JP2618889B2 - Optical scanning device - Google Patents
Optical scanning deviceInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、回転軸を含む断面形状が台形のピラミダル
・ポリゴン・ミラーと結像レンズとを用いて、記録媒体
上でビームを走査する光走査装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to a light scanning a beam on a recording medium using a pyramidal polygon mirror having a trapezoidal cross section including a rotation axis and an imaging lens. It relates to a scanning device.
（発明の背景） 第10図は、従来公知の光走査装置の構成概念図であ
る。図において、１はレーザ光源、２はレーザ光源１か
ら入射ビームＩを走査するポリゴン・ミラーで図示して
ないモータによって矢印方向に定速度で回転する。３は
結像レンズ（ｆθレンズ）、４は感光ドラム或いは感光
紙のような記録媒体で、ポリゴン・ミラー２からの反射
ビーム（走査ビーム）Ｒが結像され、水平走査する。(Background of the Invention) FIG. 10 is a conceptual diagram of a configuration of a conventionally known optical scanning device. In the figure, reference numeral 1 denotes a laser light source, and 2 denotes a polygon mirror for scanning an incident beam I from the laser light source 1 and is rotated at a constant speed in a direction indicated by an arrow by a motor (not shown). Reference numeral 3 denotes an image forming lens (fθ lens), and 4 denotes a recording medium such as a photosensitive drum or photosensitive paper.
第11図は、第10図におけるポリゴン・ミラー２の側部
断面図である。ポリゴン・ミラー２は光ビームの反射面
21が、回転軸20と平行に構成されており、ポリゴン・ミ
ラー２への入射ビームＩと反射ビームＲは、反射面21に
対して垂直な同一平面内い通常は結像レンズ３のメリジ
オナル平面内）にある。又、回転軸20は結像レンズ３の
メリジオナル平面に対し垂直に配置される。FIG. 11 is a side sectional view of the polygon mirror 2 in FIG. The polygon mirror 2 is a reflecting surface of the light beam
21 is configured to be parallel to the rotation axis 20, and the incident beam I and the reflected beam R to the polygon mirror 2 are in the same plane perpendicular to the reflecting surface 21, usually the meridional plane of the imaging lens 3. In). The rotation axis 20 is arranged perpendicular to the meridional plane of the imaging lens 3.
従来装置において、ポリゴン・ミラー２は一般にその
材質としてアルミニウムが用いられ、反射面21は切削に
よって形成される。しかしながら、アルミニウムの切削
加工によって構成されるポリゴン・ミラーはコストが高
くなる。In the conventional apparatus, the polygon mirror 2 is generally made of aluminum as its material, and the reflection surface 21 is formed by cutting. However, polygon mirrors formed by cutting aluminum are expensive.
そこで、近年ポリゴン・ミラーの本体部をプラスチッ
ク成形とし、反射面アルミ蒸着によって形成することに
よってコストを低減する試みがなされている。尚、アル
ミ蒸着した反射面には酸化ケイ素等の保護膜が形成され
る。Therefore, in recent years, attempts have been made to reduce the cost by forming the main body of the polygon mirror by plastic molding and forming the reflective mirror by aluminum evaporation. Note that a protective film such as silicon oxide is formed on the reflective surface on which aluminum is deposited.
ところが、ポリゴン・ミラー本体部をプラスチック成
形する場合、金型抜き作業を行う必要があるために、反
射面には、回転軸に対してやや傾斜した所謂抜き勾配が
つけられる。However, when the polygon mirror body is formed by plastic molding, it is necessary to perform a die cutting operation, so that a so-called draft angle that is slightly inclined with respect to the rotation axis is formed on the reflection surface.
第12図（ａ）は、プラスチック成形で構成されたポリ
ゴン・ミラーの構成斜視図、（ｂ）は（ａ）の側部断面
図である。図示するように、各反射面21は回転軸20とは
平行とはならず、抜き勾配分に相当する傾斜角（テーパ
ー角）φを有したものとなる。即ち、回転軸を含む断面
が台形のポリゴン・ミラー（このような構成のものをピ
ラミダル・ポリゴン・ミラーと称する）となる。FIG. 12 (a) is a perspective view showing the configuration of a polygon mirror formed by plastic molding, and FIG. 12 (b) is a side sectional view of FIG. 12 (a). As shown in the figure, each reflecting surface 21 is not parallel to the rotation axis 20 and has an inclination angle (taper angle) φ corresponding to the draft angle. In other words, a polygon mirror having a trapezoidal cross section including the rotation axis (this configuration is called a pyramidal polygon mirror).
（発明が解決しようとする問題点） 第13図は、第12図に示すようなピラミダル・ポリゴン
・ミラーを用いた光走査装置の構成概念図である。ここ
で、ピラミダル・ポリゴン・ミラー２の回転軸20はメリ
ジオナル平面に対し垂直となっており、入射ビームＩは
メリジオナル平面に平行に入射する。そして、反射面21
により反射された反射ビームＲは、結像レンズ３を通っ
て記録媒体４上に結像する。反射ビームＲの走査軌跡
は、ピラミダル・ポリゴン・ミラー２の反射面21の傾斜
角φが、回転により見かけ上変化するため、図示するよ
うに下に凸の曲線を描いてしまう。このために記録媒体
４上に得られる画像は歪んだものとなる。(Problems to be Solved by the Invention) FIG. 13 is a conceptual diagram of a configuration of an optical scanning device using a pyramidal polygon mirror as shown in FIG. Here, the rotation axis 20 of the pyramidal polygon mirror 2 is perpendicular to the meridional plane, and the incident beam I is incident parallel to the meridional plane. And the reflection surface 21
Is reflected on the recording medium 4 through the imaging lens 3 to form an image. The scanning trajectory of the reflected beam R draws a downwardly convex curve as shown in the figure because the inclination angle φ of the reflecting surface 21 of the pyramidal polygon mirror 2 apparently changes due to rotation. Therefore, the image obtained on the recording medium 4 is distorted.
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、ピラミダル・ポリゴン・ミラーを用い
るものでありながら、記録媒体４上に結像される反射ビ
ームの走査軌跡が略直線となり、歪のない忠実な画像が
得られる光走査装置を実現しようとするものである。The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to use a pyramidal polygon mirror while maintaining the scanning trajectory of the reflected beam formed on the recording medium 4 in a substantially straight line. It is intended to realize an optical scanning device capable of obtaining a faithful image without distortion.
（問題点を解決するための手段） 前記した課題を解決する手段としての本発明は、回転
軸を含む断面形状が台形のピラミダル・ポリゴン・ミラ
ーと結像レンズとを用いて、記録媒体上でビームを走査
する光走査装置であって、前記ピラミダル・ポリゴン・
ミラーの回転軸を前記結像レンズのメリジオナル平面の
法線に対して傾ける際に、前記ピラミダル・ポリゴン・
ミラーの回転軸とメリジオナル平面の法線とのなす角度
βを、前記回転軸と前記ピラミダル・ポリゴン・ミラー
の反射面とのなす角度φに対して β≒φ となる関係に選定し、 前記ピラミダル・ポリゴン・ミラーの傾けた回転軸を
メリジオナル平面に投影して得られる投影回転軸と結像
レンズの光軸のなす角度αを、ピラミダル・ポリゴン・
ミラーへの入射ビームと結像レンズの光軸とのなす角度
ηに対して α≒η/2 となる関係に選定したことを特徴とする光走査装置であ
る。(Means for Solving the Problems) The present invention as means for solving the above-mentioned problems is based on a pyramidal polygon mirror having a trapezoidal cross-section including a rotation axis and an imaging lens, and is formed on a recording medium. An optical scanning device for scanning a beam, wherein the pyramidal polygon
When tilting the rotation axis of the mirror with respect to the normal of the meridional plane of the imaging lens, the pyramidal polygon
The angle β between the axis of rotation of the mirror and the normal of the meridional plane is selected such that β ≒ φ with respect to the angle φ between the axis of rotation and the reflecting surface of the pyramidal polygon mirror. The angle α between the projection rotation axis obtained by projecting the tilted rotation axis of the polygon mirror on the meridional plane and the optical axis of the imaging lens is calculated as a pyramidal polygon.
An optical scanning device is characterized in that it is selected such that α ≒ η / 2 with respect to the angle η between the beam incident on the mirror and the optical axis of the imaging lens.
（作用） 結像レンズのメリジオナル平面に対して回転軸が傾け
られたピラミダル・ポリゴン・ミラーの反射面に入射し
たビームは、ここで反射し、反射ビームはメリジオナル
平面に対し略平行になる。(Operation) The beam incident on the reflecting surface of the pyramidal polygon mirror whose rotation axis is inclined with respect to the meridional plane of the imaging lens is reflected here, and the reflected beam becomes substantially parallel to the meridional plane.
（実施例） 以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明す
る。(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第１図は本発明に係る光走査装置の一例を示す構想概
念図である。図において、第13図と同じ部分には同一符
号を付して、その説明は省略する。FIG. 1 is a conceptual conceptual diagram showing an example of an optical scanning device according to the present invention. In the figure, the same parts as those in FIG. 13 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
本発明の装置においては、ピラミダル・ポリゴン・ミ
ラー２は、例えばプラスチックでその本体部が構成され
ており、その回転軸20が、結像レンズ（ｆθレンズ）３
のメリジオナル平面（第２図に示すように結像レンズ３
の光軸lOと、レンズの長手方向の中心線lCとを含む平
面）30に対して傾くように配置されている。In the apparatus of the present invention, the pyramidal polygon mirror 2 has a main body made of, for example, plastic, and its rotation axis 20 is formed by an imaging lens (fθ lens) 3.
Meridional plane (imaging lens 3 as shown in FIG. 2)
(A plane including the optical axis l O and the center line l C in the longitudinal direction of the lens).
次に、第３図に示すように、回転軸20をメリジオナル
平面30に投影して得られる投影回転軸20′と結像レンズ
３の光軸lOとのなす角度をα、ピラミダル・ポリゴン・
ミラー２への入射ビームＩと結像レンズ３の光軸lOとの
なす角度をηとする。又、第４図に示すように、ピラミ
ダル・ポリゴン・ミラー２の回転軸20とメリジオナル平
面30の法線とのなす角度をβ、回転軸20と反射面21のな
す角度、つまり、傾斜角をφとする。Next, as shown in FIG. 3, the angle between the projection rotation axis 20 'obtained by projecting the rotation axis 20 on the meridional plane 30 and the optical axis l O of the imaging lens 3 is α, and the pyramidal polygon polygon
The angle between the incident beam I on the mirror 2 and the optical axis l O of the imaging lens 3 is defined as η. As shown in FIG. 4, the angle between the rotation axis 20 of the pyramidal polygon mirror 2 and the normal to the meridional plane 30 is β, and the angle between the rotation axis 20 and the reflection surface 21, that is, the inclination angle is φ.
ここで、ピラミダル・ポリゴン・ミラー２への入射ビ
ームＩと結像レンズ３の光軸lOとのなす角度η＝60゜、
回転軸20とピラミダル・ポリゴン・ミラー２の反射面21
をなす角度φ＝１゜、ピラミダル・ポリゴン・ミラー２
の回転軸20とメリジオナル平面30の法線とのなす角度β
＝１゜とし、ピラミダル・ポリゴン・ミラー２の回転軸
20と結像レンズ３の光軸lOとのなす角度αを変化させた
時、反射ビームＲの走査軌跡を第５図及び第６図に示
す。この時の結像レンズ３の焦点距離は約150mmとし
た。これらの図から解るように、α＝30゜、つまり、 α≒η/2 とした時に、反射ビームＲの走査軌跡は光軸lOを中心に
走査することがわかる。Here, the angle η = 60 ° between the incident beam I to the pyramidal polygon mirror 2 and the optical axis l O of the imaging lens 3,
Rotating axis 20 and reflecting surface 21 of pyramidal polygon mirror 2
Angle φ = 1 ゜, pyramidal polygon mirror 2
Angle β between the axis of rotation 20 and the normal to the meridional plane 30
= 1 ゜, the rotation axis of the pyramidal polygon mirror 2
FIGS. 5 and 6 show the scanning trajectory of the reflected beam R when the angle α between the optical system 20 and the optical axis l O of the imaging lens 3 is changed. At this time, the focal length of the imaging lens 3 was about 150 mm. As can be seen from these figures, when α = 30 °, that is, when α ≒ η / 2, the scanning trajectory of the reflected beam R scans around the optical axis l O.
次に、α＝η/2の条件（η＝40゜，η＝60゜，η＝80
゜）の下に、φ＝１゜とし、βを変化させた時、反射ビ
ームＲの走査軌跡を第７図乃至第９図に示す。これらの
図から解るように、β＝１゜、つまり、 β≒φ とした時が、反射ビームＲの走査軌跡は略直線状となる
ことがわかる。Next, the condition of α = η / 2 (η = 40 °, η = 60 °, η = 80
Under 乃至), when φ = 1 ゜ and β is changed, the scanning locus of the reflected beam R is shown in FIGS. 7 to 9. As can be seen from these figures, when β = 1 ゜, that is, when β ≒ φ, the scanning trajectory of the reflected beam R is substantially linear.
このように構成した光走査装置によれば、ピラミダル
・ポリゴン・ミラー２の反射面21に入射し、ここで反射
する反射ビームＲは、傾斜角（テーパー角）φが存在す
るにもかかわらず、メリジオナル平面30に略平行となっ
た状態で結像レンズ３に入射することとなり、記録媒体
４上に照射されるビームの走査軌跡も、略直線状とな
り、歪のない忠実な画像を得ることができる。又、その
走査軌跡は、結像レンズ３の光軸lOを中心とした軌跡と
なる。According to the optical scanning device configured as described above, the reflected beam R that is incident on the reflecting surface 21 of the pyramidal polygon mirror 2 and is reflected there, despite the existence of the inclination angle (taper angle) φ, The light is incident on the imaging lens 3 in a state of being substantially parallel to the meridional plane 30, and the scanning trajectory of the beam irradiated on the recording medium 4 is also substantially linear, so that a faithful image without distortion can be obtained. it can. Further, the scanning locus is a trajectory around the optical axis l O of the imaging lens 3.
尚、上記の実施例ではピラミダル・ポリゴン・ミラー
２と記録媒体４との間に結像レンズ３を配置したプリ・
オブジェクティブ・スキャン型の光走査装置であるが、
結像レンズ３がポリゴン・ミラー２の前に配置したポス
ト・オブジェクティブ・スキャン型の光走査装置にも適
用できる。又、本発明に加えて、従来公知のポリゴン・
スキャナの面倒れ補正光学系を組み合せると、更に効果
的である。In the above-described embodiment, the pre-positioning lens in which the imaging lens 3 is disposed between the pyramidal polygon mirror 2 and the recording medium 4 is used.
It is an objective scanning type optical scanning device,
The present invention is also applicable to a post-objective scan type optical scanning device in which the imaging lens 3 is disposed in front of the polygon mirror 2. Further, in addition to the present invention, conventionally known polygons
It is more effective to combine a scanner tilt correction optical system.
（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明によれば、ポリゴ
ン・ミラーとして、例えばプラスチックで構成されるよ
うな安価なピラミダル・ポリゴン・ミラーを用いながら
も、記録媒体上のビームの走行軌跡を略直線にすること
ができ、従って、歪のない忠実な画像が得られる光走査
装置を実現できる。(Effects of the Invention) As described in detail above, according to the present invention, while using an inexpensive pyramidal polygon mirror made of plastic, for example, as a polygon mirror, the beam on the recording medium is The traveling locus can be made substantially straight, and therefore, an optical scanning device capable of obtaining a faithful image without distortion can be realized.
第１図は本発明に係る光走査装置の一例を示す構成図、
第２図は結像レンズのメリジオナル平面の説明図、第３
図は角度αと角度ηの関係を示す図、第４図は角度βと
角度φの関係を示す図、第５図及び第６図はη＝60゜，
φ＝１゜，β＝１゜とした時αを変化させた時の反射ビ
ームの走査軌跡を示す図、第７図は乃至第９図はα＝η
/2の条件の下でφ＝１゜とし、βを変化させた時の反射
ビームの走査軌跡を示す図、第10図は従来公知の光走査
装置の構成概念図、第11図は第10図におけるポリゴン・
ミラーの側部断面図、第12図（ａ）はプラスチック成形
で構成されるピラミダル・ポリゴン・ミラーの斜視図、
第12図（ｂ）は第12図（ａ）における側部断面図、第13
図は第12図に示すようなピラミダル・ポリゴン・ミラー
を用いた光走査装置の構成概念図である。 １……レーザ光源、２……ポリゴン・ミラー ３……結像レンズ、４……記録媒体 20……回転軸、21……反射面FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of an optical scanning device according to the present invention,
FIG. 2 is an explanatory view of a meridional plane of an imaging lens, and FIG.
The figure shows the relationship between the angle α and the angle η, FIG. 4 shows the relationship between the angle β and the angle φ, and FIGS. 5 and 6 show η = 60 °.
FIGS. 7 to 9 show α = η in the scanning trajectory of the reflected beam when α is changed when φ = 1 ° and β = 1 °.
FIG. 10 shows the scanning trajectory of the reflected beam when β is changed under the condition of φ = 1 ゜ under the condition of / 2, FIG. 10 is a conceptual diagram of the configuration of a conventionally known optical scanning device, and FIG. Polygon in figure
FIG. 12 (a) is a perspective view of a pyramidal polygon mirror made of plastic molding,
FIG. 12 (b) is a side sectional view of FIG. 12 (a), and FIG.
The figure is a conceptual diagram of the configuration of an optical scanning device using a pyramidal polygon mirror as shown in FIG. 1 laser light source 2 polygon mirror 3 image forming lens 4 recording medium 20 rotation axis 21 reflecting surface
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 本井 俊博 八王子市石川町2970番地 小西六写真工 業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−170719（ＪＰ，Ａ) ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Toshihiro Motoi 2970 Ishikawacho, Hachioji City Konishi Roku Photo Industry Co., Ltd. (56) References JP-A-61-170719 (JP, A)
Claims (1)
・ポリゴン・ミラーと結像レンズとを用いて、記録媒体
上でビームを走査する光走査装置であって、 前記ピラミダル・ポリゴン・ミラーの回転軸を前記結像
レンズのメリジオナル平面の法線に対して傾ける際に、 前記ピラミダル・ポリゴン・ミラーの回転軸とメリジオ
ナル平面の法線とのなす角度βを、前記回転軸と前記ピ
ラミダル・ポリゴン・ミラーの反射面とのなす角度φに
対して β≒φ となる関係に選定し、 前記ピラミダル・ポリゴン・ミラーの傾けた回転軸をメ
リジオナル平面に投影して得られる投影回転軸と結像レ
ンズの光軸とのなす角度αを、ピラミダル・ポリゴン・
ミラーへの入射ビームと結像レンズの光軸とのなす角度
ηに対して α≒η/2 となる関係に選定したことを特徴とする光走査装置。1. An optical scanning device for scanning a beam on a recording medium using a pyramidal polygon mirror having a trapezoidal cross section including a rotation axis and an imaging lens, comprising: When tilting the rotation axis with respect to the normal of the meridional plane of the imaging lens, the angle β between the rotation axis of the pyramidal polygon mirror and the normal of the meridional plane is defined as the angle β between the rotation axis and the pyramidal polygon. A projection rotation axis and an imaging lens obtained by projecting the tilted rotation axis of the pyramidal polygon mirror onto a meridional plane, by selecting a relation of β ≒ φ with respect to an angle φ between the mirror and the reflection surface. Angle α with the optical axis of
An optical scanning device, wherein an angle η between an incident beam on a mirror and an optical axis of an imaging lens is selected to be α ≒ η / 2.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62123139A JP2618889B2 (en) | 1987-05-20 | 1987-05-20 | Optical scanning device |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP62123139A JP2618889B2 (en) | 1987-05-20 | 1987-05-20 | Optical scanning device |
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ID=14853153
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| JP62123139A Expired - Lifetime JP2618889B2 (en) | 1987-05-20 | 1987-05-20 | Optical scanning device |
Country Status (1)
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Families Citing this family (3)
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Family Cites Families (1)
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|---|---|---|---|---|
| JPS61170719A (en) * | 1985-01-24 | 1986-08-01 | Copal Denshi Kk | Rotary polygon mirror |
-
1987
- 1987-05-20 JP JP62123139A patent/JP2618889B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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| JPS63287816A (en) | 1988-11-24 |
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