転する反射面の主走査方向の中心点を追従するよ
うに伝達光学系を構成している。In such an optical scanning device, in order to improve resolution and processing speed, a light beam emitted from a light source is incident on a rotary polygon mirror with a very small diameter in a main scanning direction and is deflected. A high-speed optical scanning device for re-inputting a light beam to a rotating polygon mirror via a transmission optical system is disclosed in
It has been proposed in 1-332340 and the like. In the optical scanning device in which the light beam is incident twice on the rotating polygon mirror, the diameter of the light beam in the main scanning direction when the light beam first enters the rotating polygon mirror is extremely smaller than when the light beam enters the second time. In addition, the transmission optical system is configured such that the light beam incident on the rotating polygon mirror for the second time follows the center point of the rotating reflecting surface in the main scanning direction.
【0005】一方、光走査装置において、回転多面鏡の
回転軸に垂直な走査面に対し角度を持って光ビームを入
射させ偏向を行うものが、例えば特開平1−16942
2号等において知られている。On the other hand, in an optical scanning apparatus, a light beam is incident at an angle with respect to a scanning plane perpendicular to a rotation axis of a rotary polygon mirror to deflect the light beam.
No. 2 and the like.
【0006】上記のように回転多面鏡の異なる反射面に
順に2度入射させることを、本明細書においては「2度
入射」と呼ぶことにする。また、回転多面鏡の走査面に
角度を有して光ビームを入射させることを、「斜め入
射」と呼ぶことにする。In the present specification, the case where the light is incident twice on different reflecting surfaces of the rotary polygon mirror as described above is referred to as "double incidence". Further, letting the light beam enter the scanning plane of the rotating polygon mirror at an angle will be referred to as “oblique incidence”.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】上記の斜め入射の光走
査装置においては、同期信号発生用光ビーム検出部と走
査光学系で回転多面鏡の面倒れに基づいて主走査方向の
タイミングのずれ(ジッタ)が発生し、構成によっては
そのジッタが非常に大きなものとなる。光ビームを走査
面内で回転多面鏡に入射させる光走査装置において、ジ
ッタを少なくするために同期信号発生用光ビーム検出部
のシリンドリカルレンズの母線を主走査方向に平行にす
るものは、特公平7−43462号に記載されている
が、上記の斜め入射の場合に面倒れによるジッタを少な
くするための構成や、同期信号発生用光ビーム検出部の
構成については、従来何ら検討されたものはない。In the above-mentioned obliquely incident optical scanning device, the timing shift in the main scanning direction (based on the tilt of the rotating polygon mirror) between the synchronizing signal generating light beam detection unit and the scanning optical system. Jitter), and the jitter becomes very large depending on the configuration. In an optical scanning device in which a light beam is made incident on a rotating polygon mirror within a scanning plane, a device in which a bus of a cylindrical lens of a light beam detector for generating a synchronization signal is made parallel to a main scanning direction in order to reduce jitter is particularly fair. As described in JP-A-7-43462, regarding the configuration for reducing the jitter due to the tilting in the case of the above-mentioned oblique incidence and the configuration of the light beam detection unit for generating the synchronizing signal, what has been studied in the past is as follows. Absent.
【0008】本発明は従来技術のこのような点に鑑みて
なされたものであり、その目的は、斜め入射の光走査装
置において回転多面鏡の面倒れやその他の原因に基づく
ジッタを低減させることである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to reduce jitter due to tilting of a rotating polygon mirror and other causes in an obliquely incident optical scanning device. It is.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の光走査装置は、光ビームを発生する光源と、前記光
源から副走査方向に角度を持って入射する光ビームを反
射偏向させる複数の反射面を有する偏向器と、前記偏向
器の反射面により反射偏向された光ビームを被走査面上
にビームスポットを形成させて走査させる走査光学系
と、前記偏向器の反射面により反射偏向された光ビーム
を前記被走査面上の走査の前に検出して同期信号を発生
する受光素子とを備えた光走査装置において、前記偏向
器の複数の反射面の副走査方向の面倒れによるジッタが
最小となる点が、前記被走査面上の走査の中心と走査の
終点を含めてそれら2点間の領域内に設定されているこ
とを特徴とするものである。According to the present invention, there is provided an optical scanning apparatus comprising: a light source for generating a light beam; and a plurality of light sources for reflecting and deflecting the light beam incident from the light source at an angle in the sub-scanning direction. A deflector having a reflecting surface, a scanning optical system for forming a beam spot on the surface to be scanned with the light beam reflected and deflected by the reflecting surface of the deflector, and scanning the light beam. A light receiving element that detects the light beam emitted before scanning on the surface to be scanned and generates a synchronization signal, wherein the plurality of reflecting surfaces of the deflector are tilted in the sub-scanning direction. The point where the jitter is minimized is set in an area between the two points including the scanning center and the scanning end point on the surface to be scanned.
【0010】この場合、受光素子上での面倒れによるジ
ッタが最小となるように、受光素子へ光ビームを導くレ
ンズを配置することができる。In this case, a lens for guiding the light beam to the light receiving element can be arranged so that the jitter due to surface tilt on the light receiving element is minimized.
【0011】また、受光素子へ光ビームを導くレンズが
アナモルフィックレンズであり、その屈折力が強い方向
と面倒れによる光ビームの変位方向とが略一致するよう
に配置してもよい。The lens for guiding the light beam to the light receiving element may be an anamorphic lens, and the lens may be arranged so that the direction in which the refracting power is strong and the direction in which the light beam is displaced due to the surface tilt substantially coincide.
【0012】また、受光素子へ光ビームを導くレンズが
アナモルフィックレンズであり、受光素子により光ビー
ムが検出される瞬間のそのレンズに入射する光ビームの
主光線を第1の軸とし、その光ビームによって掃引され
る面内にあり、第1の軸に垂直な軸を第2の軸とし、第
1の軸と第2の軸に垂直な軸を第3の軸とするとき、そ
のレンズが第1の軸の回りで傾けられていることが望ま
しい。その場合、レンズの屈折力が強い方向が第3の軸
と角度をなすように第1の軸の回りで傾けられるように
することが望ましい。The lens for guiding the light beam to the light receiving element is an anamorphic lens, and the principal axis of the light beam incident on the lens at the moment when the light beam is detected by the light receiving element is defined as a first axis. When the axis in the plane swept by the light beam and perpendicular to the first axis is the second axis, and the axis perpendicular to the first axis and the second axis is the third axis, the lens thereof Is preferably tilted about the first axis. In that case, it is desirable that the direction in which the refractive power of the lens is strong is tilted around the first axis so as to form an angle with the third axis.
【0013】また、受光素子へ光ビームを導くレンズが
アナモルフィックレンズであり、受光素子により光ビー
ムが検出される瞬間のそのレンズに入射する光ビームの
主光線を第1の軸とし、その光ビームによって掃引され
る面内にあり、第1の軸に垂直な軸を第2の軸とし、第
1の軸と第2の軸に垂直な軸を第3の軸とするとき、そ
のレンズが第3の軸の回りで傾けられ、かつ、第3の軸
に沿って偏心させられていてもよい。The lens for guiding the light beam to the light receiving element is an anamorphic lens, and the principal axis of the light beam incident on the lens at the moment when the light beam is detected by the light receiving element is defined as a first axis. When the axis in the plane swept by the light beam and perpendicular to the first axis is the second axis, and the axis perpendicular to the first axis and the second axis is the third axis, the lens thereof May be tilted about a third axis and eccentric along the third axis.
【0014】また、以上において、光源と受光素子が主
走査方向において略共役に配置されていることが望まし
い。Further, in the above, it is desirable that the light source and the light receiving element are arranged substantially conjugate in the main scanning direction.
【0015】また、偏向器は回転多面鏡からなり、回転
多面鏡の第1反射面により反射偏向された光ビームを回
転多面鏡の第2反射面に伝達入射させる伝達光学系を備
え、第2反射面により反射偏向された光ビームを走査光
学系により被走査面上にビームスポットを形成させて走
査させるように構成することもできる。The deflector comprises a rotary polygon mirror, and has a transmission optical system for transmitting and entering the light beam reflected and deflected by the first reflection surface of the rotary polygon mirror to the second reflection surface of the rotary polygon mirror. The light beam reflected and deflected by the reflection surface may be configured to scan by forming a beam spot on the surface to be scanned by the scanning optical system.
【0016】本発明においては、偏向器の複数の反射面
の副走査方向の面倒れによるジッタが最小となる点が、
被走査面上の走査の中心と走査の終点を含めてそれら2
点間の領域内に設定されているので、面倒れによるジッ
タと面倒れ以外の要因によるジッタとを合わせた総合的
なジッタの最大値を小さく抑えることができ、斜め入射
の光走査装置においてジッタの低減を図ることができ
る。In the present invention, the point that the jitter due to the tilt of the plurality of reflecting surfaces of the deflector in the sub-scanning direction is minimized is as follows.
These include the center of the scan on the scanned surface and the end point of the scan.
Since it is set in the region between the points, the maximum value of the total jitter that combines the jitter due to surface tilt and the jitter due to factors other than surface tilt can be suppressed to a small value. Can be reduced.
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の光走
査装置について詳細に説明する。まず、本発明の光走査
装置の基本実施例について説明する。図1は本基本実施
例の光走査装置の構成を示す平面図、図2はその側面
図、図3はその主要部の斜視図、図4はその主要部の側
面図である。以下、本発明では、光学系の任意の位置に
おいて、その位置における光学系の光軸を含み偏向器で
ある回転多面鏡4の回転軸41に平行な面を副走査面と
定義し、光軸を含み副走査面に垂直な面を主走査面と定
義する。さらに、主走査面内において、光軸に垂直な方
向を主走査方向と定義し、また、副走査面内において、
光軸に垂直な方向を副走査方向と定義する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an optical scanning device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, a basic embodiment of the optical scanning device of the present invention will be described. FIG. 1 is a plan view showing the configuration of the optical scanning device of the present basic embodiment, FIG. 2 is a side view thereof, FIG. 3 is a perspective view of a main part thereof, and FIG. 4 is a side view of the main part thereof. Hereinafter, in the present invention, at an arbitrary position of the optical system, a plane including the optical axis of the optical system at that position and being parallel to the rotation axis 41 of the rotary polygon mirror 4, which is a deflector, is defined as a sub-scanning plane. And a plane perpendicular to the sub-scanning plane is defined as a main scanning plane. Further, in the main scanning plane, a direction perpendicular to the optical axis is defined as a main scanning direction, and in the sub-scanning plane,
The direction perpendicular to the optical axis is defined as the sub-scanning direction.
【0018】光源としての半導体レーザー1から射出し
た光ビームは、アパーチャ61(図5)、第1整形レン
ズ2、第2整形レンズ3を透過して整形され、偏向器と
しての回転多面鏡4の第1反射面5に入射し、1度目の
偏向がなされる。このとき、光ビームは、回転多面鏡4
の回転軸41に垂直な面に対して角度を持って第1反射
面5に入射するため、入射する光ビームと反射された光
ビームは干渉しない。第1反射面5で反射された光ビー
ムは、第1伝達レンズ7、第2伝達レンズ8、第3伝達
レンズ9を透過して第1伝達ミラー10で反射され、第
4伝達レンズ11、第5伝達レンズ12を透過して第2
伝達ミラー13で反射され、再び回転多面鏡4の第2反
射面6に入射し、2度目の偏向がなされる。このとき
も、光ビームは、回転多面鏡4の回転軸41に垂直な面
に対して角度を持って第2反射面6に入射するため、入
射する光ビームと反射された光ビームは干渉しない。A light beam emitted from a semiconductor laser 1 as a light source is shaped by passing through an aperture 61 (FIG. 5), a first shaping lens 2 and a second shaping lens 3, and is formed by a rotating polygon mirror 4 as a deflector. The light enters the first reflection surface 5 and is deflected for the first time. At this time, the light beam is transmitted to the rotating polygon mirror 4.
Is incident on the first reflection surface 5 at an angle with respect to a plane perpendicular to the rotation axis 41 of the light source, and the incident light beam and the reflected light beam do not interfere with each other. The light beam reflected by the first reflection surface 5 passes through the first transmission lens 7, the second transmission lens 8, and the third transmission lens 9 and is reflected by the first transmission mirror 10, and is reflected by the fourth transmission lens 11, 5 through the transmission lens 12 and the second
The light is reflected by the transmission mirror 13, re-enters the second reflection surface 6 of the rotary polygon mirror 4, and is deflected a second time. Also at this time, since the light beam is incident on the second reflecting surface 6 at an angle with respect to the plane perpendicular to the rotation axis 41 of the rotary polygon mirror 4, the incident light beam and the reflected light beam do not interfere with each other. .
【0019】第2反射面6で反射された光ビームは、第
1走査レンズ14、第2走査レンズ15及び第3走査レ
ンズ16により被走査面17上に光ビームスポットとし
て結像されて走査される。回転多面鏡4の面数は12面
(偶数)である。第3走査レンズ16は、副走査方向に
偏心しており、その方向は図2中の矢印の方向である。
第3走査レンズ16をこのように偏心させる理由は、回
転多面鏡4の第2反射面6で反射され偏向される光ビー
ムは円錐状の軌跡を描き、その光ビームの断面の座標系
が偏向角に依存して回転してしまい、被走査面17上の
結像スポットの形状が崩れてしまうが、第3走査レンズ
16をこのように偏心させることにより、その崩れが防
止できるからである。The light beam reflected by the second reflecting surface 6 is formed as a light beam spot on the surface 17 to be scanned by the first scanning lens 14, the second scanning lens 15 and the third scanning lens 16, and is scanned. You. The number of surfaces of the rotary polygon mirror 4 is 12 (even number). The third scanning lens 16 is decentered in the sub-scanning direction, which is the direction of the arrow in FIG.
The reason why the third scanning lens 16 is decentered in this manner is that the light beam reflected and deflected by the second reflecting surface 6 of the rotary polygon mirror 4 draws a conical trajectory, and the coordinate system of the cross section of the light beam is deflected. This is because the image formation spot on the scanned surface 17 is distorted due to the rotation depending on the angle, but the decentering of the third scanning lens 16 can prevent the dislocation.
【0020】ところで、第2反射面6で反射され、第1
走査レンズ14と第2走査レンズ15を経て走査される
光ビームcは有効走査領域を走査する直前に主走査(水
平)同期信号発生用光ビーム検出部30のミラー31に
入射して反射され、レンズ32を介して受光素子33に
導入される。受光素子33により光ビームcが検出され
る時点を基準に、被走査面17上の走査の開始の同期を
取る。レンズ32は副走査方向にのみ屈折力を有するシ
リンドリカルレンズからなり、副走査面において、第2
反射面6と受光素子33は略共役になるように構成され
ており、また、主走査方向において、半導体レーザー1
と受光素子33は略共役に配置されている。Incidentally, the light is reflected by the second reflecting surface 6 and
The light beam c scanned through the scanning lens 14 and the second scanning lens 15 is incident on and reflected by the mirror 31 of the main scanning (horizontal) synchronization signal generating light beam detecting unit 30 immediately before scanning the effective scanning area. The light is introduced into the light receiving element 33 via the lens 32. The start of scanning on the surface to be scanned 17 is synchronized with the time when the light beam c is detected by the light receiving element 33. The lens 32 is a cylindrical lens having a refractive power only in the sub-scanning direction.
The reflecting surface 6 and the light receiving element 33 are configured to be substantially conjugate, and in the main scanning direction, the semiconductor laser 1
And the light receiving element 33 are substantially conjugated.
【0021】ところで、半導体レーザー1から第1反射
面5までの間の光学系を整形光学系21、第1反射面5
から第2反射面6の間の光学系を伝達光学系22、第2
反射面6から被走査面17までの間の光学系を走査光学
系23と称するとすると、回転多面鏡4の第1反射面5
と第2反射面6は回転軸41を挟んで対向する相互に平
行な反射面であり、かつ、整形光学系21、伝達光学系
22、走査光学系23の光軸は回転軸41を含む共通の
副走査面内に配置されている。したがって、この光走査
装置は、2度入射で斜め入射でありながら、この副走査
面に関して対称な構成になっている。このような配置に
すると、整形光学系21、伝達光学系22、走査光学系
23の光軸が主走査面で見て一直線上に配置されるの
で、構造上の主走査方向の基準面が1面に集約され、光
学系を構成する各要素を高精度に配置することができ
る。また、主走査面で見て、伝達光学系22の光軸が整
形光学系21及び走査光学系23の光軸と一部重なるた
め、少ないスペースで配置でき、光走査装置の設置面積
の減少、装置の小型化が図れる。そして、このような配
置により、回転多面鏡4の回転軸41の偏心に基づく走
査線の副走査方向での位置変動を防止することができ
る。By the way, the optical system between the semiconductor laser 1 and the first reflecting surface 5 is formed by the shaping optical system 21 and the first reflecting surface 5.
The optical system between the second reflecting surface 6 and the transmission optical system 22,
If the optical system between the reflecting surface 6 and the surface to be scanned 17 is called a scanning optical system 23, the first reflecting surface 5 of the rotary polygon mirror 4
And the second reflective surface 6 are mutually parallel reflective surfaces facing each other across the rotation axis 41, and the optical axes of the shaping optical system 21, the transmission optical system 22, and the scanning optical system 23 include the rotation axis 41. Are arranged in the sub-scanning plane. Therefore, this optical scanning device has a symmetrical configuration with respect to the sub-scanning surface, while being incident twice and obliquely incident. With such an arrangement, the optical axes of the shaping optical system 21, the transmission optical system 22, and the scanning optical system 23 are arranged in a straight line when viewed in the main scanning plane. Each element constituting the optical system can be arranged with high accuracy on a plane. In addition, since the optical axis of the transmission optical system 22 partially overlaps the optical axes of the shaping optical system 21 and the scanning optical system 23 when viewed on the main scanning plane, the optical axis can be arranged in a small space, and the installation area of the optical scanning device can be reduced. The size of the device can be reduced. With such an arrangement, it is possible to prevent a position change of the scanning line in the sub-scanning direction due to the eccentricity of the rotating shaft 41 of the rotating polygon mirror 4.
【0022】図5に、整形光学系21の主走査方向の光
路図(a)と副走査方向の光路図(b)を示す。主走査
面に垂直で副走査面に平行な接合面を備えカバーガラス
を有する半導体レーザー1から副走査方向に比べて主走
査方向により広がるように射出された光ビームbは、第
1整形レンズ2の入射面位置に配置された矩形開口のア
パーチャ61によって周辺部が遮蔽され、非球面コリメ
ータレンズを構成する第1整形レンズ2により平行な光
ビームに変換される。第2整形レンズ2は副走査方向に
のみ正屈折力を有する正シリンドリカルレンズである。
そのため、第2整形レンズ2を透過した光ビームは、主
走査面において平行な光ビームとして第1反射面5に入
射し、副走査面においては第1反射面5近傍に結像(収
束)する。FIG. 5 shows an optical path diagram (a) in the main scanning direction of the shaping optical system 21 and an optical path diagram (b) in the sub-scanning direction. A light beam b emitted from the semiconductor laser 1 having a bonding surface perpendicular to the main scanning surface and parallel to the sub-scanning surface and having a cover glass so as to spread in the main scanning direction as compared with the sub-scanning direction is supplied to the first shaping lens 2. The peripheral portion is shielded by an aperture 61 having a rectangular opening arranged at the position of the incident surface of the lens, and is converted into a parallel light beam by the first shaping lens 2 constituting the aspherical collimator lens. The second shaping lens 2 is a positive cylindrical lens having a positive refractive power only in the sub-scanning direction.
Therefore, the light beam transmitted through the second shaping lens 2 is incident on the first reflection surface 5 as a parallel light beam on the main scanning surface, and forms an image (convergence) near the first reflection surface 5 on the sub-scanning surface. .
【0023】図6に、伝達光学系22の主走査方向の光
路図(a)と副走査方向の光路図(b)を示す。第1伝
達レンズ7、第2伝達レンズ8、第3伝達レンズ9は何
れも主走査方向にのみ屈折力を有するシリンドリカルレ
ンズであり、第1伝達レンズ7と第2伝達レンズ8は正
シリンドリカルレンズ、第3伝達レンズ9は負シリンド
リカルレンズであり、これら3枚で主走査方向正屈折力
伝達レンズ群24を構成している。また、第4伝達レン
ズ11は副走査方向にのみ正屈折力を有する正シリンド
リカルレンズであり、第5伝達レンズ12は正屈折力を
有する球面レンズである。そして、これらの作用は、第
1反射面5で反射された光ビームは、主走査面におい
て、主走査方向正屈折力伝達レンズ群24により一旦結
像する。伝達レンズ群24の像側焦点と第5伝達レンズ
12の物体側焦点は一致し、主走査面においてアフォー
カル光学系を構成している。したがって、主走査面にお
いて、主走査方向正屈折力伝達レンズ群24がアフォー
カル光学系の前群を構成し、第5伝達レンズ12がアフ
ォーカル光学系の後群を構成している。そのため、光ビ
ームは、第5伝達レンズ12で主走査面内で再び平行な
光ビームに変換され、第2反射面6に入射する。副走査
面においては、第4伝達レンズ11と第5伝達レンズ1
2の合成正屈折力により、第1反射面5と第2反射面6
とは共役関係になっており、第1反射面5近傍の収束点
を第2反射面6近傍に再び結像する。FIG. 6 shows an optical path diagram (a) in the main scanning direction of the transmission optical system 22 and an optical path diagram (b) in the sub-scanning direction. Each of the first transmission lens 7, the second transmission lens 8, and the third transmission lens 9 is a cylindrical lens having a refractive power only in the main scanning direction, and the first transmission lens 7 and the second transmission lens 8 are positive cylindrical lenses. The third transmission lens 9 is a negative cylindrical lens, and these three lenses form a main scanning direction positive refractive power transmission lens group 24. The fourth transmission lens 11 is a positive cylindrical lens having a positive refractive power only in the sub-scanning direction, and the fifth transmission lens 12 is a spherical lens having a positive refractive power. In these operations, the light beam reflected by the first reflection surface 5 is once formed on the main scanning surface by the main scanning direction positive refractive power transmission lens group 24. The image-side focal point of the transmission lens group 24 and the object-side focal point of the fifth transmission lens 12 coincide, and constitute an afocal optical system on the main scanning plane. Therefore, on the main scanning surface, the main refractive power transmitting lens group 24 in the main scanning direction constitutes a front group of the afocal optical system, and the fifth transmission lens 12 constitutes a rear group of the afocal optical system. Therefore, the light beam is converted into a parallel light beam again in the main scanning plane by the fifth transmission lens 12 and is incident on the second reflection surface 6. On the sub-scanning surface, the fourth transmission lens 11 and the fifth transmission lens 1
2 and the first reflecting surface 5 and the second reflecting surface 6
Has a conjugate relationship, and the convergence point near the first reflecting surface 5 is imaged again near the second reflecting surface 6.
【0024】図7に、走査光学系23の主走査方向の光
路図(a)と副走査方向の光路図(b)を示す。第1走
査レンズ14は正屈折力を有する球面レンズである。第
2走査レンズ15は副走査方向にのみ屈折作用を有する
プリズムであり、第3走査レンズ16は樹脂製の主走査
方向に長い長尺レンズである。第3走査レンズ16の入
射面は、主走査方向に曲率半径の大きな凹形状となって
おり、副走査面方向には曲率半径の小さな凸形状となっ
ており、主走査方向の断面曲線をその入射面よりも被走
査面17側に位置する主走査方向に平行な軸の回りに回
転させることにより形成される面である。このような面
は鞍型トーリック面とも呼ばれる。また、第3走査レン
ズ16の射出面は、主走査方向で曲率半径の大きな凸形
状の非円弧状であり、副走査方向の断面形状は直線であ
り屈折力を有さない。このような構成の走査光学系23
は、副走査面において、第2反射面6と被走査面17を
共役関係にして、第2反射面6近傍の収束点を被走査面
17近傍に結像する。また、主走査面においては、第2
反射面6から反射された平行な光ビームを被走査面17
近傍に結像する。FIG. 7 shows an optical path diagram (a) of the scanning optical system 23 in the main scanning direction and an optical path diagram (b) of the scanning optical system 23 in the sub-scanning direction. The first scanning lens 14 is a spherical lens having a positive refractive power. The second scanning lens 15 is a prism having a refracting action only in the sub-scanning direction, and the third scanning lens 16 is a long lens made of resin and long in the main scanning direction. The entrance surface of the third scanning lens 16 has a concave shape with a large radius of curvature in the main scanning direction and a convex shape with a small radius of curvature in the sub-scanning surface direction. This is a surface formed by rotating around an axis parallel to the main scanning direction, which is located closer to the scanned surface 17 than the incident surface. Such a surface is also called a saddle-shaped toric surface. The exit surface of the third scanning lens 16 has a convex non-arc shape having a large radius of curvature in the main scanning direction, and has a linear cross section in the sub-scanning direction and has no refractive power. Scanning optical system 23 having such a configuration
Makes the second reflection surface 6 and the surface to be scanned 17 conjugate in the sub-scanning surface, and forms an image of a convergence point near the second reflection surface 6 near the surface to be scanned 17. In the main scanning plane, the second
The parallel light beam reflected from the reflecting surface 6 is scanned by the scanning surface 17.
An image is formed in the vicinity.
【0025】次に、伝達光学系22の作用について説明
する。図8は伝達光学系22の主走査面の断面展開図で
ある。第1伝達レンズ7、第2伝達レンズ8、第3伝達
レンズ9により構成される主走査方向正屈折力伝達レン
ズ群24を、簡素化して単レンズとして示してある。第
4伝達レンズ11は主走査方向の屈折力を持たないた
め、図示していない。図8(a)と(b)に回転多面鏡
4が回転するときの光ビームの状態を示す。ところで、
図1〜図4等に示すように、伝達光学系22の光路は、
伝達ミラー10、13により2回反射される。すなわ
ち、偶数回反射される。図8では、これらの偶数回の反
射について展開しているので、図8(b)のように、第
1反射面5と第2反射面6の回転方向は同じである。Next, the operation of the transmission optical system 22 will be described. FIG. 8 is an expanded sectional view of the main scanning surface of the transmission optical system 22. The main scanning direction positive refractive power transmitting lens group 24 composed of the first transmitting lens 7, the second transmitting lens 8, and the third transmitting lens 9 is simplified and shown as a single lens. The fourth transmission lens 11 has no refractive power in the main scanning direction, and is not shown. FIGS. 8A and 8B show the state of the light beam when the rotary polygon mirror 4 rotates. by the way,
As shown in FIGS. 1 to 4 and the like, the optical path of the transmission optical system 22 is
The light is reflected twice by the transmission mirrors 10 and 13. That is, the light is reflected an even number of times. In FIG. 8, since the reflections are developed for these even-numbered reflections, the rotation directions of the first reflection surface 5 and the second reflection surface 6 are the same as in FIG. 8B.
【0026】第1反射面5に入射する平行な光ビームの
直径はwi である。伝達光学系22は主走査面内ではア
フォーカル光学系を構成しているので、第2反射面6に
入射する光ビームも平行であり、光ビームの直径はwo
である。伝達レンズ群24の焦点距離をf1 、第5伝達
レンズ12の焦点距離をf2 とすると、wo をwi で除
した光ビームの直径の比の値は、f2 をf1 で除した値
に等しい。The diameter of the parallel light beam incident on the first reflecting surface 5 is w i . Since the transmission optical system 22 forms an afocal optical system in the main scanning plane, the light beam incident on the second reflection surface 6 is also parallel, and the diameter of the light beam is w o.
It is. Assuming that the focal length of the transmission lens group 24 is f 1 and the focal length of the fifth transmission lens 12 is f 2 , the ratio of the diameter of the light beam obtained by dividing w o by w i is f 2 divided by f 1 . Is equal to
【0027】図8(b)に示すように、回転多面鏡4が
角度θ1 だけ回転すると、第1反射面5で光ビームは角
度2θ1 だけ偏向される。偏向された光ビームは伝達レ
ンズ群24、第5伝達レンズ12を透過して、角度θ2
だけ偏向される。この光ビームは点Qで光軸と交差す
る。第2反射面6上において、偏向された光ビームと光
軸との距離はdであるが、回転多面鏡4が角度θ1 だけ
回転すると、第2反射面6も同じ距離dだけ移動するよ
うな位置関係に設定される。したがって、光ビームの移
動量と第2反射面6の移動量が一致し、第2反射面6か
ら光ビームがはみ出すことはない。As shown in FIG. 8B, when the rotary polygon mirror 4 rotates by the angle θ 1 , the light beam is deflected by the first reflection surface 5 by the angle 2θ 1 . The deflected light beam passes through the transmission lens group 24 and the fifth transmission lens 12 and has an angle θ 2
Is only deflected. This light beam intersects the optical axis at point Q. On the second reflecting surface 6, the distance between the deflected light beam and the optical axis is d, the rotary polygon mirror 4 is rotated by an angle theta 1, so that also the second reflecting surface 6 moves by the same distance d Is set to a proper positional relationship. Therefore, the movement amount of the light beam and the movement amount of the second reflection surface 6 match, and the light beam does not protrude from the second reflection surface 6.
【0028】このとき、偏向された光ビームは、第2反
射面6に対して角度θ2 だけ入射角が増大する側に偏向
されるので、第2反射面6で反射された光ビームの走査
角θs は、θs =2θ1 +θ2 と表わされる。At this time, the deflected light beam is deflected to the side where the incident angle is increased by an angle θ 2 with respect to the second reflection surface 6, so that the light beam reflected by the second reflection surface 6 is scanned. The angle θ s is represented as θ s = 2θ 1 + θ 2 .
【0029】本基本実施例の伝達光学系22は主走査面
においてアフォーカル光学系であるので、その光学倍率
βは焦点距離f2 を焦点距離f1 で除した値であり、上
記のように、光ビームの直径の比wo /wi にも等し
い。また、伝達光学系22を透過する光ビームは角度2
θ1 から角度θ2 に偏向角が変化するので、光学倍率β
は2θ1 /θ2 と表すこともできる。したがって、光学
倍率βは次式で表される。Since the transmission optical system 22 of the present embodiment is an afocal optical system on the main scanning plane, its optical magnification β is a value obtained by dividing the focal length f 2 by the focal length f 1. , Equal to the ratio of the diameters of the light beams, w o / w i . The light beam transmitted through the transmission optical system 22 has an angle 2
Since the deflection angle is changed from theta 1 to the angle theta 2, the optical magnification β
Can also be expressed as 2θ 1 / θ 2 . Therefore, the optical magnification β is expressed by the following equation.
【0030】β=wo /wi =f2 /f1 =2θ1 /θ
2 本基本実施例では光学倍率βを、1<β<20としてい
る。Β = w o / w i = f 2 / f 1 = 2θ 1 / θ
In the two basic examples, the optical magnification β is set to 1 <β <20.
【0031】本基本実施例のような回転多面鏡4で光ビ
ームが2度の偏向をされる光走査装置は、従来の1度し
か偏向されない光走査装置に比べて、走査速度を速くす
ることができる。このことについて次に説明する。In the optical scanning device in which the light beam is deflected twice by the rotary polygon mirror 4 as in the present basic embodiment, the scanning speed is increased as compared with the conventional optical scanning device in which the light beam is deflected only once. Can be. This will be described below.
【0032】従来の1度しか偏向しない光走査装置で
は、回転多面鏡が回転すると反射面が移動するため、1
回の走査において常に光ビーム全体を同一反射面に入れ
るために、回転多面鏡に入射する光ビームの主走査方向
の大きさよりも、反射面の大きさを大きくしなければな
らない。したがって、回転多面鏡の反射面の面数をあま
り多くすることができない。In a conventional optical scanning device that deflects only once, the reflection surface moves when the rotary polygon mirror rotates, so
In order to always put the entire light beam on the same reflecting surface in each scanning, the size of the reflecting surface must be larger than the size of the light beam incident on the rotary polygon mirror in the main scanning direction. Therefore, the number of reflecting surfaces of the rotary polygon mirror cannot be increased so much.
【0033】本基本実施例では、主走査面において、第
1反射面5に平行な光ビームが入射する。また、β>1
であるため、第1反射面5上における光ビームの主走査
方向の直径wi は、第2反射面6上における光ビームの
主走査方向の直径wo よりも小さい。そのため、従来の
光走査装置に対して第1反射面5の大きさが小さくて
も、1回の走査において常に光ビーム全体を同一反射面
に入れることができる。wi を小さくすればする程、さ
らに第1反射面5の大きさを小さくすることができる。
また、2度目の偏向では、回転多面鏡4が回転したとき
の光ビームの移動量と第2反射面6の移動量が一致する
ため、第2反射面6の主走査方向の大きさは、少なくと
も入射する光ビームの大きさと同じ大きさだけあればよ
い。In this basic embodiment, a light beam parallel to the first reflecting surface 5 is incident on the main scanning surface. Also, β> 1
Therefore, the diameter w i of the light beam on the first reflection surface 5 in the main scanning direction is smaller than the diameter w o of the light beam on the second reflection surface 6 in the main scanning direction. Therefore, even if the size of the first reflecting surface 5 is smaller than that of the conventional optical scanning device, the entire light beam can always enter the same reflecting surface in one scan. The smaller the value of w i , the smaller the size of the first reflecting surface 5 can be.
In the second deflection, the moving amount of the light beam when the rotary polygon mirror 4 rotates and the moving amount of the second reflecting surface 6 match, so that the size of the second reflecting surface 6 in the main scanning direction is It is sufficient that the size is at least as large as the size of the incident light beam.
【0034】したがって、従来の1度しか偏向しない光
走査装置に比べて、本基本実施例の2度の偏向をする光
走査装置では、第2反射面6上における光ビームの主走
査方向の直径wo に対して、第1反射面5上における光
ビームの主走査方向の直径wi を小さくすることによ
り、回転多面鏡4の反射面を小さくすることができるた
め、反射面の面数を多くすることができ、それだけ走査
速度を上げることができる。Therefore, in comparison with the conventional optical scanning device which deflects only once, the optical scanning device which deflects twice in the present basic embodiment has the diameter of the light beam on the second reflecting surface 6 in the main scanning direction. By reducing the diameter w i of the light beam in the main scanning direction on the first reflecting surface 5 with respect to w o , the reflecting surface of the rotary polygon mirror 4 can be reduced. More can be done, and the scanning speed can be increased accordingly.
【0035】このように構成された光走査装置の具体的
な基本実施例の数値例を表−1に示す。この表−1で
は、シリンドリカル面、トーリック面は副走査方向、主
走査方向の曲率半径をrix、riyとしている(iは光源
1から被走査面17までの面番号を示す。)。また、非
球面である面については、曲率半径は光軸上の値を示し
ている。なお、長さの単位はmmである。Table 1 shows a numerical example of a specific basic embodiment of the optical scanning device thus configured. In Table 1, the radius of curvature of the cylindrical surface and the toric surface in the sub-scanning direction and the main scanning direction are rix and riy (i indicates the surface number from the light source 1 to the surface 17 to be scanned). For the aspherical surface, the radius of curvature indicates a value on the optical axis. The unit of the length is mm.
【0036】 注)Si :面番号iの面、 ri :面番号iの曲率半径、 di :面番号iとi+1の間の面間隔、 ni :面番号iとi+1の間の媒体の波長780nmの屈折率である。[0036] Note) S i: the surface of the surface number i, r i: curvature of the surface number i radius, d i: surface distance between the surface of number i and i + 1, n i: wavelength 780nm of the medium between the surface number i and i + 1 Is the refractive index of
【0037】第2整形レンズ2及び第3走査レンズ16
の非球面を表す式は、 zi =(y2 /ri )/[1+{1−(Ki +1)(y
/ri )2 }1/2 ]+Ai y4 +Bi y6 +Ci y8 であり、その非球面係数を次の表−2に示す。Second shaping lens 2 and third scanning lens 16
The expression representing the aspherical surface of is given by z i = (y 2 / r i ) / [1+ {1− (K i +1) (y
/ R i) 2} 1/2] a + A i y 4 + B i y 6 + C i y 8, showing the aspherical coefficients in the following Table 2.
【0038】 注)S4 :面番号4の非球面係数、 S26y :面番号26の主走査方向の非球面係数である。[0038] Note) S 4 : Aspherical surface coefficient of surface number 4, S 26y : Aspherical surface coefficient of surface number 26 in the main scanning direction.
【0039】この具体例において、第3走査レンズ16
の入射面S25は、r25y =−1475.39378の円
弧をr25x =37.95675で回転させて形成される
トーリック面である。なお、第2走査レンズ15、第3
走査レンズ16を通過するときのように、光路が屈折さ
れるときは、光軸は主光線と同じように屈折されるもの
とし、表−1、表−2のパラメータの基準となる光軸
は、常に走査中心を走査するビームの主光線に一致する
ものとする。In this specific example, the third scanning lens 16
Of the incident surface S 25 is a toric surface formed by an arc of r 25y = -1475.39378 rotated at r 25x = 37.95675. The second scanning lens 15 and the third
When the optical path is refracted, such as when passing through the scanning lens 16, the optical axis is refracted in the same manner as the principal ray. , Always coincides with the principal ray of the beam that scans the scanning center.
【0040】また、回転多面鏡4の面数は12、その内
接円直径は38.64mmであり、回転多面鏡4の第1
反射面5、第2反射面6への光ビームの副走査方向の入
射角は何れも6°であり、第1伝達ミラー10、第2伝
達ミラー13への光ビームの副走査方向の入射角は何れ
も3°である。また、第2走査レンズ15の射出面S24
は副走査断面において13°傾いており、第3走査レン
ズ16の入射面S25は副走査断面において8.7503
87°傾いており、第3走査レンズ16の射出面S26は
副走査断面において2.875374°傾いている。こ
れらの傾き角の向きについては、図2、図4参照。The number of faces of the rotary polygon mirror 4 is 12, and the diameter of the inscribed circle is 38.64 mm.
The incident angle of the light beam on the reflecting surface 5 and the second reflecting surface 6 in the sub-scanning direction is 6 °, and the incident angle of the light beam on the first transmitting mirror 10 and the second transmitting mirror 13 in the sub-scanning direction. Is 3 °. Also, the exit surface S 24 of the second scanning lens 15
Is inclined by 13 ° in the sub-scan section, and the incident surface S 25 of the third scanning lens 16 is 8.7503 in the sub-scan section.
The exit surface S 26 of the third scanning lens 16 is inclined by 2.875374 ° in the sub-scan section. See FIGS. 2 and 4 for the directions of these inclination angles.
【0041】また、第1整形レンズ入射面S3 に一致し
て、主走査方向0.7154mm、副走査方向1.05
26mmの矩形のアパーチャ61が配置されている。そ
して、副走査方向において、発光点1と回転多面鏡4の
第1反射面5は幾何光学的共役関係から外れている。た
だし、回転多面鏡4の第1反射面5、第2反射面6、被
走査面17の3面は、何れも互いに共役関係にあるた
め、回転多面鏡4の面倒れ補正が行われている。したが
って、発光点1と被走査面17は共役関係から外れてい
る。しかしながら、回折の影響により、光ビームが最小
となる位置(ビームウエスト)は幾何光学的結像点から
ずれた位置にあり、光ビームが略最小となる位置(ビー
ムウエスト)に被走査面17が配置されている。この点
は後で説明する。Further, in accordance with the first shaping lens incident surface S 3 , the main scanning direction is 0.7154 mm, and the sub-scanning direction is 1.05 mm.
A 26 mm rectangular aperture 61 is arranged. Then, in the sub-scanning direction, the light emitting point 1 and the first reflecting surface 5 of the rotary polygon mirror 4 are out of the geometrical conjugate relationship. However, since the first reflecting surface 5, the second reflecting surface 6, and the scanned surface 17 of the rotary polygon mirror 4 are all in a conjugate relationship with each other, the tilting of the rotary polygon mirror 4 is corrected. . Therefore, the light emitting point 1 and the scanned surface 17 are out of the conjugate relationship. However, the position where the light beam becomes minimum (beam waist) is shifted from the geometrical optical imaging point due to the influence of diffraction, and the scanned surface 17 is located at the position where the light beam becomes substantially minimum (beam waist). Are located. This will be described later.
【0042】なお、上記具体例の伝達光学系22の主走
査方向の光学倍率βは8.24、副走査方向の光学倍率
βt は1.12、走査光学系23の副走査方向の光学倍
率βs は0.406である。The optical magnification β in the main scanning direction of the transmission optical system 22 in the above specific example is 8.24, the optical magnification β t in the sub-scanning direction is 1.12, and the optical magnification β of the scanning optical system 23 in the sub-scanning direction. β s is 0.406.
【0043】ここで、第2走査レンズ15は、前記した
ように、副走査方向にのみ屈折作用を有するプリズムで
ある。このプリズムの作用について説明する。回転多面
鏡4の反射面6で反射され偏向された光ビームは円錐状
の軌跡を描き、第2走査レンズ15のプリズムを配置し
ない場合、第3走査レンズ16の長尺レンズ上で湾曲し
たビーム軌跡となってしまう。このプリズム16は、図
9に模式的に示すように、円錐状の光ビームaの軌跡を
第3走査レンズ16の入射面上で直線状のビーム軌跡A
に変換する作用を有している。Here, the second scanning lens 15 is a prism having a refraction function only in the sub-scanning direction, as described above. The operation of the prism will be described. The light beam reflected and deflected by the reflecting surface 6 of the rotary polygon mirror 4 draws a conical trajectory, and when the prism of the second scanning lens 15 is not disposed, the beam is curved on the long lens of the third scanning lens 16. It becomes a trajectory. As schematically shown in FIG. 9, the prism 16 forms a trajectory of the conical light beam a on the incident surface of the third scanning lens 16 in a linear beam trajectory A.
Has the effect of converting to
【0044】図10は、上記の具体例の第3走査レンズ
16の入射面におけるビーム軌跡を示した図であり、そ
のビーム軌跡を実線で示す。なお、図のY方向が主走査
方向、X方向が副走査方向を示す。比較のために、上記
具体例の光学系の回転多面鏡4の第2反射面6から第3
走査レンズ16までの距離は変えずに、第2走査レンズ
15のみを取り除いた場合の、第3走査レンズ16の入
射面におけるビームの軌跡を破線で示す。図10より、
第2走査レンズ15のプリズム作用によりビームの軌跡
を直線状に補正する作用があることが分かる。FIG. 10 is a diagram showing a beam locus on the incident surface of the third scanning lens 16 in the above specific example, and the beam locus is shown by a solid line. In the drawing, the Y direction indicates the main scanning direction, and the X direction indicates the sub scanning direction. For comparison, the third reflection surface 6 to the third reflection surface 6
The trajectory of the beam on the incident surface of the third scanning lens 16 when only the second scanning lens 15 is removed without changing the distance to the scanning lens 16 is indicated by a broken line. From FIG.
It can be seen that the prism function of the second scanning lens 15 has the function of correcting the beam trajectory into a straight line.
【0045】図11は、第3走査レンズ16の副走査断
面を主走査方向の数か所(5か所)の位置で示したもの
で、断面形状の設計値に対する測定値の誤差を示したも
のである。図中、X、Y、Zはそれぞれ副走査方向、主
走査方向、光軸方向とする。図11のように、第3走査
レンズ16のような鞍型トーリック面を持つレンズの形
状誤差は、主走査方向の位置によらず略同じ様子を示す
が、副走査方向に周期的に変化する特徴がある。上記の
ように、第2走査レンズ15のプリズム作用により、第
3走査レンズ16上のビーム軌跡は直線Aとなり、ビー
ムは主走査方向の位置に係わらず点B1 〜B5 の常に形
状誤差が凸の部分に入射する。主走査方向の何れの位置
においても、第3走査レンズ16の形状誤差が凸の部分
に光ビームが入射すると、副走査方向の結像位置は設計
された位置より手前にずれるが、走査領域全体にわたっ
て常に同一量だけ手前にずれるため、第3走査レンズ1
6の位置を調整する等、光学系の調整をすれば補正する
ことが可能であり、このような調整により像面湾曲は生
じない。FIG. 11 shows the sub-scanning cross section of the third scanning lens 16 at several (5) positions in the main scanning direction, and shows the error of the measured value with respect to the design value of the cross-sectional shape. Things. In the drawing, X, Y, and Z are the sub-scanning direction, the main scanning direction, and the optical axis direction, respectively. As shown in FIG. 11, the shape error of a lens having a saddle-shaped toric surface such as the third scanning lens 16 shows substantially the same state regardless of the position in the main scanning direction, but changes periodically in the sub-scanning direction. There are features. As described above, by the prism action of the second scanning lens 15, the beam trajectories on the third scanning lens 16 linearly A, and the beam is always shape error of point regardless of the position in the main scanning direction B 1 .about.B 5 is It is incident on the convex part. At any position in the main scanning direction, when the light beam is incident on a portion where the shape error of the third scanning lens 16 is convex, the imaging position in the sub-scanning direction is shifted forward from the designed position, but the entire scanning region , The third scanning lens 1
Correction can be made by adjusting the optical system such as by adjusting the position of 6, and such adjustment does not cause curvature of field.
【0046】さて、ここで、上記のような斜め入射の光
走査装置において発生するジッタについて検討する。ま
ず、主走査同期信号発生用光ビーム検出部30における
基準軸の定義をする。受光素子33により光ビームcが
検出される瞬間のレンズ32に入射する光ビームcの主
光線を第1の軸とし、光ビームcによって掃引される面
内にあり、第1の軸に垂直な軸を第2の軸とし、第1の
軸と第2の軸に垂直な軸を第3の軸とする。Now, the jitter generated in the obliquely incident optical scanning device as described above will be examined. First, a reference axis in the main scanning synchronization signal generating light beam detector 30 is defined. The principal axis of the light beam c incident on the lens 32 at the moment when the light beam c is detected by the light receiving element 33 is defined as a first axis, is in a plane swept by the light beam c, and is perpendicular to the first axis. The axis is a second axis, and an axis perpendicular to the first axis and the second axis is a third axis.
【0047】まず、受光素子33の位置で回転多面鏡4
の面倒れによるジッタが発生することを説明する。図1
2は前記の基本実施例のレンズ32を光ビームcの進行
方向に向かって示した図である。光ビームcの軌跡は第
2の軸51に沿っており、回転多面鏡の回転に伴って光
ビームcは矢印の方向に移動する。回転多面鏡には製造
誤差により反射面の面倒れが存在するが、反射面の面倒
れにより光ビームcは点D0 、点D1 、点D2 のように
変位する。面倒れにより光ビームcが変位する方向53
は、第3の軸52に対して角度をなしている。このよう
に、斜め入射の場合には、第3の軸52と面倒れにより
光ビームcが変位する方向53は一致しない。First, the rotary polygon mirror 4 is positioned at the position of the light receiving element 33.
The following describes that jitter occurs due to the surface tilting. FIG.
FIG. 2 is a diagram showing the lens 32 of the above-mentioned basic embodiment in the direction of travel of the light beam c. The trajectory of the light beam c is along the second axis 51, and the light beam c moves in the direction of the arrow as the rotating polygon mirror rotates. In the rotary polygon mirror, the reflecting surface is tilted due to a manufacturing error, but the light beam c is displaced as indicated by points D 0 , D 1 , and D 2 due to the tilting of the reflecting surface. The direction 53 in which the light beam c is displaced by the surface falling
Are angled with respect to the third axis 52. As described above, in the case of oblique incidence, the third axis 52 does not coincide with the direction 53 in which the light beam c is displaced due to surface tilt.
【0048】図12に示すように、光ビーム検出用のレ
ンズ32を第1軸の回りで傾け、母線34を面倒れによ
り光ビームcが変位する方向53に対して垂直になるよ
うに配置すると、点D0 、点D1 、点D2 に入射した光
ビームcは、受光素子33上で同一の点Eに結像し、受
光素子33でジッタを生じることはない。なお、結像し
た光ビームスポットは、回転多面鏡の回転に伴って母線
34に平行に矢印の方向に移動する。As shown in FIG. 12, when the light beam detecting lens 32 is tilted around the first axis and the generatrix 34 is arranged so as to be perpendicular to the direction 53 in which the light beam c is displaced by the surface inclination. The light beams c incident on the points D 0 , D 1 , and D 2 form an image on the same point E on the light receiving element 33, and no jitter occurs in the light receiving element 33. The imaged light beam spot moves in the direction of the arrow in parallel with the generating line 34 with the rotation of the rotating polygon mirror.
【0049】しかしながら、図13に示すように、母線
34方向と面倒れにより光ビームが変位する方向53が
垂直でないと、点D0 、点D1 、点D2 に入射した光ビ
ームは受光素子33上でそれぞれ点F0 、点F1 、点F
2 に結像するが、結像した光ビームスポットは母線34
に平行に矢印の方向に移動するので、最大で距離eのず
れを生じ、その分だけ被走査面17上での書き出しタイ
ミングがずれてジッタを生じる。このように、主走査同
期信号発生用光ビーム検出部30に配置するレンズ32
の向きにより、受光素子33における面倒れによるジッ
タの発生量が異なる。ただし、このことは、特に斜め入
射に限らない。However, as shown in FIG. 13, unless the direction 53 in which the light beam is displaced due to the surface inclination and the direction 53 in which the light beam is displaced is not perpendicular, the light beams incident on the points D 0 , D 1 and D 2 will 33, points F 0 , F 1 and F
2 is formed, and the formed light beam spot is
, In the direction of the arrow, a deviation of the distance e occurs at the maximum, and the writing start timing on the surface 17 to be scanned is deviated by that amount, thereby causing jitter. As described above, the lens 32 disposed in the main scanning synchronization signal generating light beam detector 30 is used.
, The amount of jitter generated due to surface tilt in the light receiving element 33 varies. However, this is not particularly limited to oblique incidence.
【0050】次に、走査光学系23で面倒れによるジッ
タが発生することを説明する。一般に斜め入射では、走
査光学系で面倒れによるジッタが生じる。図14は偏向
された光ビームの走査光学系23に入射する前の軌跡を
光ビームの進行方向に向かって示したものであり、面倒
れがあると、走査中心の光ビームは点G0 、点G1 、点
G2 のように変位し、走査の始点では点H0 、点H1 、
点H2 のように変位し、走査の終点ではJ0 、点J1 、
点J2 のように変位する。Next, the occurrence of jitter due to surface tilt in the scanning optical system 23 will be described. Generally, at oblique incidence, jitter occurs due to surface tilt in the scanning optical system. FIG. 14 shows the trajectory of the deflected light beam before it enters the scanning optical system 23 in the traveling direction of the light beam. If there is a tilt, the light beam at the scanning center will be at the point G 0 , Displaced as shown by points G 1 and G 2 , and at the start of scanning, points H 0 , H 1 ,
Displaced like point H 2 , and at the end point of the scan J 0 , point J 1 ,
Displaced as a point J 2.
【0051】走査の中心では、面倒れがあっても光ビー
ムは主走査方向に変位しないが、走査の中心以外では、
主走査方向への変位が存在し、被走査面上の光ビームス
ポットも主走査方向に変位しジッタを生じる。走査の中
心を挟んだ両側では、主走査方向への変位は互いに反対
方向となり、走査の中心から離れるに従って変位は大き
くなる。本基本実施例では、プリズムである第2走査レ
ンズ15で光ビームの軌跡の直線化をしているが、図1
5に示すように、面倒れによる主走査方向への光ビーム
の変位は存在する。At the center of the scanning, the light beam does not displace in the main scanning direction even if the surface is tilted.
There is displacement in the main scanning direction, and the light beam spot on the surface to be scanned is also displaced in the main scanning direction, causing jitter. On both sides of the center of scanning, displacements in the main scanning direction are opposite to each other, and the displacement increases as the distance from the scanning center increases. In the present basic embodiment, the trajectory of the light beam is linearized by the second scanning lens 15 as a prism.
As shown in FIG. 5, displacement of the light beam in the main scanning direction due to surface tilt exists.
【0052】ただし、第3走査レンズ16の偏心量を適
当に選べば、面倒れによるジッタを走査光学系23で生
じないようにすることができる。また、第3走査レンズ
16の偏心量によっては、第3走査レンズ16に入射す
る前において、面倒れにより変位する光ビームの主走査
方向への変位方向と、被走査面17において光ビームス
ポットが変位する方向が逆になることもある。本基本実
施例では、先述したように第3走査レンズ16の偏心量
は、被走査面17上の結像スポットの形状の崩れを防止
するために決められており、上記の面倒れによりジッタ
が生じないようにするための偏心量とは異なるため、走
査光学系23で面倒れによるジッタが生じる。However, if the amount of eccentricity of the third scanning lens 16 is appropriately selected, it is possible to prevent the scanning optical system 23 from causing jitter due to surface tilt. Further, depending on the amount of eccentricity of the third scanning lens 16, before entering the third scanning lens 16, the direction of displacement of the light beam displaced by the surface tilt in the main scanning direction and the light beam spot on the scanned surface 17 are different. The direction of displacement may be reversed. In the present basic embodiment, as described above, the amount of eccentricity of the third scanning lens 16 is determined in order to prevent the shape of the image spot on the scanned surface 17 from being deformed. Since the amount of eccentricity is different from the amount of eccentricity to prevent the occurrence, jitter occurs due to surface tilt in the scanning optical system 23.
【0053】次に、このような面倒れによるジッタを最
小にする構成について説明する。面倒れによるジッタ
は、受光素子33の位置で発生する分(図13)と、走
査光学系23で発生する分(図15)とが合成されたも
のになる。ある方向に面倒れがあるときに、受光素子3
3における光ビームスポットのずれの方向と、走査光学
系23で生じる被走査面上の光ビームスポットのずれの
方向とが同じ方向であれば、それらのずれは相互にキャ
ンセルされてジッタは小さくなるが、それらの方向が逆
方向であると、それらのずれは相互に足し合わされてジ
ッタは大きくなる。Next, a configuration for minimizing the jitter due to such tilting will be described. The jitter due to the surface tilt is a combination of the amount generated at the position of the light receiving element 33 (FIG. 13) and the amount generated at the scanning optical system 23 (FIG. 15). When there is a tilt in a certain direction, the light receiving element 3
If the direction of the shift of the light beam spot in 3 is the same as the direction of the shift of the light beam spot on the surface to be scanned generated by the scanning optical system 23, those shifts are canceled each other, and the jitter is reduced. However, if their directions are opposite, their shifts are added to each other and the jitter increases.
【0054】ある量の面倒れがあるとき、走査光学系2
3で発生する被走査面17上の光ビームスポットのずれ
を、光ビームスポットの走査方向を正として、図16の
実線のようになったとする。走査の始点をL0 、走査の
中心をL1 、走査の終点をL2 とする。このとき、受光
素子33で面倒れによる光ビームのスポットの変位がな
ければ、受光素子33の位置で発生するずれと走査光学
系23で発生するずれを合成したものは、やはり図16
の実線となる。ジッタはずれ幅を大きさで表したもので
あるので、このときのジッタは図17の実線のように、
走査の中心L1で0となる。When there is a certain amount of tilt, the scanning optical system 2
It is assumed that the displacement of the light beam spot on the surface 17 to be scanned, which occurs in 3, is as shown by the solid line in FIG. 16 with the scanning direction of the light beam spot being positive. The scanning start point is L 0 , the scanning center is L 1 , and the scanning end point is L 2 . At this time, if there is no displacement of the spot of the light beam due to the surface falling at the light receiving element 33, the displacement generated at the position of the light receiving element 33 and the displacement generated at the scanning optical system 23 are also obtained by combining FIG.
Becomes the solid line. Since the jitter represents the deviation width by the magnitude, the jitter at this time is as shown by the solid line in FIG.
It becomes 0 at the center L 1 scan.
【0055】ここで、受光素子33の位置での変位を走
査の始点L0 と同じ方向に同じ量になるようにすると、
走査の始点L0 での変位は相殺されて0となり、走査の
終点L2 では加算されて図16の破線のようになる。ジ
ッタは、図17の破線のようになる。また、逆に、受光
素子33の位置での変位を走査の始点L0 と逆方向に同
じだけにすると、ずれは図16の一点鎖線のようにな
り、ジッタは図17の一点鎖線のようになる。Here, when the displacement at the position of the light receiving element 33 is set to be the same amount in the same direction as the scanning start point L 0 ,
The displacement at the scanning start point L 0 is canceled out to be 0, and is added at the scanning end point L 2 , as shown by the broken line in FIG. The jitter is as shown by the broken line in FIG. Conversely, if the displacement at the position of the light receiving element 33 is made the same only in the direction opposite to the scanning start point L 0 , the shift is as shown by the dashed line in FIG. 16 and the jitter is as shown by the dashed line in FIG. Become.
【0056】したがって、受光素子33において面倒れ
によるジッタを生じないようにすれば、面倒れによるジ
ッタは図17の実線のようになり、走査領域における最
大値を最も小さくすることができる。Therefore, if no jitter due to surface tilt is caused in the light receiving element 33, the jitter due to surface tilt becomes as shown by the solid line in FIG. 17, and the maximum value in the scanning area can be minimized.
【0057】ところで、ジッタの原因には、以上説明し
た回転多面鏡4の面倒れによるものの他に、回転多面鏡
4を回転するモーターの回転むらや、回転多面鏡4の反
射面の平面度誤差等の要因で発生する。これらの要因に
よるジッタは、受光素子33での光ビームcの検出を基
準としているので、走査の始点L0 では極めて小さい
が、走査の終点L2 に向かうに従い略比例して大きくな
る傾向がある。The jitter is caused not only by the tilting of the rotating polygon mirror 4 described above, but also by the uneven rotation of the motor rotating the rotating polygon mirror 4 and the flatness error of the reflection surface of the rotating polygon mirror 4. And so on. Jitter due to these factors, since the basis of the detection of the light beam c of the light receiving element 33, but the scanning very small in the starting point L 0 of tends to increase substantially in proportion toward the end point L 2 of the scanning .
【0058】そこで、以上の面倒れによるジッタと他の
要因によるジッタとを総合すると、図18のようにな
る。図17で示したように、光ビーム検出用のレンズ3
2を適切に配置し、受光素子33で生じるずれ量を適切
に選ぶことにより、面倒れによるジッタを変化させるこ
とができる。そこで、面倒れ以外の要因によるジッタの
大きさに合わせて、被走査面17上の走査領域における
ジッタの最大値を最も小さくすることを考える。FIG. 18 shows a total of the jitter caused by the tilting and the jitter caused by other factors. As shown in FIG. 17, the lens 3 for detecting a light beam
By appropriately arranging 2 and appropriately selecting the amount of shift generated in the light receiving element 33, it is possible to change the jitter due to surface tilt. Therefore, it is considered that the maximum value of the jitter in the scanning area on the scanned surface 17 is minimized in accordance with the magnitude of the jitter due to factors other than the surface tilt.
【0059】図18(a)は、面倒れ以外の要因による
ジッタ92が小さい場合で、面倒れによるジッタ91が
0となる点を略走査の中心L1 にすることで、走査領域
におけるジッタの最大値を最も小さくすることができ
る。図18(b)は、面倒れによるジッタ91と面倒れ
以外の要因によるジッタ92が同じ程度の場合で、面倒
れによるジッタ91が0となる点を走査の中心L1 と走
査の終点L2 の間にすることで、走査の始点と終点のジ
ッタが同じ値となり、走査領域におけるジッタの最大値
を最も小さくすることができる。図18(c)は、面倒
れによるジッタ91に比べて面倒れ以外の要因によるジ
ッタ92が大きい場合で、面倒れによるジッタ91が0
となる点を走査の終点L2 にすることで、走査領域にお
けるジッタの最大値を最も小さくすることができる。[0059] FIG. 18 (a), when a jitter 92 due to factors other than troublesome is small, by the point where the jitter 91 by the surface tilt of 0 on the center L 1 of approximately scanning, the jitter in the scanning region The maximum value can be minimized. FIG. 18 (b), in the case of the degree jitter 92 are the same due to factors other than are cumbersome and jitter 91 by tilt, the point where the jitter 91 by the surface tilt is 0 and the center L 1 scan scanning end point L 2 By setting the interval between the two, the jitter at the starting point and the ending point of the scanning becomes the same value, and the maximum value of the jitter in the scanning area can be minimized. FIG. 18C shows a case where the jitter 92 due to a factor other than the surface tilt is larger than the jitter 91 due to the surface tilt.
By the point where the end point L 2 of the scanning, it is possible to minimize the maximum value of the jitter in the scan area.
【0060】このように、面倒れによるジッタが0とな
る点を、走査の中心L1 と走査の終点L2 を含めてそれ
ら2点間の領域内に設定することで、走査領域における
ジッタの最大値を最小にすることができる。また、スキ
ャナモーターの回転むらや反射面の面精度誤差にばらつ
きがある場合は、面倒れ以外の要因によるジッタが個々
の光走査装置によって異なるが、面倒れによるジッタが
0となる点を、走査の中心L1 と走査の終点L2 を含め
てそれら2点間の領域内に設定しておけば、走査領域に
おけるジッタの最大値を小さく抑えることができる。As described above, by setting the point where the jitter due to the surface tilt becomes 0 in the area between the two points including the scanning center L 1 and the scanning end point L 2 , the jitter in the scanning area is reduced. The maximum value can be minimized. In addition, when there is unevenness in the rotation of the scanner motor or the surface accuracy error of the reflecting surface, the jitter caused by factors other than surface tilt varies depending on the individual optical scanning devices. by setting in the area between those two points including the center L 1 and scanning end point L 2, it is possible to reduce the maximum value of the jitter in the scan area.
【0061】また、上記したように、第3走査レンズ1
6の偏心量を適当に選べば、面倒れによるジッタを走査
光学系23で生じないようにすることができる。その場
合には、面倒れによるジッタを受光素子33の位置でも
生じないように設定すれば、走査の全領域で面倒れによ
るジッタは0となる。As described above, the third scanning lens 1
If the amount of eccentricity of 6 is appropriately selected, it is possible to prevent the scanning optical system 23 from causing jitter due to surface tilt. In this case, if the setting is made so that the jitter due to the surface tilt does not occur even at the position of the light receiving element 33, the jitter due to the surface tilt becomes zero in the entire scanning area.
【0062】なお、実際の光走査装置において、ジッタ
の許容量はおよそ30μmであり、これ以上大きいとジ
ッタを目視で認識できるようになる。以下に、上記基本
実施例を基にした本発明の光走査装置のいくつかの実施
例について説明する。In an actual optical scanning device, the allowable amount of jitter is about 30 μm, and if it is larger than this, the jitter can be visually recognized. Hereinafter, several embodiments of the optical scanning device of the present invention based on the above-described basic embodiment will be described.
【0063】(実施例1)図1において、水平同期信号
発生用の光ビームcはレンズ32に垂直に入射する。レ
ンズ32のシリンドリカル面の母線34は、面倒れによ
り光ビームが変位する方向53に対して垂直に配置され
ている(図12)。したがって、受光素子33では面倒
れによるジッタは生じない。母線34は第2の軸51に
対して第1の軸の回りに光ビームcの進行方向に向かっ
て反時計回りにθ=1.01°の傾きをなしている。第
3走査レンズ16は、図2の矢印で示す方向に5.77
mm偏心している。これは基本実施例の第3走査レンズ
16の入射面S25、射出面S 26の傾きに相当する。(Embodiment 1) In FIG. 1, the horizontal synchronizing signal
The light beam c for generation enters the lens 32 perpendicularly. Les
The bus 34 of the cylindrical surface of the lens 32 is
The light beam is arranged perpendicular to the direction 53
(FIG. 12). Therefore, the light receiving element 33 is troublesome.
This does not cause jitter. The bus bar 34 is connected to the second axis 51
About the first axis in the traveling direction of the light beam c.
Counterclockwise with an inclination of θ = 1.01 °. No.
The three-scan lens 16 is 5.77 in the direction indicated by the arrow in FIG.
mm eccentric. This is the third scanning lens of the basic embodiment
16 incident surfaces Stwenty five, Exit surface S 26Corresponds to the inclination of.
【0064】本実施例は、受光素子33で面倒れによる
ジッタを生じないので、面倒れによるジッタは走査光学
系23で生じる分のみである。面倒れによるジッタの値
を示す。以下の全ての実施例において、面倒れが100
秒のときのジッタの値は図19に示すように、走査の中
心が0であり、走査の両端に向かうに従って大きくな
り、走査の両端で同じ値をとり、その値は11μmであ
る。In this embodiment, since the light receiving element 33 does not cause jitter due to surface tilt, the jitter due to surface tilt is only generated by the scanning optical system 23. Shows the value of jitter due to surface tilt. In all of the following examples, the trouble
As shown in FIG. 19, the value of the jitter at the time of seconds is 0 at the center of the scanning, increases toward the both ends of the scanning, takes the same value at the both ends of the scanning, and its value is 11 μm.
【0065】なお、回転多面鏡4に光ビームが2度入射
するので、回転多面鏡4の第1反射面5と第2反射面6
の両面の面倒れが影響する。面倒れの主因は、スキャナ
モーターに回転多面鏡4を嵌合する際の製造誤差によ
り、スキャナモーターの回転軸41に対して回転多面鏡
4の中心軸が傾くことである。そこで、互いに対面にあ
る第1反射面5と第2反射面6は平行のまま維持され、
同じ角度だけ傾くように倒れることを前提としている。Since the light beam enters the rotary polygon mirror 4 twice, the first reflection surface 5 and the second reflection surface 6
Of both sides affects. The main cause of the surface tilt is that the center axis of the rotary polygon mirror 4 is inclined with respect to the rotary shaft 41 of the scanner motor due to a manufacturing error when the rotary polygon mirror 4 is fitted to the scanner motor. Therefore, the first reflecting surface 5 and the second reflecting surface 6 facing each other are maintained in parallel,
It is assumed that the camera falls down to the same angle.
【0066】(実施例2)実施例1と次の点で構成が異
なる。レンズ32のシリンドリカル面の母線34は、第
2の軸51に対して、第1の軸の回りに光ビームcの進
行方向に向かって反時計回りにθ=0.15°の傾きを
なしている。面倒れによるジッタは図20のようにな
り、受光素子33で面倒れによるジッタを生じ、走査の
終点において受光素子33で生じるジッタと走査光学系
23で生じるジッタが相殺される。(Embodiment 2) The configuration differs from Embodiment 1 in the following points. The generatrix 34 of the cylindrical surface of the lens 32 has an inclination of θ = 0.15 ° counterclockwise with respect to the second axis 51 in the traveling direction of the light beam c around the first axis. I have. The jitter due to surface tilt is as shown in FIG. 20, and jitter due to surface tilt occurs in the light receiving element 33, and the jitter generated in the light receiving element 33 and the jitter generated in the scanning optical system 23 at the end point of scanning are canceled.
【0067】(実施例3)実施例1と次の点で構成が異
なる。レンズ32のシリンドリカル面の母線34は、第
2の軸51に対して第1の軸の回りに光ビームcの進行
方向に向かって反時計回りにθ=0.47°の傾きをな
している。面倒れによるジッタは図21のようになり、
走査の中心と走査の終点に間で面倒れによるジッタが0
となる。(Embodiment 3) The configuration differs from Embodiment 1 in the following points. The generatrix 34 of the cylindrical surface of the lens 32 has an inclination of θ = 0.47 ° counterclockwise around the first axis with respect to the second axis 51 in the traveling direction of the light beam c. . The jitter due to the surface tilt is as shown in FIG.
Zero jitter between the scan center and the scan end point
Becomes
【0068】(実施例4)実施例1と次の点で構成が異
なる。レンズ32の配置として、図22に示すように、
第3の軸52(図22の面に略垂直な軸)の回りにθ=
22.6°傾け、図22の矢印の方向から見た図23の
ように、第3の軸52に沿ってd=0.38mm偏心さ
せている。このように、レンズ32を第3の軸52の回
りに傾け、第3の軸52に沿って偏心させ、それらの傾
きの角度と偏心量を適正に与えても、受光素子33で面
倒れによるジッタを十分に小さくすることができる。た
だし、完全に0とはならず、面倒れによる受光素子33
上での光ビームスポットの位置のずれは図24のように
なる。面倒れが0秒での曲線の傾きが0であるため、面
倒れが増加しても光ビームスポットの位置のずれは小さ
く抑えられている。面倒れによるジッタは図25のよう
になり、走査の中心で最小となるが0にはならない。図
24における位置ずれが、面倒れが0秒で傾き0となる
ためのレンズ32の傾きの角度と偏心量の関係を図26
に示す。(Embodiment 4) The configuration differs from Embodiment 1 in the following points. As shown in FIG. 22, the arrangement of the lens 32 is as follows.
Around a third axis 52 (an axis substantially perpendicular to the plane of FIG. 22), θ =
As shown in FIG. 23 viewed from the direction of the arrow in FIG. 22, it is eccentric along the third axis 52 by d = 0.38 mm. As described above, even if the lens 32 is tilted around the third axis 52 and is eccentric along the third axis 52, and the inclination angle and the amount of eccentricity are appropriately given, the light receiving element 33 causes the surface to tilt. Jitter can be made sufficiently small. However, it does not become completely zero, and the light receiving element 33
FIG. 24 shows the displacement of the position of the light beam spot. Since the slope of the curve is 0 when the surface tilt is 0 seconds, even if the surface tilt increases, the displacement of the position of the light beam spot is kept small. The jitter due to surface tilting is as shown in FIG. 25, and becomes minimum at the center of scanning but does not become zero. FIG. 26 shows the relationship between the angle of inclination of the lens 32 and the amount of eccentricity so that the positional deviation in FIG.
Shown in
【0069】(実施例5)実施例1と次の点で構成が異
なる。レンズ32の配置として、第3の軸52の回りに
θ=22.6°傾け、第3の軸52に沿ってd=0.0
6mm偏心させている。面倒れによるジッタは図27の
ようになり、走査の終点で面倒れによるジッタが最小と
なる。(Embodiment 5) The configuration differs from Embodiment 1 in the following points. The arrangement of the lens 32 is tilted θ = 22.6 ° around the third axis 52 and d = 0.0 along the third axis 52.
It is eccentric by 6 mm. The jitter due to surface tilt is as shown in FIG. 27, and the jitter due to surface tilt becomes minimum at the end point of scanning.
【0070】(実施例6)実施例1と次の点で構成が異
なる。レンズ32の配置として、第3の軸52の回りに
θ=22.6°傾け、第3の軸52に沿ってd=0.1
8mm偏心させている。面倒れによるジッタは図28の
ようになり、走査の中心と走査の終点の間で面倒れによ
るジッタが最小となる。(Embodiment 6) The configuration differs from Embodiment 1 in the following points. As the arrangement of the lens 32, it is inclined θ = 22.6 ° around the third axis 52, and d = 0.1 along the third axis 52.
It is eccentric by 8 mm. The jitter due to surface tilt is as shown in FIG. 28, and the jitter due to surface tilt between the center of scanning and the end point of scanning is minimized.
【0071】(変形例)上記実施例は、レンズ32を第
1の軸の回りに傾けるか、第3の軸52の回りに傾け、
第3の軸52に沿って偏心するのかの何れかであった
が、これらを組み合わせても構わない。(Modification) In the above embodiment, the lens 32 is tilted around the first axis, or tilted around the third axis 52,
Either one of them is eccentric along the third axis 52, but these may be combined.
【0072】ジッタを生じないようにするため、傾き角
度や偏心量は光学系により異なり、回転多面鏡4に入射
する光ビームの副走査方向の入射角(斜め入射の入射
角)や、受光素子33で光ビームを検出するときの偏向
角や、レンズ32の曲率半径や、伝達光学系22の副走
査方向の光学倍率や、第2走査レンズ15のプリズムと
しての頂角等に依存する。In order to prevent jitter, the tilt angle and the amount of eccentricity vary depending on the optical system. The incident angle of the light beam incident on the rotary polygon mirror 4 in the sub-scanning direction (incident angle of oblique incidence), the light receiving element It depends on the deflection angle when the light beam is detected by 33, the radius of curvature of the lens 32, the optical magnification of the transmission optical system 22 in the sub-scanning direction, the vertex angle of the second scanning lens 15 as a prism, and the like.
【0073】また、レンズ32は、シリンドリカルレン
ズには限らず、一方向に強い屈折力を有する光学素子で
あればよく、例えば一方向に強い屈折力を有するアナモ
ルフィックレンズであってもよい。その場合、図12に
おいて、受光素子33位置でジッタを生じないようにす
るには、強い屈折力の方向を面倒れにより光ビームcが
変位する方向53に一致するようにそのアナモルフィッ
クレンズ32を第1軸の回りで傾ける。The lens 32 is not limited to a cylindrical lens, but may be any optical element having a strong refractive power in one direction, such as an anamorphic lens having a strong refractive power in one direction. In this case, in FIG. 12, in order to prevent the occurrence of jitter at the position of the light receiving element 33, the anamorphic lens 32 must be changed so that the direction of the strong refractive power coincides with the direction 53 in which the light beam c is displaced by the surface tilt. Is tilted about the first axis.
【0074】なお、以上の実施例では、偏向器として回
転多面鏡を使用するものについて説明したが、偏向器と
して回転多面鏡の他に、回転2面鏡の場合にも同様の効
果を達成することができる。また、回転多面鏡の反射面
で2度反射されるものだけでなく、1度だけ入射して反
射偏向される光走査装置にも適用できる。以上、本発明
の光走査装置を実施例に基づいて説明してきたが、本発
明はこれらに限定されず、種々の変形が可能である。In the above embodiment, the case where a rotary polygon mirror is used as the deflector has been described. However, similar effects can be achieved in the case of a rotary dihedral mirror as well as a rotary polygon mirror. be able to. In addition, the present invention can be applied not only to a device which is reflected twice by the reflecting surface of the rotary polygon mirror but also to an optical scanning device which is incident only once and is reflected and deflected. As described above, the optical scanning device of the present invention has been described based on the embodiments, but the present invention is not limited to these, and various modifications are possible.
【0075】[0075]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の光走査装置によれば、偏向器の複数の反射面の副走査
方向の面倒れによるジッタが最小となる点が、被走査面
上の走査の中心と走査の終点を含めてそれら2点間の領
域内に設定されているので、面倒れによるジッタと面倒
れ以外の要因によるジッタとを合わせた総合的なジッタ
の最大値を小さく抑えることができ、斜め入射の光走査
装置においてジッタの低減を図ることができる。As is clear from the above description, according to the optical scanning device of the present invention, the point that the jitter due to the tilt of the plurality of reflecting surfaces of the deflector in the sub-scanning direction is minimized is that the surface to be scanned is Since it is set in the area between these two points including the center of the upper scan and the end point of the scan, the maximum value of the total jitter combining the jitter due to the tilt and the jitter due to the factors other than the tilt is calculated. Therefore, the jitter can be reduced in the obliquely incident optical scanning device.
【図1】本発明の光走査装置の基本実施例の構成を示す
平面図である。FIG. 1 is a plan view showing the configuration of a basic embodiment of an optical scanning device according to the present invention.
【図2】図1の光走査装置の側面図である。FIG. 2 is a side view of the optical scanning device of FIG.
【図3】図1の光走査装置の主要部の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of a main part of the optical scanning device of FIG. 1;
【図4】図1の光走査装置の主要部の側面図である。FIG. 4 is a side view of a main part of the optical scanning device of FIG.
【図5】図1の光走査装置の整形光学系の主走査方向と
副走査方向の光路図である。5 is an optical path diagram of a shaping optical system of the optical scanning device of FIG. 1 in a main scanning direction and a sub scanning direction.
【図6】図1の光走査装置の伝達光学系の主走査方向と
副走査方向の光路図である。6 is an optical path diagram of a transmission optical system of the optical scanning device of FIG. 1 in a main scanning direction and a sub scanning direction.
【図7】図1の光走査装置の走査光学系の主走査方向と
副走査方向の光路図である。7 is an optical path diagram of a scanning optical system of the optical scanning device in FIG. 1 in a main scanning direction and a sub-scanning direction.
【図8】伝達光学系の作用を説明するための主走査面の
断面展開図である。FIG. 8 is a sectional development view of a main scanning plane for explaining the operation of the transmission optical system.
【図9】屈折プリズムの補正作用を説明するための図で
ある。FIG. 9 is a diagram for explaining a correcting operation of the refractive prism.
【図10】本発明の1つの具体例の第3走査レンズの入
射面におけるビーム軌跡を示した図である。FIG. 10 is a diagram showing a beam trajectory on an incident surface of a third scanning lens according to one embodiment of the present invention.
【図11】本発明の1つの具体例において像面湾曲が発
生しない理由を説明するための図である。FIG. 11 is a diagram for explaining the reason why field curvature does not occur in one specific example of the present invention.
【図12】基本実施例の光ビーム検出部のレンズを光ビ
ームの進行方向に向かって示した図である。FIG. 12 is a diagram illustrating a lens of a light beam detection unit according to a basic example in a traveling direction of a light beam.
【図13】レンズの配置によって受光素子上でジッタが
生じる理由を説明するための図である。FIG. 13 is a diagram for explaining the reason why jitter occurs on the light receiving element due to the arrangement of lenses.
【図14】偏向された光ビームの走査光学系に入射する
前の軌跡を光ビームの進行方向に向かって示した図であ
る。FIG. 14 is a diagram showing a trajectory of a deflected light beam before it is incident on a scanning optical system in a traveling direction of the light beam.
【図15】基本実施例において面倒れによる主走査方向
への光ビームの変位が存在する様子を示す図である。FIG. 15 is a diagram illustrating a state in which a light beam is displaced in the main scanning direction due to surface tilt in the basic embodiment.
【図16】面倒れがあるときの走査光学系で発生する光
ビームスポットのずれを示す図である。FIG. 16 is a diagram showing a shift of a light beam spot generated in the scanning optical system when there is a surface tilt.
【図17】図16の場合のジッタを示す図である。FIG. 17 is a diagram illustrating jitter in the case of FIG. 16;
【図18】面倒れによるジッタと他の要因によるジッタ
と合わせた総合的なジッタを示す図である。FIG. 18 is a diagram showing a total jitter including a jitter due to surface tilt and a jitter due to other factors.
【図19】基本実施例において面倒れが100秒のとき
のジッタの値を示す図である。FIG. 19 is a diagram showing the value of jitter when the tilting is 100 seconds in the basic example.
【図20】実施例2の面倒れによるジッタの様子を示す
図である。FIG. 20 is a diagram illustrating a state of jitter due to surface tilt in the second embodiment.
【図21】実施例3の面倒れによるジッタの様子を示す
図である。FIG. 21 is a diagram illustrating a state of jitter due to surface tilt in the third embodiment.
【図22】実施例4のレンズの配置を説明する図1と同
様の図である。FIG. 22 is a view similar to FIG. 1, illustrating the arrangement of lenses in Example 4.
【図23】図22の矢印の方向から見た図である。FIG. 23 is a view as seen from the direction of the arrow in FIG. 22;
【図24】実施例4の面倒れによる受光素子上での光ビ
ームスポットの位置のずれを示す図である。FIG. 24 is a diagram illustrating a shift in the position of a light beam spot on a light receiving element due to surface tilt in the fourth embodiment.
【図25】実施例4の面倒れによるジッタの様子を示す
図である。FIG. 25 is a diagram illustrating a state of jitter due to surface tilt in the fourth embodiment.
【図26】実施例4のレンズの配置においてレンズの傾
きの角度と偏心量の関係を示す図である。FIG. 26 is a diagram illustrating the relationship between the angle of inclination of a lens and the amount of eccentricity in the arrangement of lenses according to a fourth embodiment.
【図27】実施例5の面倒れによるジッタの様子を示す
図である。FIG. 27 is a diagram illustrating a state of jitter due to surface tilt in the fifth embodiment.
【図28】実施例6の面倒れによるジッタの様子を示す
図である。FIG. 28 is a diagram illustrating a state of jitter due to surface tilt in the sixth embodiment.
1…半導体レーザー(光源) 2…第1整形レンズ 3…第2整形レンズ 4…回転多面鏡 5…回転多面鏡の第1反射面 6…回転多面鏡の第2反射面 7…第1伝達レンズ 8…第2伝達レンズ 9…第3伝達レンズ 10…第1伝達ミラー 11…第4伝達レンズ 12…第5伝達レンズ(伝達光学系の後群) 13…第2伝達ミラー 14…第1走査レンズ 15…第2走査レンズ(プリズム) 16…第3走査レンズ(長尺レンズ) 17…被走査面 21…整形光学系 22…伝達光学系 23…走査光学系 30…主走査(水平)同期信号発生用光ビーム検出部 31…ミラー 32…レンズ 33…受光素子 41…回転多面鏡の回転軸 51…第2の軸 52…第3の軸 53…面倒れにより光ビームが変位する方向 61…アパーチャ 91…面倒れによるジッタ 92…面倒れ以外の要因によるジッタ L0 …走査の始点 L1 …走査の中心 L2 …走査の終点DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor laser (light source) 2 ... 1st shaping lens 3 ... 2nd shaping lens 4 ... Rotation polygon mirror 5 ... 1st reflection surface of rotation polygon mirror 6 ... 2nd reflection surface of rotation polygon mirror 7 ... 1st transmission lens 8 second transmission lens 9 third transmission lens 10 first transmission mirror 11 fourth transmission lens 12 fifth transmission lens (rear group of transmission optical system) 13 second transmission mirror 14 first scanning lens 15 Second scanning lens (prism) 16 Third scanning lens (long lens) 17 Scanned surface 21 Shaping optical system 22 Transmission optical system 23 Scanning optical system 30 Main scanning (horizontal) synchronization signal generation Light beam detector for use 31 Mirror 32 Lens 33 Light receiving element 41 Rotating axis of rotary polygon mirror 51 Second axis 52 Third axis 53 Direction in which light beam is displaced due to surface tilt 61 Aperture 91 … Jick by trouble 92 ... center L 2 ... the end point of the scanning start point L 1 ... scan jitter L 0 ... scanning due to factors other than being cumbersome
Claims (8)
ら副走査方向に角度を持って入射する光ビームを反射偏
向させる複数の反射面を有する偏向器と、前記偏向器の
反射面により反射偏向された光ビームを被走査面上にビ
ームスポットを形成させて走査させる走査光学系と、前
記偏向器の反射面により反射偏向された光ビームを前記
被走査面上の走査の前に検出して同期信号を発生する受
光素子とを備えた光走査装置において、 前記偏向器の複数の反射面の副走査方向の面倒れによる
ジッタが最小となる点が、前記被走査面上の走査の中心
と走査の終点を含めてそれら2点間の領域内に設定され
ていることを特徴とする光走査装置。1. A deflector having a light source for generating a light beam, a plurality of reflecting surfaces for reflecting and deflecting a light beam incident from the light source at an angle in a sub-scanning direction, and reflecting light by the reflecting surface of the deflector. A scanning optical system that scans the deflected light beam by forming a beam spot on the surface to be scanned, and detects the light beam reflected and deflected by the reflection surface of the deflector before scanning on the surface to be scanned. A light receiving element that generates a synchronization signal in the optical scanning device, wherein a point at which jitter due to surface tilt of the plurality of reflecting surfaces of the deflector in the sub-scanning direction is minimized is a center of scanning on the surface to be scanned. And an optical scanning device, wherein the optical scanning device is set in an area between the two points including the scanning end point.
ッタが最小となるように、前記受光素子へ光ビームを導
くレンズが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。2. The optical scanning device according to claim 1, wherein a lens for guiding a light beam to the light receiving element is arranged so as to minimize jitter due to the surface tilt on the light receiving element. .
アナモルフィックレンズであり、その屈折力が強い方向
と前記面倒れによる光ビームの変位方向とが略一致する
ように配置されていることを特徴とする請求項1又は2
記載の光走査装置。3. A lens that guides a light beam to the light receiving element is an anamorphic lens, and is disposed such that a direction in which the refractive power is strong and a direction in which the light beam is displaced due to the surface tilt substantially coincide with each other. 3. The method according to claim 1, wherein
The optical scanning device according to claim 1.
アナモルフィックレンズであり、前記受光素子により光
ビームが検出される瞬間のそのレンズに入射する光ビー
ムの主光線を第1の軸とし、その光ビームによって掃引
される面内にあり、第1の軸に垂直な軸を第2の軸と
し、第1の軸と第2の軸に垂直な軸を第3の軸とすると
き、そのレンズが第1の軸の回りで傾けられていること
を特徴とする請求項1から3の何れか1項記載の光走査
装置。4. A lens for guiding a light beam to the light receiving element is an anamorphic lens, and a principal ray of the light beam incident on the lens at a moment when the light beam is detected by the light receiving element is defined as a first axis. When an axis in a plane swept by the light beam and perpendicular to the first axis is a second axis, and an axis perpendicular to the first axis and the second axis is a third axis, 4. The optical scanning device according to claim 1, wherein the lens is tilted around a first axis.
の軸と角度をなすように第1の軸の回りで傾けられてい
ることを特徴とする請求項4記載の光走査装置。5. The direction in which the refractive power of the lens is strong is the third direction.
The optical scanning device according to claim 4, wherein the optical scanning device is tilted around the first axis so as to form an angle with the axis.
アナモルフィックレンズであり、前記受光素子により光
ビームが検出される瞬間のそのレンズに入射する光ビー
ムの主光線を第1の軸とし、その光ビームによって掃引
される面内にあり、第1の軸に垂直な軸を第2の軸と
し、第1の軸と第2の軸に垂直な軸を第3の軸とすると
き、そのレンズが第3の軸の回りで傾けられ、かつ、第
3の軸に沿って偏心させられていることを特徴とする請
求項1から3の何れか1項記載の光走査装置。6. A lens for guiding a light beam to the light receiving element is an anamorphic lens, and a principal axis of the light beam incident on the lens at a moment when the light beam is detected by the light receiving element is defined as a first axis. When an axis in a plane swept by the light beam and perpendicular to the first axis is a second axis, and an axis perpendicular to the first axis and the second axis is a third axis, 4. The optical scanning device according to claim 1, wherein the lens is tilted around a third axis and is decentered along the third axis.
おいて略共役に配置されていることを特徴とする請求項
1から6の何れか1項記載の光走査装置。7. The optical scanning device according to claim 1, wherein the light source and the light receiving element are arranged substantially conjugate in a main scanning direction.
回転多面鏡の第1反射面により反射偏向された光ビーム
を前記回転多面鏡の第2反射面に伝達入射させる伝達光
学系を備え、前記第2反射面により反射偏向された光ビ
ームを前記走査光学系により前記被走査面上にビームス
ポットを形成させて走査させるように構成されているこ
とを特徴とする請求項1から7の何れか1項記載の光走
査装置。8. The deflector comprises a rotary polygon mirror, and has a transmission optical system for transmitting a light beam reflected and deflected by a first reflection surface of the rotary polygon mirror to a second reflection surface of the rotary polygon mirror. 8. The scanning optical system according to claim 1, wherein the light beam reflected and deflected by the second reflecting surface is scanned by forming a beam spot on the surface to be scanned by the scanning optical system. The optical scanning device according to claim 1.
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