JPH1073781A - Optical scanning device - Google Patents
Optical scanning deviceInfo
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- JPH1073781A JPH1073781A JP14534597A JP14534597A JPH1073781A JP H1073781 A JPH1073781 A JP H1073781A JP 14534597 A JP14534597 A JP 14534597A JP 14534597 A JP14534597 A JP 14534597A JP H1073781 A JPH1073781 A JP H1073781A
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- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
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、特に回転多面
鏡の回転軸に垂直な走査面に対して角度を有して光ビー
ムを回転多面鏡に順に2度入射させる光走査装置におい
て、回転多面鏡の回転軸に対する反射面の位置ずれに基
づく走査線の位置変動を防止し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 which rotates a light beam at an angle with respect to a scanning plane perpendicular to a rotation axis of a rotating polygon mirror. The present invention relates to an optical scanning device in which the position of a scanning line is prevented from fluctuating due to a displacement of a reflection surface with respect to a rotation axis of a rotary polygon mirror in an optical scanning device in which light is sequentially incident twice.
【0002】[0002]
【従来の技術】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
置においては、光ビームを偏向走査する偏向器として回
転多面鏡が多く用いられてきた。2. Description of the Related Art In an image recording device such as a laser beam printer or an optical scanning device used for various image reading and measuring devices, a rotary polygon mirror is often used as a deflector for deflecting and scanning a light beam.
【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】近年、上記の装置においては、解像度や処
理速度の向上のため、より高速の光走査装置が求められ
るようになってきている。光ビームの偏向に回転多面鏡
を用いた光走査装置では、走査速度(走査周波数)を上
げるためには、 (1)回転多面鏡の回転数を上げる。 (2)回転多面鏡の面数を増加させる。 の2つの方法が考えられる。In recent years, a higher-speed optical scanning device has been demanded in the above-mentioned devices in order to improve resolution and processing speed. In an optical scanning device using a rotating polygon mirror to deflect a light beam, to increase the scanning speed (scanning frequency), (1) increase the number of revolutions of the rotating polygon mirror. (2) Increasing the number of rotating polygon mirrors. The following two methods can be considered.
【0005】回転多面鏡の回転数を上げるためには、高
速回転可能な軸受が必要になるが、現在最も多く用いら
れているボールベアリングでは、毎分20000回転程
度が上限となる。エアベアリングを用いれば、毎分30
000回転以上の回転数で使用可能であるが、軸受が高
価なため使用できる装置が限られる。特に、一般消費者
向けの安価なレーザービームプリンタ等には使えない。[0005] In order to increase the rotation speed of the rotary polygon mirror, a bearing capable of high-speed rotation is required. However, the upper limit of the most commonly used ball bearing is about 20,000 rotations per minute. 30 minutes per minute with air bearings
Although it can be used at rotation speeds of 000 or more, the devices that can be used are limited because the bearing is expensive. In particular, it cannot be used for inexpensive laser beam printers for general consumers.
【0006】一方、回転多面鏡の面数を増加させると、
1つの反射面当りの回転角度が小さくなってしまう。ま
た、個々の反射面の大きさを一定以上確保しようとする
と、回転多面鏡の直径が大きくなってしまう。On the other hand, when the number of faces of the rotary polygon mirror is increased,
The rotation angle per reflection surface becomes small. Further, if it is attempted to secure the size of each reflecting surface to a certain value or more, the diameter of the rotary polygon mirror becomes large.
【0007】光走査装置では、被走査面上に光ビームを
結像させて用いることが多いが、レーザービームを走査
する場合、小さなスポットに結像させるには、光ビーム
の拡がり角に応じて回転多面鏡の反射面は主走査方向に
ある一定の大きさが必要である。ところが、回転多面鏡
の面数を増加させた場合、1つの反射面での回転角度が
小さいため光ビームの走査角も小さくなる。光ビームの
走査角が小さいと、所定の走査幅を得るためには走査光
学系の焦点距離が長くなり、回転多面鏡から被走査面ま
での光路長も伸びる。このため、回転多面鏡の反射面上
での光ビームの主走査方向の直径も大きくなり、面数が
少ない場合に比べてより反射面が大きくなり、さらに一
層回転多面鏡の大きさが増加する。[0007] In an optical scanning device, a light beam is often imaged on a surface to be scanned, but when scanning with a laser beam, in order to form an image on a small spot, it is necessary to adjust the spread angle of the light beam. The reflecting surface of the rotary polygon mirror needs to have a certain size in the main scanning direction. However, when the number of surfaces of the rotating polygon mirror is increased, the scanning angle of the light beam becomes smaller because the rotation angle on one reflecting surface is small. If the scanning angle of the light beam is small, the focal length of the scanning optical system becomes longer in order to obtain a predetermined scanning width, and the optical path length from the rotary polygon mirror to the surface to be scanned also becomes longer. For this reason, the diameter of the light beam on the reflecting surface of the rotating polygon mirror in the main scanning direction also increases, and the reflecting surface becomes larger than when the number of surfaces is small, and the size of the rotating polygon mirror further increases. .
【0008】すなわち、回転多面鏡の面数が増加するに
従って必要な反射面の大きさは面数の少ない場合に比べ
てより大きくなるという矛盾した特性を持つため、回転
多面鏡の大きさ(内接円筒の大きさ)が決まれば、面数
の上限が決まる。例えば、レーザービームプリンタに用
いる光走査装置において、所要走査幅350mm、波長
780nm、回転多面鏡の内接円筒の半径を25mm、
被走査面での主走査方向のスポット直径を50μm以下
にする場合、面数はおおむね7面が上限となる。In other words, since the required size of the reflecting surface becomes larger as the number of surfaces of the rotary polygon mirror increases as compared with the case where the number of surfaces is small, the size of the rotary polygon mirror (the Once the size of the tangent cylinder is determined, the upper limit of the number of faces is determined. For example, in an optical scanning device used for a laser beam printer, the required scanning width is 350 mm, the wavelength is 780 nm, the radius of the inscribed cylinder of the rotating polygon mirror is 25 mm,
When the spot diameter in the main scanning direction on the surface to be scanned is set to 50 μm or less, the upper limit of the number of surfaces is approximately seven.
【0009】そこで、面数を多く取るために、回転多面
鏡の直径を大きくすると、回転多面鏡の重量や慣性2次
モーメントが増加し、回転に伴う空気抵抗(風損)も増
加するので、回転数が低く制限される。Therefore, when the diameter of the rotary polygon mirror is increased to increase the number of surfaces, the weight and the second moment of inertia of the rotary polygon mirror increase, and the air resistance (windage) accompanying rotation increases. The number of revolutions is limited low.
【0010】このように、回転多面鏡の面数、回転数共
上限があるので、それを越える走査速度を得るために様
々な光走査装置が考案されてきた。As described above, since the number of surfaces of the rotating polygon mirror and the number of rotations have upper limits, various optical scanning devices have been devised in order to obtain a scanning speed exceeding the upper limit.
【0011】例えば、特開昭51−100742号に記
載された技術では、光源に半導体レーザーアレーを用
い、同時に複数のレーザービームで被走査面を走査する
ことで走査速度を向上させている。この方法によれば、
回転多面鏡の回転数を上げることなく、素子に集積され
たレーザーの個数だけ走査速度を早めることができる。For example, in the technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 51-100742, a scanning speed is improved by using a semiconductor laser array as a light source and simultaneously scanning the surface to be scanned with a plurality of laser beams. According to this method,
The scanning speed can be increased by the number of lasers integrated in the element without increasing the number of rotations of the rotating polygon mirror.
【0012】一方、特開昭51−32340号のもので
は、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
せる方法が開示されている。すなわち、回転多面鏡に光
ビームを2度入射させている。On the other hand, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 51-32340, 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 a deflected light beam is transmitted to a transmission optical system. A method of re-entering the rotating polygon mirror via the system is disclosed. That is, the light beam is made to enter the rotating polygon mirror twice.
【0013】後者の方法においては、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 the latter method, when the light beam first enters the rotary polygon mirror, the diameter of the light beam in the main scanning direction is extremely small as compared with the case of entering the second time, and the second time the light beam is rotated. The transmission optical system is configured so that the light beam incident on the polygon mirror follows the center point of the rotating reflecting surface in the main scanning direction.
【0014】このように構成することで、光ビームが最
初に回転多面鏡に入射する際には、光ビームの直径を極
端に小さくできるので、回転多面鏡の分割角度一杯まで
走査可能となる。第1の反射面で偏向された光ビームが
伝達光学系を経由して2回目に回転多面鏡に入射する際
には、光ビームの直径は被走査面上で所定のスポットを
得るのに必要な大きさに拡大されるものの、反射面の回
転に追従するため、回転多面鏡の回転角度とは無関係に
光ビームの大きさを設定できる。With this configuration, when the light beam first enters the rotary polygon mirror, the diameter of the light beam can be extremely reduced, so that scanning can be performed to the full division angle of the rotary polygon mirror. When the light beam deflected by the first reflecting surface enters the rotary polygon mirror for the second time via the transmission optical system, the diameter of the light beam is necessary to obtain a predetermined spot on the surface to be scanned. Although the size of the light beam is enlarged, the size of the light beam can be set irrespective of the rotation angle of the rotary polygon mirror because it follows the rotation of the reflection surface.
【0015】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 the rotation axis of a rotary polygon mirror to deflect the light beam.
No. 2 and the like.
【0016】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 two times incidence on the different reflecting surfaces of the rotary polygon mirror as described above will be 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”.
【0017】[0017]
【発明が解決しようとする課題】ところで、回転多面鏡
にこのような斜め入射を行って偏向する場合、回転多面
鏡の回転軸に対する反射面の位置がずれていることによ
り、被走査面上で走査線の位置が走査線の方向に直角な
副走査方向に変動してしまい、画像にむらが発生し正確
で良好な画像を再現することが困難となる問題が発生す
る。In the case of deflecting a rotating polygonal mirror by making such an oblique incidence, the position of the reflecting surface with respect to the rotation axis of the rotating polygonal mirror is shifted. The position of the scanning line fluctuates in the sub-scanning direction perpendicular to the direction of the scanning line, causing a problem that the image becomes uneven and it is difficult to reproduce an accurate and good image.
【0018】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、回転多面鏡の回転軸
の偏心に基づく各反射面の位置ずれにより生じる走査線
の位置変動を防止した2度入射で斜め入射の高速な光走
査装置を提供することである。The present invention has been made in view of such a point of the prior art, and an object of the present invention is to eliminate the positional fluctuation of a scanning line caused by the positional deviation of each reflecting surface due to the eccentricity of the rotation axis of a rotary polygon mirror. An object of the present invention is to provide a high-speed optical scanning device that prevents oblique incidence at twice incidence.
【0019】[0019]
【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
源からの光ビームを反射偏向させる複数の反射面を有す
る回転多面鏡と、前記回転多面鏡の第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と、前記回転多面鏡の前記第
2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を
備えた光走査装置において、前記回転多面鏡は回転軸を
挟んで互いに平行で互いに180°の角度をなして対向
する対をなした複数組の反射面を有し、前記第1反射面
と前記第2反射面は前記回転多面鏡の回転軸を挟んで互
いに平行で互いに180°の角度をなして対向する反射
面に設定され、前記光源からの光ビームは前記第1反射
面に副走査方向に角度を持って入射し、前記伝達光学系
により伝達された光ビームは前記第2反射面に副走査方
向に角度を持って入射する配置になっており、かつ、前
記伝達光学系は副走査方向において前記第1反射面と前
記第2反射面とを略共役関係にしており、前記走査光学
系は副走査方向において前記第2反射面と前記被走査面
とを略共役関係にし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; a rotary polygon mirror having a plurality of reflecting surfaces for reflecting and deflecting the light beam from the light source; A transmission optical system for transmitting the light beam reflected and deflected by the first reflection surface of the rotary polygon mirror to a second reflection surface of the rotary polygon mirror; and a transmission optical system reflected and deflected by the second reflection surface of the rotary polygon mirror. A scanning optical system that scans the scanned light beam by forming a beam spot on the surface to be scanned, wherein the rotating polygon mirrors are parallel to each other across a rotation axis and form an angle of 180 ° with each other. A plurality of pairs of reflecting surfaces facing each other, wherein the first reflecting surface and the second reflecting surface are parallel to each other with a rotation axis of the rotary polygon mirror facing each other at an angle of 180 °; Set on a reflective surface, said The light beam from the light source is incident on the first reflection surface at an angle in the sub-scanning direction, and the light beam transmitted by the transmission optical system is incident on the second reflection surface at an angle in the sub-scanning direction. And the transmission optical system has a substantially conjugate relationship between the first reflection surface and the second reflection surface in the sub-scanning direction, and the scanning optical system has the second reflection surface in the sub-scanning direction. The surface and the surface to be scanned are substantially conjugated.
【0020】この場合、第1反射面、第2反射面への光
ビームの副走査方向の入射角をそれぞれα1 、α2 、伝
達光学系の副走査方向の倍率をβt 、走査光学系の副走
査方向の倍率をβs 、第1反射面、第2反射面の回転多
面鏡の回転軸に対する位置ずれの最大値をδ、被走査面
上での副走査方向の走査線の間隔をpとするとき、 δβs |α1 βt −α2 |/p≦1/8 ・・・(2) を満たすことが望ましい。In this case, the angles of incidence of the light beam on the first and second reflecting surfaces in the sub-scanning direction are α 1 and α 2 , respectively, the magnification of the transmission optical system in the sub-scanning direction is β t , and the scanning optical system. The magnification in the sub-scanning direction is β s , the maximum value of the positional deviation of the first reflecting surface and the second reflecting surface with respect to the rotation axis of the rotary polygon mirror is δ, and the interval between the scanning lines in the sub-scanning direction on the scanned surface is when the p, .delta..beta s | it is desirable to satisfy the / p ≦ 1/8 ··· ( 2) | α 1 β t -α 2.
【0021】又は、第1反射面、第2反射面への光ビー
ムの副走査方向の入射角をそれぞれα1 、α2 、伝達光
学系の副走査方向の倍率をβt とするとき、 βt =α2 /α1 ・・・(1) を満たすことが望ましい。Alternatively, when the incident angles of the light beam on the first reflecting surface and the second reflecting surface in the sub-scanning direction are α 1 and α 2 , and the magnification of the transmission optical system in the sub-scanning direction is β t , β It is desirable that t = α 2 / α 1 (1) is satisfied.
【0022】また、光源からの光ビームを第1反射面へ
入射させる光学系の光軸、伝達光学系の光軸、走査光学
系の光軸が、回転多面鏡の回転軸を含む共通の副走査面
内に配置されているものとすることができる。Also, the optical axis of the optical system that causes the light beam from the light source to enter the first reflecting surface, the optical axis of the transmission optical system, and the optical axis of the scanning optical system are common sub-axes including the rotation axis of the rotary polygon mirror. It may be arranged in the scanning plane.
【0023】本発明においては、回転多面鏡への2度入
射の光走査装置において、第1反射面と第2反射面を回
転軸を挟んで互いに平行で互いに180°の角度をなし
て対向する反射面に設定し、両反射面へ斜め入射をさ
せ、第1反射面、第2反射面、被走査面を略共役関係に
しているので、光ビームのずれを両反射面で相互に相殺
する配置となっており、回転多面鏡の回転軸の偏心に基
づく各反射面の位置ずれによる走査線の副走査方向への
位置ずれは補正され、走査線の位置は一定となり、画像
にむらが発生せず正確で良好な画像を再現することがで
きる。According to the present invention, in the optical scanning device which is twice incident on the rotary polygon mirror, the first reflection surface and the second reflection surface are parallel to each other with the rotation axis interposed therebetween and face each other at an angle of 180 °. Since the first reflecting surface, the second reflecting surface, and the surface to be scanned are substantially conjugated with each other, the light beams are offset from each other by the reflecting surfaces. The position of the scanning line in the sub-scanning direction due to the position deviation of each reflecting surface due to the eccentricity of the rotation axis of the rotating polygon mirror is corrected, the position of the scanning line becomes constant, and the image becomes uneven. It is possible to reproduce an accurate and good image without the need.
【0024】[0024]
【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
装置の実施例について説明する。図1は本実施例の光走
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, an 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 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 any position of the optical system,
A plane that includes the optical axis of the optical system at that position and that is parallel to the rotation axis 41 of the rotary polygon mirror 4 that is a deflector is defined as a sub-scanning plane,
A plane including the optical axis and perpendicular to the sub-scanning plane is defined as a main scanning plane.
Further, a direction perpendicular to the optical axis in the main scanning plane is defined as a main scanning direction, and a direction perpendicular to the optical axis in the sub-scanning plane is defined as a sub-scanning direction.
【0025】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、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 passes through a first shaping lens 2 and a second shaping lens 3 and is shaped, and a first beam of a rotary polygon mirror 4 as a deflector is formed.
The light enters the reflection surface 5 and is deflected for the first time. At this time, since the light beam is incident on the first reflection surface 5 at an angle with respect to a 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. 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, The light passes through the fifth transmission lens 12 and is reflected by the second 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. .
【0026】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.
【0027】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、後で詳しく説明するように、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, as will be described in detail later, it is possible to prevent the scanning line from fluctuating in the sub-scanning direction due to the eccentricity of the rotary shaft 41 of the rotary polygon mirror 4.
【0028】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。カバー
ガラスを有する半導体レーザー1から射出された光ビー
ムは、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 emitted from a semiconductor laser 1 having a cover glass is converted into a parallel light beam by a first shaping lens 2 constituting an 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. .
【0029】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。そのため、光ビームは、第
5伝達レンズ12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12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) of the transmission optical system 22 in the main scanning direction and an optical path diagram (b) of the transmission optical system 22 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, the light beam is converted again into a parallel light beam by the fifth transmission lens 12 and enters the second reflection surface 6. On the sub-scanning surface, the first reflection surface 5 and the second reflection surface 6 are in a conjugate relationship due to the combined positive refracting power of the fourth transmission lens 11 and the fifth transmission lens 12, and the vicinity of the first reflection surface 5 Is formed again in the vicinity of the second reflecting surface 6.
【0030】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 a convergence point near the second reflection surface 6 on the surface to be scanned 17. On the main scanning surface, the parallel light beam reflected from the second reflecting surface 6 forms an image on the surface 17 to be scanned.
【0031】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.
【0032】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
【0033】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.
【0034】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 .
【0035】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2θ1 か
ら角度θ2 に偏向角が変化するので、光学倍率βは2θ
1 /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 this 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 . It is also equal to the light beam diameter ratio w o / w i . Further, since the deflection angle changes the light beam transmitted through the transmission optical system 22 from the angle 2 [Theta] 1 in the angle theta 2, the optical magnification β is 2 [Theta]
It can also be expressed as 1 / θ 2 . Therefore, the optical magnification β
Is represented by the following equation.
【0036】 β=wo /wi =f2 /f1 =2θ1 /θ2 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 2 In this embodiment, the optical magnification β is set to 1 <β <20.
【0037】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。The optical scanning device in which the light beam is deflected twice by the rotary polygon mirror 4 as in this embodiment can increase the scanning speed compared to the conventional optical scanning device in which the light beam is deflected only once. it can. This will be described below.
【0038】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.
【0039】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 embodiment, a light beam parallel to the first reflecting surface 5 is incident on the main scanning surface. Since β> 1, 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,
In each scan, the entire light beam can always enter the same reflecting surface. The smaller the value of w i , the smaller the size of the first reflecting surface 5 can be. Also,
In the second deflection, the amount of movement of the light beam when the rotary polygon mirror 4 rotates and the amount of movement of the second reflecting surface 6 match.
The size of the second reflection surface 6 in the main scanning direction only needs to be at least as large as the size of the incident light beam.
【0040】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 that deflects only once, the optical scanning device that deflects twice in the present embodiment has the diameter w in the main scanning direction of the light beam on the second reflecting surface 6. On the other hand, by reducing the diameter w i of the light beam on the first reflecting surface 5 in the main scanning direction, the reflecting surface of the rotary polygon mirror 4 can be reduced, so that the number of reflecting surfaces is increased. And the scanning speed can be increased accordingly.
【0041】このように構成された光走査装置の具体的
な数値例を表−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 specific examples of numerical values 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. In addition,
The unit of the length is mm.
【0042】 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。[0042] 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
【0043】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.
【0044】 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。[0044] Note) S 4 : Aspherical surface coefficient of surface number 4, S 26y : Aspherical surface coefficient of surface number 26 in the main scanning direction.
【0045】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.
【0046】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.
【0047】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
ともいえる。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に被走査面17が
配置されている。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 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, the first reflecting surface 5, the second reflecting surface 6, and the scanned surface 17 of the rotating polygon mirror 4 are all in a conjugate relationship with each other.
The tilting of the rotary polygon mirror 4 is corrected. Therefore, it can be said that the light emitting point 1 and the scanned surface 17 are out of the conjugate relationship. However, the position where the light beam is minimized is shifted from the geometrical optical imaging point due to the influence of diffraction, and the scanned surface 17 is arranged at the position where the light beam is substantially minimized.
【0048】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 of the scanning optical system 23 in the sub scanning direction. β s is 0.406.
【0049】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, as described above, the second scanning lens 15 is a prism having a refraction function only in the sub-scanning direction. 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
【0050】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 of 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.
【0051】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 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 section 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.
【0052】さて、ここで、回転多面鏡4の回転軸41
に対する反射面の位置ずれについて検討する。回転多面
鏡4の回転軸41に対する反射面5、6の位置ずれの原
因として、次の2点があげられる。1つは、回転多面鏡
4の中心軸41とモータの回転軸の偏心であり、もう1
つは、回転多面鏡4の各反射面を切削する際の製造誤差
によるものである。Now, here, the rotating shaft 41 of the rotating polygon mirror 4 will be described.
Consider the displacement of the reflecting surface with respect to. The following two points can be cited as causes of the displacement of the reflecting surfaces 5 and 6 with respect to the rotation axis 41 of the rotating polygon mirror 4. One is the eccentricity between the center axis 41 of the rotary polygon mirror 4 and the rotation axis of the motor.
One is due to a manufacturing error when cutting each reflecting surface of the rotary polygon mirror 4.
【0053】まず、前者について説明する。図12に示
すように、回転多面鏡偏向装置25はモータ26の回転
軸に取り付けられた回転多面鏡4から構成されている
が、図13に模式的に示すように、回転多面鏡4の中心
軸41’とモータ26の回転軸27の中心28とが製造
誤差によりδだけ偏心しており、回転軸27に対する回
転多面鏡4の各反射面の位置は、図14に示すように、
1回転1周期で正弦的に変動する。前記実施例の回転多
面鏡4の面数は12面であり、回転多面鏡4の中心軸4
1’とモータ26の回転軸27のずれは、通常、数十μ
m程度存在する。First, the former will be described. As shown in FIG. 12, the rotary polygon mirror deflector 25 is composed of a rotary polygon mirror 4 attached to a rotating shaft of a motor 26. As shown schematically in FIG. The axis 41 ′ and the center 28 of the rotating shaft 27 of the motor 26 are eccentric by δ due to a manufacturing error, and the position of each reflecting surface of the rotary polygon mirror 4 with respect to the rotating shaft 27 is, as shown in FIG.
It fluctuates sinusoidally in one cycle per rotation. The number of surfaces of the rotary polygon mirror 4 in the embodiment is 12 and the center axis 4 of the rotary polygon mirror 4
The difference between 1 ′ and the rotating shaft 27 of the motor 26 is usually several tens μm.
m.
【0054】後者については、回転多面鏡4の各反射面
の位置ずれに規則性はなく、ランダムに発生する。ただ
し、前者の位置ずれに比べて後者の位置ずれは小さく、
前者の原因による位置ずれが支配的である。In the latter case, the displacement of each reflecting surface of the rotary polygon mirror 4 has no regularity and occurs randomly. However, the latter position shift is smaller than the former position shift,
The displacement due to the former cause is dominant.
【0055】ここで、回転多面鏡4の反射面の位置ずれ
による走査線への影響について説明する。回転多面鏡4
の第2反射面6へ1度だけ入射するときのその反射面6
の位置ずれを考えると、図15に副走査方向の光路を示
すように、回転多面鏡4の反射面6に副走査方向の入射
角αで入射するとき(斜め入射)、回転多面鏡4の回転
軸41に対する反射面6の位置ずれがδであれば、反射
されたビームの位置ずれdは、 d=2αδ となる。ただし、αは小さいため、tanα≒αと近似
している。走査光学系23の副走査方向の倍率をβs と
すると、被走査面17におけるビームの副走査方向への
位置ずれeは、 e=2αδβs となる。Here, the influence on the scanning line due to the displacement of the reflection surface of the rotary polygon mirror 4 will be described. Rotating polygon mirror 4
Reflection surface 6 when incident on the second reflection surface 6 only once
15, when the light is incident on the reflecting surface 6 of the rotating polygon mirror 4 at an incident angle α in the sub-scanning direction (oblique incidence) as shown in the optical path in the sub-scanning direction in FIG. If the displacement of the reflection surface 6 with respect to the rotation axis 41 is δ, the displacement d of the reflected beam is d = 2αδ. However, since α is small, it is close to tan α ≒ α. When the sub-scanning direction scaling ratio of the scanning optical system 23 and beta s, positional deviation e in the sub-scanning direction of the beam on the scanned surface 17 becomes e = 2αδβ s.
【0056】そこで、本発明においては、前記実施例の
ように、回転多面鏡4の2つの反射面5、6へ2度入射
するようにし、かつ、その第1反射面5と第2反射面6
を互いに平行で互いに180°の角度をなして対向する
ように配置して、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への位置ずれをなくすようにし
たものである。その原理を図16に基づいて説明する。
図16に本発明に基づく光走査装置の回転多面鏡4近傍
の副走査方向の主光線の光路を示す。図16のように、
光源からの光ビームは、まず、回転多面鏡4の第1反射
面5に1度目の入射をし、ここで1度目の偏向がなされ
た光ビームは伝達光学系22によって伝達され、第1反
射面5と対向する回転多面鏡4の第2反射面6に2度目
の入射をして2度目の偏向がなされ、その偏向ビームは
走査光学系23により被走査面17上に結像され走査さ
れる。そして、第1反射面5、第2反射面6に入射する
光ビームは、何れも副走査方向に角度を持って入射する
ように設定されている。このような配置であると、図1
6から明らかなように、回転多面鏡4の回転軸41が偏
心している場合、第1反射面5と第2反射面6のずれ方
向δは同じ方向となり、光路は図の実線から破線に変化
する。第1反射面5と第2反射面6が図示のように左側
にずれている場合、第1反射面5での反射直後の光路は
下側にずれるが、伝達光学系22の結像作用により、第
2反射面6の直前では光路は逆に上側にずれる。しか
し、第2反射面6には上方から斜め入射するため、反射
後の主光線は、位置ずれのない場合(実線)の反射点と
略同じ位置を通ることになる。第2反射面6で反射さた
ビームの角度は異なるが、第2反射面6と被走査面17
は走査光学系23により共役関係にあるため、被走査面
17上では位置ずれのない場合と略同じ位置になる。こ
の作用は、図16と図15を比較すれば明らかである。
本発明の上記原理は、回転多面鏡4の回転軸41が偏心
していても、第1反射面5と第2反射面6のずれ方向が
同じ方向となるから、光ビームのずれを両反射面5、6
で相互に相殺する配置となっていると言うことができ
る。Therefore, in the present invention, as in the above embodiment, the light is made to enter the two reflecting surfaces 5 and 6 of the rotary polygon mirror 4 twice, and the first reflecting surface 5 and the second reflecting surface are used. 6
Are arranged so as to be parallel to each other and to face each other at an angle of 180 ° so as to eliminate the displacement of the scanning line in the sub-scanning direction due to the eccentricity of the rotating shaft 41 of the rotary polygon mirror 4. . The principle will be described with reference to FIG.
FIG. 16 shows the optical path of the principal ray in the sub scanning direction near the rotary polygon mirror 4 of the optical scanning device according to the present invention. As shown in FIG.
The light beam from the light source first enters the first reflecting surface 5 of the rotary polygon mirror 4 for the first time, and the light beam deflected for the first time is transmitted by the transmission optical system 22 to be reflected by the first reflection surface. The second reflection is made on the second reflection surface 6 of the rotary polygon mirror 4 facing the surface 5 to be deflected a second time, and the deflected beam is imaged on the surface 17 to be scanned by the scanning optical system 23 and scanned. You. Each of the light beams incident on the first reflection surface 5 and the second reflection surface 6 is set so as to enter at an angle in the sub-scanning direction. With such an arrangement, FIG.
As is clear from FIG. 6, when the rotation axis 41 of the rotary polygon mirror 4 is eccentric, the shift direction δ between the first reflection surface 5 and the second reflection surface 6 is the same direction, and the optical path changes from a solid line to a broken line in the figure. I do. When the first reflecting surface 5 and the second reflecting surface 6 are shifted to the left as shown in the figure, the optical path immediately after the reflection on the first reflecting surface 5 is shifted downward, but due to the image forming action of the transmission optical system 22. Immediately before the second reflection surface 6, the optical path is shifted upward. However, since the light is obliquely incident on the second reflection surface 6 from above, the principal ray after reflection passes through substantially the same position as the reflection point when there is no displacement (solid line). Although the angle of the beam reflected by the second reflecting surface 6 is different, the second reflecting surface 6 and the scanned surface 17 are different.
Are in a conjugate relationship by the scanning optical system 23, and therefore have substantially the same position on the scanned surface 17 as in the case where there is no displacement. This effect is clear when FIG. 16 and FIG. 15 are compared.
The principle of the present invention is that, even if the rotation axis 41 of the rotary polygon mirror 4 is eccentric, the shift direction of the first reflecting surface 5 and the second reflecting surface 6 is the same direction. 5,6
It can be said that the arrangements cancel each other out.
【0057】以上は定性的な説明であったが、以下に定
量的な説明を行う。図17に示すように、第1反射面5
への入射角をα1 、第2反射面6への入射角をα2 、伝
達光学系22の副走査方向の倍率をβt とすると、第1
反射面5と第2反射面6の回転多面鏡4の回転軸41の
偏心に基づく位置ずれがδである場合、第1反射面5で
反射された光ビームの位置ずれd1 は、 d1 =2α1 δ となる。ただし、α1 は小さいため、tanα1 ≒α1
と近似している。α1 の単位はラジアン。この位置ずれ
d1 は、伝達光学系22により第2反射面6上では、2
α1 δβt となる。また、第2反射面6の位置ずれによ
り発生する第2反射面6で反射された光ビームの位置ず
れd2 は、 d2 =2α2 δ となる。ただし、α2 は小さいため、tanα2 ≒α2
と近似している。α2 の単位はラジアン。第1反射面
5、第2反射面6の両面の位置ずれを考慮すると、第2
反射面6で反射された光ビームの位置ずれdは、 d=|2α1 δβt −2α2 δ| =2δ|α1 βt −α2 | となる。走査光学系23の副走査方向の倍率をβs とす
ると、被走査面17における光ビームの位置ずれeは、 e=2δβs |α1 βt −α2 | となる。したがって、 βt =α2 /α1 ・・・(1) とすれば、回転多面鏡4の回転軸41の偏心に基づく反
射面5、6の位置ずれによる走査線の副走査方向への位
置ずれは補正され、走査線の位置は一定となる。Although the above is a qualitative explanation, a quantitative explanation will be given below. As shown in FIG. 17, the first reflection surface 5
Assuming that the angle of incidence on the first reflecting surface 6 is α 1 , the angle of incidence on the second reflecting surface 6 is α 2 , and the magnification of the transmission optical system 22 in the sub-scanning direction is β t ,
When the displacement of the reflecting surface 5 and the second reflecting surface 6 due to the eccentricity of the rotation axis 41 of the rotary polygon mirror 4 is δ, the displacement d 1 of the light beam reflected by the first reflecting surface 5 is d 1 = 2α 1 δ. However, since α 1 is small, tan α 1 ≒ α 1
Is approximated. α 1 of radians. The position shift d 1 is equal to 2 on the second reflection surface 6 by the transmission optical system 22.
α 1 δβ t . Further, the displacement d 2 of the light beam reflected by the second reflection surface 6 caused by the displacement of the second reflection surface 6 is d 2 = 2α 2 δ. However, since α 2 is small, tan α 2 ≒ α 2
Is approximated. The unit of α 2 is radian. In consideration of the displacement of both surfaces of the first reflecting surface 5 and the second reflecting surface 6, the second
Positional deviation d of a light beam reflected by the reflecting surface 6, d = | 2α 1 δβ t -2α 2 δ | = 2δ | α 1 β t -α 2 | become. Assuming that the magnification in the sub-scanning direction of the scanning optical system 23 is β s , the displacement e of the light beam on the surface 17 to be scanned is e = 2δβ s | α 1 β t −α 2 |. Therefore, if β t = α 2 / α 1 (1), the position of the scanning line in the sub-scanning direction due to the displacement of the reflecting surfaces 5 and 6 based on the eccentricity of the rotating shaft 41 of the rotary polygon mirror 4. The displacement is corrected, and the position of the scanning line becomes constant.
【0058】ここで、(1)式とは別に、eの許容量
は、被走査面17上での副走査方向の走査線の間隔pの
1/4であり、この値を越えると、被走査面17におけ
る露光量のむらが問題となる。したがって、 2δβs |α1 βt −α2 |≦p/4 すなわち、 δβs |α1 βt −α2 |/p≦1/8 ・・・(2) の条件を満たすことが必要である。Here, apart from the expression (1), the allowable amount of e is 1 / of the interval p between the scanning lines in the sub-scanning direction on the surface 17 to be scanned. The uneven exposure amount on the scanning surface 17 poses a problem. Therefore, 2δβ s | α 1 β t -α 2 | ≦ p / 4 That is, δβ s | α 1 β t -α 2 | / p ≦ 1/8 satisfy the conditions is required of (2) is there.
【0059】前記の具体的な数値例においては、βt =
1.12、βs =0.406、α1=α2 =0.105
ラジアン(=6°)、p=0.0423mm(600d
pi相当)であり、δの最大値は0.03mmであるの
で、 δβs |α1 βt −α2 |/p=0.0036 となり、(2)式を満足している。この場合の走査線の
位置ずれを図18示す。この図のY方向は主走査方向、
X方向は副走査方向を示す。第1反射面5だけの位置ず
れによる走査線の位置ずれを破線で示し、第2反射面6
だけの位置ずれによる走査線の位置ずれを一点鎖線で示
し、第1反射面5、第2反射面6の両面の位置ずれによ
る走査線の位置ずれを実線で示す。本発明により第1反
射面5、第2反射面6の位置ずれによる影響が相殺され
て、走査線の位置ずれが良好に補正されていることが分
かる。In the above specific numerical example, β t =
1.12, β s = 0.406, α 1 = α 2 = 0.105
Radian (= 6 °), p = 0.0423 mm (600d
a pi equivalent), the maximum value of δ is a 0.03mm, δβ s | α 1 β t -α 2 | /p=0.0036 next, which satisfies the expression (2). FIG. 18 shows the displacement of the scanning line in this case. The Y direction in this figure is the main scanning direction,
The X direction indicates the sub-scanning direction. The position shift of the scanning line due to the position shift of only the first reflecting surface 5 is indicated by a broken line, and the second reflecting surface 6
The position shift of the scanning line due to only the position shift is indicated by a chain line, and the position shift of the scanning line due to the position shift of both surfaces of the first reflection surface 5 and the second reflection surface 6 is indicated by a solid line. It can be seen that the present invention cancels out the influence of the displacement of the first reflecting surface 5 and the second reflecting surface 6 and satisfactorily corrects the displacement of the scanning line.
【0060】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。Although the optical scanning device of the present invention has been described based on the embodiments, the present invention is not limited to these, and various modifications can be made.
【0061】[0061]
【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、回転多面鏡への2度入射の光走
査装置において、第1反射面と第2反射面を回転軸を挟
んで互いに平行で互いに180°の角度をなして対向す
る反射面に設定し、両反射面へ斜め入射をさせ、第1反
射面、第2反射面、被走査面を略共役関係にしているの
で、光ビームのずれを両反射面で相互に相殺する配置と
なっており、回転多面鏡の回転軸の偏心に基づく各反射
面の位置ずれによる走査線の副走査方向への位置ずれは
補正され、走査線の位置は一定となり、画像にむらが発
生せず正確で良好な画像を再現することができる。As is clear from the above description, according to the optical scanning device of the present invention, in the optical scanning device which is twice incident on the rotary polygon mirror, the first reflecting surface and the second reflecting surface are rotated by the rotation axis. Are set parallel to each other with a 180 ° angle to each other, and are obliquely incident on both reflecting surfaces, so that the first reflecting surface, the second reflecting surface, and the surface to be scanned are substantially conjugated. Therefore, the displacement of the light beam in the sub-scanning direction due to the displacement of each reflection surface due to the eccentricity of the rotation axis of the rotary polygon mirror is offset by offsetting the light beam between the two reflection surfaces. Corrected, the position of the scanning line becomes constant, and an accurate and good image can be reproduced without causing unevenness in the image.
【図1】本発明の光走査装置の1実施例の構成を示す平
面図である。FIG. 1 is a plan view illustrating a configuration of an optical scanning device according to an embodiment of 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.
【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】本発明の光走査装置において用いる回転多面
鏡偏向装置の1例を示す斜視図である。FIG. 12 is a perspective view showing an example of a rotary polygon mirror deflector used in the optical scanning device of the present invention.
【図13】回転多面鏡の中心軸とモータの回転軸の中心
が製造誤差により偏心する様子を模式的に示す図であ
る。FIG. 13 is a diagram schematically showing a state in which the center axis of the rotating polygon mirror and the center of the rotating shaft of the motor are eccentric due to a manufacturing error.
【図14】回転軸に対する回転多面鏡の各反射面の位置
が1回転1周期で正弦的に変動する様子を示す図であ
る。FIG. 14 is a diagram illustrating a state in which the position of each reflection surface of the rotary polygon mirror with respect to the rotation axis varies sinusoidally in one cycle of one rotation.
【図15】回転多面鏡へ1度だけ入射するときのビーム
の位置ずれを示す副走査方向の光路図である。FIG. 15 is an optical path diagram in the sub-scanning direction showing a displacement of a beam when the beam is incident on the rotary polygon mirror only once.
【図16】本発明の光走査装置においてビームの位置ず
れが起こらないことを示す副走査方向の光路図である。FIG. 16 is an optical path diagram in the sub-scanning direction showing that beam misalignment does not occur in the optical scanning device of the present invention.
【図17】本発明の光走査装置における各パラメータを
示す図である。FIG. 17 is a diagram showing parameters in the optical scanning device of the present invention.
【図18】本発明の1つの具体例における走査線の位置
ずれ示す図である。FIG. 18 is a diagram showing a displacement of a scanning line according to one embodiment of the present invention.
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 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 24…主走査方向正屈折力伝達レンズ群 25…回転多面鏡偏向装置 26…モータ 27…モータの回転軸 28…モータの回転軸の中心 41…回転多面鏡の回転軸 41’…回転多面鏡の中心軸 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 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 24: Main scanning direction positive refractive power transmission lens group 25: Rotating polygon mirror deflector 26 ... motor 27 ... motor rotation axis 28 ... motor rotation axis center 41 ... rotation polygon mirror rotation axis 41 '... rotation polygon mirror center axis
フロントページの続き (72)発明者 野村雄二郎 長野県諏訪市大和3丁目3番5号セイコー エプソン株式会社内Continuation of the front page (72) Inventor Yujiro Nomura 3-5-5 Yamato, Suwa-shi, Nagano Seiko Epson Corporation
Claims (4)
らの光ビームを反射偏向させる複数の反射面を有する回
転多面鏡と、前記回転多面鏡の第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と、前記回転多面鏡の前記第2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を備え
た光走査装置において、 前記回転多面鏡は回転軸を挟んで互いに平行で互いに1
80°の角度をなして対向する対をなした複数組の反射
面を有し、前記第1反射面と前記第2反射面は前記回転
多面鏡の回転軸を挟んで互いに平行で互いに180°の
角度をなして対向する反射面に設定され、 前記光源からの光ビームは前記第1反射面に副走査方向
に角度を持って入射し、前記伝達光学系により伝達され
た光ビームは前記第2反射面に副走査方向に角度を持っ
て入射する配置になっており、かつ、 前記伝達光学系は副走査方向において前記第1反射面と
前記第2反射面とを略共役関係にしており、前記走査光
学系は副走査方向において前記第2反射面と前記被走査
面とを略共役関係にしていることを特徴とする光走査装
置。1. A light source for generating a light beam, a rotating polygon mirror having a plurality of reflecting surfaces for reflecting and deflecting the light beam from the light source, and a light beam reflected and deflected by a first reflecting surface of the rotating polygon mirror Optical system for transmitting light to the second reflecting surface of the rotating polygon mirror, and scanning the light beam reflected and deflected by the second reflecting surface of the rotating polygon mirror by forming a beam spot on the surface to be scanned. An optical scanning device comprising a scanning optical system, wherein the rotary polygon mirror is parallel to each other with a rotation axis interposed therebetween, and
A plurality of pairs of reflecting surfaces facing each other at an angle of 80 °, wherein the first reflecting surface and the second reflecting surface are parallel to each other with a rotation axis of the rotating polygon mirror being 180 ° from each other; The light beam from the light source is incident on the first reflection surface at an angle in the sub-scanning direction, and the light beam transmitted by the transmission optical system is The two reflection surfaces are arranged so as to be incident on the reflection surface at an angle in the sub-scanning direction, and the transmission optical system has the first reflection surface and the second reflection surface in a substantially conjugate relationship in the sub-scanning direction. An optical scanning device, wherein the scanning optical system has a substantially conjugate relationship between the second reflection surface and the surface to be scanned in the sub-scanning direction.
ムの副走査方向の入射角をそれぞれα1 、α2 、前記伝
達光学系の副走査方向の倍率をβt 、前記走査光学系の
副走査方向の倍率をβs 、前記第1反射面、第2反射面
の前記回転多面鏡の回転軸に対する位置ずれの最大値を
δ、前記被走査面上での副走査方向の走査線の間隔をp
とするとき、 δβs |α1 βt −α2 |/p≦1/8 ・・・(2) を満たすこと特徴とする請求項1記載の光走査装置。2. The angle of incidence of the light beam on the first reflecting surface and the second reflecting surface in the sub-scanning direction is α 1 and α 2 , respectively, the magnification of the transmission optical system in the sub-scanning direction is β t , The magnification in the sub-scanning direction of the optical system is β s , the maximum value of the positional deviation of the first reflecting surface and the second reflecting surface with respect to the rotation axis of the rotary polygon mirror is δ, Scan line spacing is p
When the, δβ s | α 1 β t -α 2 | / p ≦ 1/8 ··· (2) The optical scanning apparatus according to claim 1, wherein satisfying the.
ムの副走査方向の入射角をそれぞれα1 、α2 、前記伝
達光学系の副走査方向の倍率をβt とするとき、 βt =α2 /α1 ・・・(1) を満たすこと特徴とする請求項2記載の光走査装置。3. The angle of incidence of the light beam on the first reflecting surface and the second reflecting surface in the sub-scanning direction is α 1 and α 2 , respectively, and the magnification of the transmission optical system in the sub-scanning direction is β t. 3. The optical scanning device according to claim 2, wherein the following condition is satisfied: β t = α 2 / α 1 (1)
面へ入射させる光学系の光軸、前記伝達光学系の光軸、
前記走査光学系の光軸が、前記回転多面鏡の回転軸を含
む共通の副走査面内に配置さ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. An optical axis of an optical system for causing a light beam from the light source to enter the first reflection surface, an optical axis of the transmission optical system,
The optical scanning device according to claim 1, wherein an optical axis of the scanning optical system is arranged in a common sub-scanning plane including a rotation axis of the rotary polygon mirror.
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WO2009121104A1 (en) * | 2008-03-31 | 2009-10-08 | Cochlear Limited | A mechanically amplified piezoelectric transducer |
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