JP2000180780A - Optical scanner - Google Patents

Optical scanner

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JP2000180780A
JP2000180780A JP10353272A JP35327298A JP2000180780A JP 2000180780 A JP2000180780 A JP 2000180780A JP 10353272 A JP10353272 A JP 10353272A JP 35327298 A JP35327298 A JP 35327298A JP 2000180780 A JP2000180780 A JP 2000180780A
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JP
Japan
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incident
light beam
scanning
optical system
light
Prior art date
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Pending
Application number
JP10353272A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaki Hachisuga
正樹 蜂須賀
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Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Xerox Co Ltd filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
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Publication of JP2000180780A publication Critical patent/JP2000180780A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve image-formation performance with respect to oblique incidence of light. SOLUTION: This scanner is equipped with a rotating polygon mirror 28, having plural deflecting surfaces 28A and deflecting incident luminous flux to a main scanning direction, an incident optical system including a cylindrical lens 22, which is a so-cabled an 'overfield optical system' and making the luminous flux incident so that an optical axis is inclined in a subscanning direction by a prescribed angle, and an fθ lens system 26 for focusing the incident luminous flux to scan the surface to be scanned. The bus of the lens 22 included in the incident optical system is curved according to an incident angle on the mirror 28, so that the deterioration of the image-formation performance which changes according to the incident angle on the mirror 28 is decreased.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光走査装置にかか
り、特に、光源からの光束が回転多面鏡の複数の反射面
に跨がるように入射されるオーバーフィルドタイプの光
学系が採用され、光源からの光束が回転多面鏡に副走査
断面内で所定の角度で入射されて、該光束を用いて走査
露光して画像を記録するレーザー複写機、レーザープリ
ンタ、レーザーファクシミリ等の光走査装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical scanning apparatus, and more particularly, to an overfilled optical system in which a light beam from a light source is incident so as to straddle a plurality of reflecting surfaces of a rotary polygon mirror. An optical scanning device such as a laser copying machine, a laser printer, or a laser facsimile in which a light beam from a light source is incident on a rotary polygon mirror at a predetermined angle in a sub-scanning cross section, and is scanned and exposed using the light beam to record an image. About.

【0002】[0002]

【従来の技術】レーザプリンタやデジタル複写機等の光
学走査装置に適用される光学系には、アンダーフィルド
タイプの光学系とオーバーフィルドタイプの光学系とが
ある。アンダーフィルドタイプの光学系は、回転多面鏡
に入射される光束の主走査方向に対応する方向に沿った
幅を、回転多面鏡の反射面の回転方向に沿った幅(以
下、面幅と称す)よりも小さくした光学系である(特開
平6−18803号公報参照)。
2. Description of the Related Art Optical systems applied to optical scanning devices such as laser printers and digital copiers include an underfilled optical system and an overfilled optical system. The underfilled type optical system defines a width of a light beam incident on a rotary polygon mirror in a direction corresponding to a main scanning direction along a rotation direction of a reflection surface of the rotary polygon mirror (hereinafter, referred to as a surface width). ) Is smaller than that of the optical system (see JP-A-6-18803).

【0003】図15及び図16に示すように、アンダー
フィルドタイプの光学系の一例では、光源71Vから射
出した光束はコリメータレンズ72Vによって略平行光
とされて回転多面鏡78Vに入射され、回転多面鏡78
Vで偏向された光束はfθレンズ76Vによって、被走
査面82Vを略等速度で走査するように被走査面82V
上に収束される。ここで、回転多面鏡78Vに入射する
光束の幅が回転多面鏡78Vの面幅よりも小さくなって
いる。
As shown in FIGS. 15 and 16, in an example of an under-filled type optical system, a light beam emitted from a light source 71V is converted into substantially parallel light by a collimator lens 72V and is incident on a rotary polygon mirror 78V, where Mirror 78
The light beam deflected by V is scanned by the fθ lens 76V so as to scan the scanned surface 82V at a substantially constant speed.
Converges on. Here, the width of the light beam incident on the rotating polygon mirror 78V is smaller than the surface width of the rotating polygon mirror 78V.

【0004】この光学系の副走査方向について着目する
と、コリメータレンズ72Vで略平行光となった光束は
円筒レンズ74Vによって回転多面鏡78V上に一旦収
束される。回転多面鏡78Vで偏向された光束は、fθ
レンズ76Vと円筒鏡81によって被走査面82V上に
再度収束される。回転多面鏡の反射面と被走査面とはf
θレンズ及び円筒鏡81により光学的に共役な関係とさ
れ、回転多面鏡78Vの面倒れによる副走査方向の走査
位置の変動(ピッチムラ)を防止している。
Focusing on the sub-scanning direction of this optical system, the light beam which has become substantially parallel light by the collimator lens 72V is once converged on the rotary polygon mirror 78V by the cylindrical lens 74V. The light beam deflected by the rotating polygon mirror 78V is fθ
The light is converged again on the surface to be scanned 82V by the lens 76V and the cylindrical mirror 81. The reflection surface of the rotating polygon mirror and the surface to be scanned are f
An optically conjugate relationship is established by the θ lens and the cylindrical mirror 81 to prevent fluctuation (pitch unevenness) of the scanning position in the sub-scanning direction due to the tilt of the rotating polygon mirror 78V.

【0005】一方、オーバーフィルドタイプの光学系
は、回転多面鏡78Wに入射する光束の主走査方向に対
応する幅が回転多面鏡78Wの面幅よりも大きい光学系
である(特開平6−59209号公報、特開平8−17
1069号公報参照)。例えば、図17に示すように、
光源71Wから射出した光束はレンズによって幅D0
略平行光となり、回転多面鏡78Wに入射され、回転多
面鏡78Wに入射する光束の幅D0が回転多面鏡78W
の面幅D1よりも大きくされる。
On the other hand, the overfilled optical system is an optical system in which the width of the light beam incident on the rotary polygon mirror 78W in the main scanning direction is larger than the surface width of the rotary polygon mirror 78W (Japanese Patent Laid-Open No. 6-59209). No., JP-A-8-17
No. 1069). For example, as shown in FIG.
The light beam emitted from the light source 71W becomes substantially parallel light having a width D 0 by the lens, is incident on the rotating polygon mirror 78W, and the width D 0 of the light beam incident on the rotating polygon mirror 78W is determined by the rotating polygon mirror 78W.
It is greater than the surface width D 1.

【0006】オーバーフィルドタイプの光学系はアンダ
ーフィルドタイプの光学系よりも回転多面鏡78Wの面
幅を小さくして面数を多くできるため、低回転数の回転
多面鏡による走査の高速化、高解像度化を図ることがで
き、回転多面鏡を駆動するモータの負荷をアンダーフィ
ルドタイプより低く抑えることができるという利点があ
る。
In the overfilled optical system, the surface width of the rotary polygon mirror 78W can be reduced and the number of surfaces can be increased as compared with the underfilled optical system. There is an advantage that the resolution can be increased and the load on the motor for driving the rotary polygon mirror can be suppressed lower than that of the underfilled type.

【0007】なお、回転多面鏡への光束の入射は、パワ
ーバランスを確保し、光束径の不均一を防止する上で正
面入射が好ましい。
[0007] The incidence of the light beam on the rotary polygon mirror is preferably frontal incidence in order to secure a power balance and prevent unevenness of the light beam diameter.

【0008】ここで、正面入射を実施するときは回転多
面鏡への入射光の方向は、回転多面鏡の回転軸と直角の
方向から副走査方向へ傾斜した方向とされる。その傾斜
角度は極力小さくすることが好ましい。しかし、結像光
学系との干渉を避ける必要があるため、傾斜角度を小さ
くことには限界がある。そこで、正面入射の場合に回転
多面鏡への入射光の傾斜角度を小さくするために、回転
多面鏡への入射光と、回転多面鏡からの反射光とを結像
光学系に2度透過させるダブルパス光学系(DaublePass
光学系)が提案されている。
Here, when the front incidence is performed, the direction of light incident on the rotary polygon mirror is a direction inclined from the direction perpendicular to the rotation axis of the rotary polygon mirror to the sub-scanning direction. It is preferable that the inclination angle be as small as possible. However, since it is necessary to avoid interference with the imaging optical system, there is a limit to reducing the tilt angle. Therefore, in order to reduce the angle of inclination of the light incident on the rotating polygonal mirror in the case of front incidence, the light incident on the rotating polygonal mirror and the reflected light from the rotating polygonal mirror are transmitted twice through the imaging optical system. Double pass optical system (DaublePass
Optical systems) have been proposed.

【0009】そのダブルパス光学系を備えたダブルパス
光学走査装置では、図18及び図19に示すように、レ
ーザ光発生装置80から、記録信号に応じて変調された
レーザ光B1が(図の紙面上で)斜め下方に向けて出力
され、fθレンズ82を透過し、回転多面鏡84の反射
面に入射される。この入射されたレーザ光B1は、回転
多面鏡84により、走査レーザ光B2,B3として斜め
下方へ反射され、その走査レーザ光B2,B3は、fθ
レンズ82を再度逆側から透過し、円筒鏡86で反射さ
れてドラム状の感光体88に到達し、感光体88の表面
に静電潜像として記録される。回転多面鏡への傾斜角度
(入射角度)は、上記のように極力小さくする。すなわ
ち、傾斜角度を過度に大きくすると、感光体88上での
走査線の歪みが大きくなったり、感光体88上での光束
スポット径が不均一となったりするためである。
In the double-pass optical scanning device having the double-pass optical system, as shown in FIGS. 18 and 19, a laser beam B1 modulated according to a recording signal from a laser beam generator 80 (as shown in FIG. Is output obliquely downward, passes through the fθ lens 82, and is incident on the reflection surface of the rotary polygon mirror 84. The incident laser beam B1 is reflected obliquely downward by the rotary polygon mirror 84 as scanning laser beams B2 and B3, and the scanning laser beams B2 and B3 are reflected by fθ
The light again passes through the lens 82 from the opposite side, is reflected by the cylindrical mirror 86, reaches the photosensitive member 88 in the form of a drum, and is recorded on the surface of the photosensitive member 88 as an electrostatic latent image. The angle of inclination (incident angle) to the rotating polygon mirror is minimized as described above. That is, when the inclination angle is excessively large, the distortion of the scanning line on the photoconductor 88 increases, and the light spot diameter on the photoconductor 88 becomes non-uniform.

【0010】また、従来より共通の走査光学系に関して
複数の光束を入射させてカラー画像を形成するマルチビ
ーム光走査装置が提案されている(特開昭63−936
1号公報参照)。マルチビーム走査光学系では複数の光
束を所定の被走査面上にそれぞれ独立に照射するには光
偏向器で偏向反射された後に複数の光束を分離する必要
があり、例えば光偏向器の偏向面に対して副走査断面内
で斜め方向から光束を入射することにより分離する。
A multi-beam optical scanning apparatus for forming a color image by irradiating a plurality of light beams with respect to a common scanning optical system has been proposed (Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-936).
No. 1). In a multi-beam scanning optical system, in order to independently irradiate a plurality of light beams onto a predetermined surface to be scanned, it is necessary to separate the plurality of light beams after being deflected and reflected by an optical deflector. In the sub-scan section, a light beam is incident from an oblique direction to be separated.

【0011】しかしながら、光偏向器の偏向面に対し副
走査断面内で斜め方向から光束を入射する場合、偏向面
に対する光束の入射角度が大きくなると上記のように結
像性能が悪化する(走査領域の端の光束径が真ん中の光
束径に対して太くなる=走査位置における光束径の均一
性が悪くなる)問題が発生する。
However, when a light beam is incident on the deflecting surface of the optical deflector in an oblique direction in the sub-scanning section, the image forming performance deteriorates as described above if the incident angle of the light beam on the deflecting surface increases (scanning area). (The diameter of the light beam at the end becomes thicker than the diameter of the light beam at the center = uniformity of the light beam diameter at the scanning position is deteriorated).

【0012】上記斜め入射に対する結像性能が悪化する
問題に対して、fθレンズの光軸と偏向器反射面となす
角と、fθレンズに入射する光が偏向器反射面となす角
をある範囲に設定することにより、結像性能の悪化を防
止する技術が知られている(特開平9−96773号公
報参照)。また、他の技術として、fθレンズに回転非
対称レンズを含み該レンズの光軸は該レンズに入射する
光と略平行であり、かつ該レンズの子線頂点を結ぶ母線
形状を副走査方向に湾曲させることにより、結像性能の
悪化を防止する技術が知られている(特開平10−73
778号公報参照)。
In order to solve the problem that the imaging performance for oblique incidence deteriorates, the angle between the optical axis of the fθ lens and the deflector reflection surface and the angle between the light incident on the fθ lens and the deflector reflection surface are within a certain range. There is known a technique for preventing the deterioration of the imaging performance by setting to (see JP-A-9-96773). Further, as another technique, the fθ lens includes a rotationally asymmetric lens, and the optical axis of the lens is substantially parallel to the light incident on the lens, and the generatrix connecting the sagittal vertices of the lens is curved in the sub-scanning direction. There is known a technique for preventing deterioration of the imaging performance by causing the image to be deteriorated (Japanese Patent Laid-Open No. 10-73).
778).

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、fθレ
ンズの光軸と偏向器反射面となす角と、fθレンズに入
射する光が偏向器反射面となす角をある範囲に設定した
場合、走査線の曲がりが発生する。また、fθレンズの
母線形状を副走査方向に湾曲させる場合、走査線の曲が
り及び結像性能の悪化は解消されるが製作が困難で成形
加工となるために信頼性が悪化する。
However, if the angle between the optical axis of the fθ lens and the deflector reflection surface and the angle between the light incident on the fθ lens and the deflector reflection surface are set within a certain range, the scanning line Bending occurs. When the generatrix of the fθ lens is curved in the sub-scanning direction, the bending of the scanning line and the deterioration of the imaging performance are eliminated, but the manufacturing is difficult and the molding process is performed, so that the reliability is deteriorated.

【0014】本発明は、上記事実を考慮して、容易に、
斜め入射に対する結像性能を向上させることができる光
走査装置を得ることが目的である。
The present invention, in view of the above facts,
It is an object of the present invention to provide an optical scanning device capable of improving imaging performance for oblique incidence.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の光走査装置は、反射面を少なくとも1つ有し
かつ入射された光束を主走査方向に偏向させる偏向手段
と、少なくとも1つの前記反射面の主走査方向の領域を
含むように前記偏向手段に光束を入射させると共に、前
記主走査方向と交差する副走査方向に光束を集束させる
入射光学系と、光スポットが走査されるように入射され
た光束を被走査面上に集束させる走査光学系と、を備え
た光走査装置において、前記偏向手段に、前記副走査方
向に所定角度だけ光軸が傾くように光束を入射させ、前
記入射光学系は、前記偏向手段への入射角度に応じて変
化する前記主走査方向の偏向により発生する結像性能の
劣化が低減するように、前記偏向手段への入射角度に応
じて形状を変化させることを特徴とする。
In order to achieve the above object, an optical scanning apparatus according to the present invention has at least one reflecting surface and deflects an incident light beam in a main scanning direction, and at least one deflecting means. An incident optical system for causing a light beam to enter the deflecting means so as to include a region of the reflection surface in the main scanning direction and converging the light beam in a sub-scanning direction intersecting the main scanning direction; and a light spot is scanned. And a scanning optical system for converging the incident light beam on the surface to be scanned, the light beam being incident on the deflecting means so that the optical axis is inclined at a predetermined angle in the sub-scanning direction. The incident optical system is shaped according to the angle of incidence on the deflecting means so that deterioration of the imaging performance caused by deflection in the main scanning direction, which varies according to the angle of incidence on the deflecting means, is reduced. Changed And wherein the Rukoto.

【0016】偏向手段には、反射面を少なくとも1つ有
しかつ入射された光束を主走査方向に偏向させるポリゴ
ンミラー等の回転多面鏡を用いることができ、この偏向
手段には入射光学系により光束が入射される。入射光学
系は、少なくとも1つの反射面を含むように光束が入射
される所謂オーバーフィールド光学系が採用される。1
つの反射面を含ませる場合、主走査方向の領域を含むよ
うにすればよい。また、入射光学系は、主走査方向と交
差する副走査方向に光束を集束させる。偏向手段には主
走査方向と交差する副走査方向に所定角度だけ光軸が傾
くように光束が入射される。偏向手段によって偏向され
た光束は走査光学系によって光スポットが走査されるよ
うに入射された光束を被走査面上に集束される。偏向手
段の偏向面に対し副走査断面内で斜め方向から光束を入
射すると、偏向面に対する光束の入射角度が大きくなる
に従って結像性能が悪化する。そこで、本発明の入射光
学系は、偏向手段への入射角度に応じて変化する結像性
能の悪化が低減するように、偏向手段への入射角度に応
じて形状が変化される。すなわち、走査領域の端の光束
径が真ん中の光束径に対して太くなったりすることや走
査位置における光束径の均一性が劣化したりすることが
低減するように、偏向手段への入射角度に応じて入射光
学系の形状が変化される。この場合、副走査方向の形状
を変化させることが好ましい。このようにすることで、
入射光学系からの光束の状態が変化することになるが、
光束を斜めに入射させることで相乗され、光束を光軸に
沿って入射させたことに相当する状態になる。これによ
って、光束を斜めに入射させたことに対する結像性能の
劣化(走査位置における光束径の均一性の劣化)を防止
することができる。例えば、光束を線像として考えると
(光束の中心と両端との光線を結ぶ直線で考えると)、
形状が変化されない場合、光束を斜めに入射させたこと
で走査領域の両端部付近では線像が傾くようになると捉
えることができるが、本発明のように形状を変化される
と、恰も線像が回転したように、捉えることができる。
したがって、結像性能の劣化(走査位置における光束径
の均一性の劣化)を防止することができる。
As the deflecting means, a rotary polygon mirror such as a polygon mirror having at least one reflecting surface and deflecting the incident light beam in the main scanning direction can be used. A light beam is incident. As the incident optical system, a so-called overfield optical system in which a light beam is incident so as to include at least one reflection surface is employed. 1
In the case of including one reflecting surface, it is sufficient to include a region in the main scanning direction. The incident optical system focuses the light beam in a sub-scanning direction that intersects the main scanning direction. A light beam is incident on the deflecting means so that the optical axis is inclined by a predetermined angle in a sub-scanning direction that intersects the main scanning direction. The light beam deflected by the deflecting means is focused on the surface to be scanned so that the light beam is scanned by the scanning optical system. When a light beam is incident on the deflecting surface of the deflecting means in an oblique direction in the sub-scan section, the imaging performance is degraded as the incident angle of the light beam on the deflecting surface increases. Therefore, the shape of the incident optical system according to the present invention is changed according to the angle of incidence on the deflecting means so that the deterioration of the imaging performance which changes according to the angle of incidence on the deflecting means is reduced. That is, the angle of incidence on the deflecting means is set so that the light beam diameter at the end of the scanning area becomes larger than the light beam diameter in the middle or the uniformity of the light beam diameter at the scanning position is reduced. The shape of the incident optical system is changed accordingly. In this case, it is preferable to change the shape in the sub-scanning direction. By doing this,
The state of the light beam from the incident optical system will change,
When the light beam is obliquely incident, the light beam is multiplied, and a state corresponding to the light beam incident along the optical axis is obtained. As a result, it is possible to prevent deterioration of the imaging performance (deterioration of the uniformity of the light beam diameter at the scanning position) due to the oblique incidence of the light beam. For example, if a light beam is considered as a line image (considering a straight line connecting the light rays at the center and both ends of the light beam),
If the shape is not changed, it can be considered that the line image becomes inclined near both ends of the scanning area by obliquely entering the light beam, but if the shape is changed as in the present invention, it is as if the line image is Can be caught as if it had rotated.
Therefore, it is possible to prevent the deterioration of the imaging performance (the deterioration of the uniformity of the light beam diameter at the scanning position).

【0017】前記入射光学系は、前記主走査方向と対応
する方向に長い線像として結像させる機能を有する単玉
レンズを含んで構成され、該単玉レンズの母線形状を副
走査方向に湾曲させた曲線となるように構成することに
より形状を変化させることができる。
The incident optical system includes a single lens having a function of forming a long line image in a direction corresponding to the main scanning direction, and the generatrix of the single lens is curved in the sub scanning direction. The configuration can be changed by forming the curved line.

【0018】偏向手段は、少なくとも1つの反射面を有
しているが、面倒れ等の誤差なく高精度で製作すること
は困難である。また、複数反射面を有した場合各反射面
を等価に製作することが困難である。例えば、反射面の
倒れは製造誤差範囲で生じてしまう。このため、製造ロ
ットや反射面毎にその方向が異なることがある。そこ
で、主走査方向と対応する方向に長い線像として結像さ
せる機能を有させることによって、これを解消すること
ができる。長い線像として結像させる機能としてはシリ
ンドリカルレンズ(円筒レンズ)等の単玉のアナモフィ
ックレンズを採用することができ、このような単玉レン
ズで入射光学系を構成することによって、母線形状を容
易に湾曲させることができる。このため、母線形状を副
走査方向に湾曲させた曲線となるように形成することに
よって、光束を斜めに入射させたことに対する結像性能
の悪化(走査位置における光束径の均一性等の悪化)を
容易に防止させることができる。
Although the deflecting means has at least one reflecting surface, it is difficult to manufacture the deflecting means with high accuracy without errors such as surface inclination. Also, when there are a plurality of reflecting surfaces, it is difficult to manufacture each reflecting surface equivalently. For example, the tilt of the reflecting surface occurs within a manufacturing error range. For this reason, the direction may be different for each manufacturing lot or reflecting surface. Therefore, this problem can be solved by providing a function of forming a long line image in a direction corresponding to the main scanning direction. A single lens anamorphic lens such as a cylindrical lens (cylindrical lens) can be used as a function to form a long line image. By forming an incident optical system with such a single lens, the generatrix can be easily formed. Can be curved. For this reason, by forming the generatrix so as to be a curve curved in the sub-scanning direction, the image forming performance is deteriorated when the light beam is obliquely incident (the uniformity of the light beam diameter at the scanning position is deteriorated). Can be easily prevented.

【0019】前記走査光学系を走査線の湾曲が少なくな
るように配置し、該走査光学系の配置に応じて前記入射
光学系の母線形状を副走査方向に湾曲させるにより結像
性能の悪化を防ぐことができる。
The scanning optical system is arranged so that the curvature of the scanning line is reduced, and the image forming performance is deteriorated by curving the generatrix shape of the incident optical system in the sub-scanning direction according to the arrangement of the scanning optical system. Can be prevented.

【0020】すなわち、偏向手段へ入射させる光束を、
副走査方向に斜めに入射させた場合、偏向手段から走査
光学系へ向かう光束も斜めになる。この走査光学系へ向
かう斜めになる光束によって湾曲する走査線の湾曲度合
いが少なくなるように走査光学系を配置することで、走
査線の湾曲は抑制される。また、この走査線の湾曲に応
じて単玉レンズの母線形状を副走査方向に湾曲した曲線
とすれば、斜め入射に対する結像性能の悪化(走査位置
における光束径の均一性の悪化)も防止することができ
る。
That is, the light beam incident on the deflecting means is
When the light is obliquely incident in the sub-scanning direction, the light beam traveling from the deflecting unit to the scanning optical system also becomes oblique. By arranging the scanning optical system so that the degree of curvature of the scanning line curved by the oblique light beam toward the scanning optical system is reduced, the curvature of the scanning line is suppressed. Further, if the generatrix of the single lens is curved in the sub-scanning direction in accordance with the curvature of the scanning line, deterioration of the imaging performance against oblique incidence (deterioration of the uniformity of the luminous flux diameter at the scanning position) is also prevented. can do.

【0021】前記偏向手段には、複数の光束を入射させ
ると共に、該複数の光束を前記入射光学系及び走査光学
系の少なくとも一部を通過させ共通化させることができ
る。
A plurality of light beams can be made incident on the deflecting means, and the plurality of light beams can pass through at least a part of the incident optical system and the scanning optical system to be shared.

【0022】走査露光を単一で行うと、例えば画像を形
成するために必要な走査線の数だけ走査が必要となる。
これを短縮化するためには複数の光束を略同時に走査し
て複数の走査線を形成することによって実現できる。そ
こで、偏向手段に、複数の光束を入射させると共に、該
複数の光束を入射光学系及び走査光学系の少なくとも一
部を通過させ共通化させることによって、複数の光束が
共通の走査光学系や偏向手段を用いて走査されるため、
構成部品を減少させることが可能となり低コスト化、及
び小型化を図ることができる。
When a single scanning exposure is performed, for example, scanning is required for the number of scanning lines required to form an image.
This can be shortened by scanning a plurality of light beams substantially simultaneously to form a plurality of scanning lines. Therefore, a plurality of light beams are made incident on the deflecting means, and the plurality of light beams are passed through at least a part of the incident optical system and the scanning optical system to be common, so that the plurality of light beams are shared by the common scanning optical system and the deflecting device. Because it is scanned by means,
The number of components can be reduced, and cost reduction and miniaturization can be achieved.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態の一例を詳細に説明する。第1実施の形態は、
回転多面鏡により偏向し、その偏向面に1つの円筒レン
ズにより光束を主走査方向に沿う方向に細長い線像とし
て結像させる光走査装置に本発明を適用したものであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the first embodiment,
The present invention is applied to an optical scanning device that deflects a light by a rotating polygon mirror and forms a light beam on the deflecting surface as a long and thin line image in a direction along the main scanning direction by one cylindrical lens.

【0024】図2に示すように、本実施の形態の光走査
装置は、光束を偏向する偏向手段としての回転多面鏡2
8と、回転多面鏡28によって反射偏向された光束が照
射される画像記録用の感光体が塗布された感光体ドラム
30と、1または複数の光束を出射するレーザ光源装置
20とを含んで構成されている。回転多面鏡28は正多
角柱形状で構成され、その側面部は各々偏向面28Aと
して機能する平面の反射面で形成されている。回転多面
鏡28は、略鉛直方向の回転軸Oを中心として図示しな
いモータ等の駆動手段によって所定の角速度で矢印P方
向に回転され、光源からの光束が等角速度で偏向される
ように設置されている。
As shown in FIG. 2, the optical scanning device of the present embodiment comprises a rotary polygon mirror 2 as a deflecting means for deflecting a light beam.
8, a photosensitive drum 30 coated with an image-recording photosensitive member irradiated with a light beam reflected and deflected by the rotating polygon mirror 28, and a laser light source device 20 for emitting one or more light beams. Have been. The rotating polygon mirror 28 is formed in a regular polygonal prism shape, and its side surface portion is formed of a plane reflecting surface that functions as a deflecting surface 28A. The rotary polygon mirror 28 is installed so that it is rotated in the direction of arrow P at a predetermined angular velocity by a driving means such as a motor (not shown) around a substantially vertical rotation axis O, and the light beam from the light source is deflected at a constant angular velocity. ing.

【0025】なお、以下の説明では、回転多面鏡28に
よって反射偏向された光束の軌跡によって形成される面
を主走査面、この主走査面と感光体ドラム30とが交わ
って形成される方向を主走査方向、該主走査面に交差
(特に直交)する方向を副走査方向とする。
In the following description, the surface formed by the trajectory of the light beam reflected and deflected by the rotary polygon mirror 28 will be referred to as the main scanning surface, and the direction in which the main scanning surface and the photosensitive drum 30 intersect will be described. A main scanning direction, and a direction intersecting (particularly orthogonal to) the main scanning plane is defined as a sub-scanning direction.

【0026】感光体ドラム30は、光束に感光する感光
材料が表面に塗布された細長い略円柱形状に形成されて
いる。感光体ドラム30は、回転多面鏡28により走査
される光束の主走査方向に沿う方向(図2の矢印Q方
向)に、感光体ドラム30の長手方向が略一致するよう
に配置されている。この感光体ドラム30は、回転軸を
中心として図示しない駆動手段によって予め定められた
一定の回転速度で矢印S方向に回転する構成とされてい
る。
The photosensitive drum 30 is formed in a slender, substantially cylindrical shape having a surface coated with a photosensitive material sensitive to a light beam. The photoconductor drum 30 is arranged so that the longitudinal direction of the photoconductor drum 30 substantially coincides with the direction (the arrow Q direction in FIG. 2) along the main scanning direction of the light beam scanned by the rotary polygon mirror 28. The photosensitive drum 30 is configured to rotate in a direction indicated by an arrow S at a predetermined rotation speed about a rotation axis by a driving unit (not shown).

【0027】レーザ光源装置20は、主走査方向に対応
する方向の拡がり角が副走査方向に対応する方向の広が
り角よりも大きい拡散光である発散光束を射出する半導
体レーザ14と、該半導体レーザ14から射出された光
束を整形するためのコリメータレンズ16と、ビ一ム成
形用の開口絞り18とから構成されている。なお、半導
体レーザ14は、図示しない変調手段により画像信号に
応じてオン・オフ制御されるようになっている。
The laser light source device 20 includes a semiconductor laser 14 that emits a divergent light beam that is a diffused light beam having a divergence angle in a direction corresponding to the main scanning direction larger than a divergence angle in a direction corresponding to the sub-scanning direction. It is composed of a collimator lens 16 for shaping a light beam emitted from 14 and an aperture stop 18 for beam forming. The semiconductor laser 14 is controlled to be turned on / off by a modulation means (not shown) in accordance with an image signal.

【0028】開口絞り18の射出側には、本発明の入射
光学系の単玉レンズとしての円筒レンズ22が設けられ
ている。円筒レンズ22は、透過した光束を副走査方向
にのみ収束させるように設けられており、回転多面鏡2
8の偏向面28Aまたはその近傍で収束させることによ
り、光束を主走査方向に沿う方向に細長い線像として結
像させるためのレンズ系である。
On the exit side of the aperture stop 18, a cylindrical lens 22 as a single lens of the incident optical system of the present invention is provided. The cylindrical lens 22 is provided so as to converge the transmitted light beam only in the sub-scanning direction.
8 is a lens system for forming a light beam as an elongated linear image in the direction along the main scanning direction by converging the light at or near the deflection surface 28A.

【0029】レーザ光源装置20から放出される光束の
軸上でかつ、円筒レンズ22の出射側には光束を回転多
面鏡28へ向けて正面から入射させるための平面鏡24
が配置されている。
On the axis of the light beam emitted from the laser light source device 20 and on the exit side of the cylindrical lens 22, a plane mirror 24 for causing the light beam to enter the rotary polygon mirror 28 from the front.
Is arranged.

【0030】平面鏡24と回転多面鏡28との間には、
回転多面鏡28によって反射偏向された光束を感光体ド
ラム30に光スポットとして収束させることにより結像
させると共に、結像された光スポットが偏向走査によっ
て感光体ドラム30の表面で等速で移動させるためのf
θレンズ系26が配置されている。このfθレンズ系2
6は、本発明の走査光学系の一部を構成し、平面鏡24
によって回転多面鏡28に正面から入射された光束及び
回転多面鏡28によって反射偏向された光束が共に入射
されるように配置されている。
Between the plane mirror 24 and the rotary polygon mirror 28,
The light beam reflected and deflected by the rotary polygon mirror 28 is focused on the photosensitive drum 30 as a light spot to form an image, and the formed light spot is moved at a constant speed on the surface of the photosensitive drum 30 by deflection scanning. F for
The θ lens system 26 is arranged. This fθ lens system 2
6 is a part of the scanning optical system of the present invention,
Thus, the light beam incident on the rotary polygon mirror 28 from the front and the light beam reflected and deflected by the rotary polygon mirror 28 are both incident.

【0031】すなわち、回転多面鏡28による反射偏向
の前後2回、光束がこのfθレンズ系26を通過するよ
うになっており、本光学系は全体として、所謂正面入射
/ダブルパス光学系を形成している。なお、回転多面鏡
28への入射光と回転多面鏡28からの反射光とが重複
することを避けるために、回転多面鏡28への入射光の
方向は、回転多面鏡28の回転軸と直交する方向から副
走査方向へ傾斜した方向とされている。
That is, the light beam passes through the fθ lens system 26 twice before and after the reflection and deflection by the rotary polygon mirror 28. The optical system as a whole forms a so-called front incidence / double-pass optical system. ing. In order to prevent the light incident on the rotating polygon mirror 28 and the reflected light from the rotating polygon mirror 28 from overlapping, the direction of the incident light on the rotating polygon mirror 28 is orthogonal to the rotation axis of the rotating polygon mirror 28. The direction is inclined in the sub-scanning direction from the moving direction.

【0032】次に、円筒レンズ22周辺の作動を詳細に
説明する。上記課題の欄でも述べたように、回転多面鏡
28に斜入射した光束は、回転多面鏡28の偏向走査に
よって走査線に湾曲が現われる。
Next, the operation around the cylindrical lens 22 will be described in detail. As described in the above section, the light beam obliquely incident on the rotating polygon mirror 28 has a curved scanning line due to the deflection scanning of the rotating polygon mirror 28.

【0033】すなわち、図3(A)に示すように、走査
線の湾曲は、偏向面28Aに対し回転多面鏡28に斜入
射した光束25が回転多面鏡28の偏向走査によって光
束の軌跡が円錐面を描くことにより生じ、副走査断面
(X−Y平面に平行な面)内に形成される走査線が湾曲
する(例えば図3の距離eの位置ずれ)。斜入射した光
束25の中心上に配置されたfθレンズ系26に湾曲し
た走査線が入射され、被走査面としての感光体ドラム3
0にもこのまま走査線の湾曲が現われる。これが斜入射
による走査線の湾曲である。
That is, as shown in FIG. 3A, the curvature of the scanning line is such that the light beam 25 obliquely incident on the rotary polygon mirror 28 with respect to the deflecting surface 28A has a trajectory of the light beam due to the deflection scanning of the rotary polygon mirror 28. A scanning line formed in a sub-scanning section (a plane parallel to the XY plane) caused by drawing a surface is curved (for example, a displacement of a distance e in FIG. 3). A curved scanning line is incident on the fθ lens system 26 disposed on the center of the obliquely incident light flux 25, and the photosensitive drum 3 as a surface to be scanned is scanned.
The curvature of the scanning line appears as it is at zero. This is the curvature of the scanning line due to oblique incidence.

【0034】次に、結像性能の劣化について、図3
(B),(C),(D)を参照して説明する。図3
(B)は回転多面鏡28の偏向面28Aに入射する光束
及び偏向される光束を説明するための説明図である。オ
ーバーフィルドタイプの光学系では、回転多面鏡へ向け
て(少なくとも偏向面を含む)所定の大きさの光束27
が入射され、その入射された光束27の一部(偏向面で
反射される光束)が偏向される。図3(B)は回転多面
鏡28上部から見た図であり、図中、光束27のうち中
心部分の光線を主光線P、主光線Pの両側縁部(偏向面
の反射の境界付近)の光線U及び光線Lで表している。
図3(C)は、1つの偏向面に付近(図3(B))を副
走査断面として見たときのイメージ図である。
Next, the deterioration of the imaging performance will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to (B), (C), and (D). FIG.
(B) is an explanatory diagram for explaining a light beam incident on the deflection surface 28A of the rotary polygon mirror 28 and a light beam deflected. In the overfilled type optical system, a light beam 27 of a predetermined size (including at least a deflecting surface) is directed toward the rotating polygon mirror.
Is incident, and a part of the incident light beam 27 (light beam reflected by the deflecting surface) is deflected. FIG. 3B is a view as viewed from above the rotary polygon mirror 28. In FIG. 3B, a central ray of the light beam 27 is a principal ray P, and both side edges of the principal ray P (near the boundary of reflection of the deflecting surface). Of light U and light L.
FIG. 3C is an image diagram when the vicinity of one deflection surface (FIG. 3B) is viewed as a sub-scanning cross section.

【0035】図3(C)に示すように、光線L,P,U
は偏向面28Aにおいて、光線L,P,Uの順番に副走
査方向の高さが異なる光線として反射される。光束であ
る光束は入射側の倒れ補正用の円筒レンズによって副走
査方向に結像した焦線となる。このため、図3(D)に
示すように、光線L,P,Uは回転多面鏡28の偏向面
上でX−Y平面上で回転角φだけ回転した線像となる。
この回転角φは回転多面鏡28の回転角に比例して変化
する。
As shown in FIG. 3C, light rays L, P, U
Are reflected on the deflecting surface 28A as light beams having different heights in the sub-scanning direction in the order of the light beams L, P, and U. The light beam, which is a light beam, becomes a focal line formed in the sub-scanning direction by the incident-side tilt correction cylindrical lens. Therefore, as shown in FIG. 3D, the light beams L, P, and U become a line image rotated by the rotation angle φ on the XY plane on the deflection surface of the rotary polygon mirror 28.
The rotation angle φ changes in proportion to the rotation angle of the rotary polygon mirror 28.

【0036】図4(A)は回転多面鏡28によって偏向
走査された後の主光線Pの軌跡と主光線Pの回りの光線
U及び光線Lの様子を示したイメージ図であり、図4
(B)はその要部を示した線図である。図4(A),図
4(B)に示すように、主走査断面内の画角が大きくな
る(Y座標の絶対値が大きくなる)に従って光線L,
P,Uの回転角φが大きくなる。その後、光束はfθレ
ンズ系26及び円筒鏡81を透過し反射する段階で、主
光線P回りの光線L,Uはfθレンズ系26及び円筒鏡
81から非対称の屈折力を受ける。この結果、光線L,
UはY−Z面内において主光線Pを中心に回転し、結像
性能が劣化する。
FIG. 4A is an image diagram showing the trajectory of the principal ray P after being deflected and scanned by the rotary polygon mirror 28 and the states of the rays U and L around the principal ray P.
(B) is a diagram showing the main part. As shown in FIGS. 4A and 4B, as the angle of view in the main scanning section increases (the absolute value of the Y coordinate increases),
The rotation angles φ of P and U increase. Thereafter, at the stage where the light beam is transmitted and reflected by the fθ lens system 26 and the cylindrical mirror 81, the light beams L and U around the principal ray P receive an asymmetric refracting power from the fθ lens system 26 and the cylindrical mirror 81. As a result, rays L,
U rotates around the principal ray P in the YZ plane, and the imaging performance deteriorates.

【0037】図7は結像性能が劣化する様子を示すた
め、光スポットのパワーの等高線を示したイメージ図で
ある。図7(A)は像高10割のものを示し、図7
(B)は像高7割のものを示し、図7(C)は像高0割
のものを示し、図7(D)は像高−7割のものを示し、
図7(E)は像高−10割のものを示している。光束の
回転角φは主走査画角が大きくなるため、図7に示した
ように、主走査の画角が大きくなるに従って、光スポッ
トの形状は乱れていく。
FIG. 7 is an image diagram showing contour lines of the power of the light spot in order to show how the imaging performance deteriorates. FIG. 7A shows an image having an image height of 100%.
(B) shows the image height of 70%, FIG. 7 (C) shows the image height of 70%, FIG. 7 (D) shows the image height of -70%,
FIG. 7E shows the case where the image height is -100%. Since the angle of rotation φ of the light beam increases the main scanning angle of view, as shown in FIG. 7, the shape of the light spot is disturbed as the angle of main scanning increases.

【0038】上記のように主走査画角が大きくなるに従
って光スポットの形状は乱れるが、本発明者は、円筒レ
ンズ22の形状をその母線について副走査方向に湾曲さ
せた曲線とすることにより光スポットの形状の乱れを小
さくすることができるという知見を得た。すなわち、主
走査方向に画角をもって入射する光束は、円筒レンズ2
2の母線が湾曲された円筒レンズ22によって、fθレ
ンズ系26及び円筒鏡81を通過するときにfθレンズ
系26または円筒鏡81を通過後に光束が回転しないよ
うに光束(光線L,P,U)がfθレンズ系26に入射
することになり、結像性能が悪化するのを防ぐことがで
きるものである。
As described above, the shape of the light spot is disturbed as the angle of view in the main scanning direction increases. However, the present inventor has proposed that the shape of the cylindrical lens 22 be curved in the sub-scanning direction with respect to its generating line. It has been found that disturbance of the spot shape can be reduced. That is, the light beam incident at an angle of view in the main scanning direction is
The light fluxes (light rays L, P, and U) are provided by the cylindrical lens 22 having the generatrix 2 curved so that the light flux does not rotate after passing through the fθ lens system 26 or the cylindrical mirror 81 when passing through the fθ lens system 26 and the cylindrical mirror 81. ) Is incident on the fθ lens system 26, which can prevent the imaging performance from deteriorating.

【0039】図5は、円筒レンズ22の母線を副走査方
向に湾曲させて、回転多面鏡28によって偏向走査され
た後の主光線Pの軌跡と、主要部の主光線Pの回りの光
線U及び光線Lの関係を示したものである。
FIG. 5 shows the trajectory of the principal ray P after the generatrix of the cylindrical lens 22 is curved in the sub-scanning direction and deflected and scanned by the rotary polygon mirror 28, and the ray U around the principal ray P of the principal part. And the relationship between light rays L.

【0040】オーバーフィルド光学系では回転多面鏡2
8に入射される光束の主走査方向に対応する幅が回転多
面鏡28の面幅よりも大きいために、図8示すように、
感光体ドラム30(被走査面)の中央部、及び端部を走
査するときの光束の使用エリアは、各々異なる。これよ
って、図6に示すように、円筒レンズ22に入射される
光束の感光体ドラム30(被走査面)の中央部、及び端
部を走査する光束の使用エリアは異なるため、円筒レン
ズ22を湾曲させることにより感光体ドラム30(被走
査面)の中央部及び端部に向かう各々の光束が回転多面
鏡28で反射してfθレンズ系26に入射するときに感
光体ドラム30(被走査面)の中央部、及び端部の各々
の光線L,P,Uの回転を小さくすることができ、結像
性能が悪化するのを防ぐことができる。
In the overfilled optical system, the rotary polygon mirror 2
Since the width of the light beam incident on the mirror 8 in the main scanning direction is larger than the surface width of the rotary polygon mirror 28, as shown in FIG.
The area of use of the light beam when scanning the central portion and the end portion of the photosensitive drum 30 (scanned surface) is different from each other. As a result, as shown in FIG. 6, the light beam incident on the cylindrical lens 22 has a different area in which the light beam used to scan the central portion and the end of the photosensitive drum 30 (scanned surface) is different. When the light beam is directed toward the central portion and the end portion of the photosensitive drum 30 (scanned surface) by being curved, the light beam is reflected by the rotating polygon mirror 28 and enters the fθ lens system 26 when the photosensitive drum 30 (scanned surface). ), The rotation of each of the light beams L, P, and U at the center portion and the end portion can be reduced, and the deterioration of the imaging performance can be prevented.

【0041】そこで、本実施の形態では、円筒レンズ2
2をその母線について湾曲させている。その形状は、図
1に示すように、母線が一方(副走査方向)に湾曲され
た形状になっており、X軸、Y軸、Z軸をとると、次の
式で表すことができる。
Therefore, in this embodiment, the cylindrical lens 2
2 is curved about its generatrix. As shown in FIG. 1, the shape is a shape in which the generating line is curved in one direction (sub-scanning direction), and when the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis are taken, it can be expressed by the following equation.

【0042】[0042]

【数1】 (Equation 1)

【0043】但し、「±」の符号は、Ry>0のとき
「−」、Ry<0のとき「+」である。
However, the sign of “±” is “−” when Ry> 0 and “+” when Ry <0.

【0044】本実施の形態の円筒レンズでは、湾曲Ry
は350mm、副走査方向にパワーを有する半径Rxは
一54,807mmとなっている。なお、本実施の形態
では製作の簡易さを考慮して母線の湾曲を円弧上にして
いる。
In the cylindrical lens of the present embodiment, the curvature Ry
Is 350 mm, and the radius Rx having power in the sub-scanning direction is 154,807 mm. Note that, in the present embodiment, the curvature of the generating line is formed on an arc in consideration of simplicity of manufacture.

【0045】このように、円筒レンズ22を湾曲させて
いるので、感光体ドラム30の主走査方向の中央部及び
端部に向かう各光束が回転多面鏡28で反射してfθレ
ンズ系26に入射するときに感光体ドラム30の中央部
及び端部の各々の光線L,P,Uの回転を小さくするこ
とができ、結像性能が悪化するのを防ぐことができる。
As described above, since the cylindrical lens 22 is curved, each light beam traveling toward the center and the end of the photosensitive drum 30 in the main scanning direction is reflected by the rotary polygon mirror 28 and enters the fθ lens system 26. In this case, the rotation of the light beams L, P, and U at the central portion and the end portion of the photosensitive drum 30 can be reduced, thereby preventing the imaging performance from deteriorating.

【0046】次の表1には本実施の形態の光走査装置
(図2)の全体の光学データを示した。
Table 1 below shows the overall optical data of the optical scanning device (FIG. 2) of the present embodiment.

【0047】[0047]

【表1】 回転多面鏡への入射角 1.2度[Table 1] Incident angle to rotating polygon mirror 1.2 degrees

【0048】図9には、本実施の形態の円筒レンズと従
来の円筒レンズとの各々の光束径の変化を比較した比較
結果を示した。図9(A)は副走査方向の光束径を示
し、図9(B)は主走査方向の光束径を示している。ま
た、図10には、図9の変化する光束径の形状変化を示
した。すなわち、図10は結像性能について、光スポッ
トのパワーの等高線を示したイメージ図である。図9
(A)は像高10割のものを示し、図9(B)は像高7
割のものを示し、図9(C)は像高0割のものを示し、
図9(D)は像高−7割のものを示し、図9(E)は像
高−10割のものを示している。光束の回転角φは主走
査画角が大きくなるため、図9に示したように、主走査
の画角にかかわらず、光スポットの形状は変化なく略維
持している。図9、及び図10に示すように光束は良好
に結像され光束径が略均一であることが理解される。
FIG. 9 shows a comparison result of comparing changes in the light beam diameter of the cylindrical lens of the present embodiment with those of the conventional cylindrical lens. FIG. 9A shows the light beam diameter in the sub-scanning direction, and FIG. 9B shows the light beam diameter in the main scanning direction. FIG. 10 shows the shape change of the changing light beam diameter in FIG. That is, FIG. 10 is an image diagram showing the contour of the power of the light spot with respect to the imaging performance. FIG.
(A) shows an image height of 100%, and FIG. 9 (B) shows an image height of 70%.
FIG. 9 (C) shows an image height of 0%,
FIG. 9D shows an image with an image height of −70%, and FIG. 9E shows an image with an image height of −100%. Since the rotation angle φ of the light beam has a large main scanning angle of view, as shown in FIG. 9, the shape of the light spot is substantially maintained without change irrespective of the main scanning angle of view. As shown in FIGS. 9 and 10, it can be understood that the light beam is well imaged and the light beam diameter is substantially uniform.

【0049】次に、第2実施の形態を説明する。なお、
本実施の形態は上記実施の形態と略同様の構成のため、
同一部分には同一符号を付して詳細な説明を省略する。
Next, a second embodiment will be described. In addition,
This embodiment has substantially the same configuration as the above embodiment,
The same portions are denoted by the same reference numerals, and detailed description is omitted.

【0050】図11に示すように、本実施の形態の光走
査装置は各々円筒レンズを有する複数の光源装置50、
52を備えており、各光源装置50、52に対応した感
光体ドラム54、56を備えている。なお、光源装置5
0、52から出射された各々の光束51、53を感光体
ドラム54、56へ分離して案内するため、光学部材も
設けられている。
As shown in FIG. 11, the optical scanning device of this embodiment has a plurality of light source devices 50 each having a cylindrical lens.
52, and photosensitive drums 54 and 56 corresponding to the light source devices 50 and 52, respectively. The light source device 5
Optical members are also provided to separate and guide the light beams 51 and 53 emitted from the light beams 0 and 52 to the photosensitive drums 54 and 56, respectively.

【0051】本実施の形態では、光源装置50、52か
ら出射された各々の光束51、53を共通の回転多面鏡
28及びfθレンズ系26を通過して走査するように光
学系を構成している。各々の感光体ドラム54、56に
照射する光束を分離し易くするために、第1の光源50
から出射された光束が回転多面鏡28に入射される角度
を2.4度、第2の光源52から出射された光束が回転
多面鏡28に入射される角度を1.2度としている。こ
の場合、円筒レンズの湾曲方向の半径Rはそれぞれ12
0、350mmとしている。
In the present embodiment, the optical system is configured to scan the light beams 51 and 53 emitted from the light source devices 50 and 52 through the common rotary polygon mirror 28 and the fθ lens system 26. I have. The first light source 50 is used to easily separate the light beam irradiated to each of the photosensitive drums 54 and 56.
The angle at which the light beam emitted from the second light source enters the rotary polygon mirror 28 is 2.4 degrees, and the angle at which the light beam emitted from the second light source 52 enters the rotary polygon mirror 28 is 1.2 degrees. In this case, the radius R of the cylindrical lens in the bending direction is 12
0 and 350 mm.

【0052】図12には、本実施の形態において、複数
の光束が異なる入射角度で回転多面鏡へ入射されたとき
の各々の(被走査面上における)光束径の変化を示し
た。図12(A)は副走査方向の光束径を示し、図12
(B)は主走査方向の光束径を示している。図12から
理解されるように、光源装置50、52の各々から出射
された光束は共に光束の均一性が維持されている。
FIG. 12 shows a change in the diameter of each light beam (on the surface to be scanned) when a plurality of light beams enter the rotary polygon mirror at different incident angles in the present embodiment. FIG. 12A shows the light beam diameter in the sub-scanning direction.
(B) shows the beam diameter in the main scanning direction. As can be understood from FIG. 12, the light beams emitted from each of the light source devices 50 and 52 maintain the uniformity of the light beams.

【0053】このように、本実施の形態では、異なる入
射角度で回転多面鏡へ光束を入射させる場合に、対応す
る各々の円筒レンズの母線を湾曲させている。このた
め、複数の光源装置を用いて複数の光束を出射させる場
合であっても、共通の光学系(fθレンズ系や回転多面
鏡)を用いることによって性能が劣化することなく、容
易に各々の光束を分離することが可能となり、小型かつ
低コストの光走査装置を提供することができる。
As described above, in the present embodiment, when a light beam is incident on the rotary polygon mirror at different incident angles, the generatrix of each corresponding cylindrical lens is curved. For this reason, even when a plurality of light beams are emitted using a plurality of light source devices, the performance is not easily degraded by using a common optical system (fθ lens system or rotating polygon mirror), and each light beam can be easily emitted. The light beam can be separated, and a compact and low-cost optical scanning device can be provided.

【0054】なお、本実施の形態では、複数の光源装置
から各々光束を出射させた場合を説明したが、本発明は
これに限定されるものではなく、1つの光源装置から複
数の光束を出射させる場合にも適用が可能である。ま
た、本実施の形態では、複数の光束として2つの光束に
ついて説明したが、本発明はこれに限定されるものでは
なく、3つ以上の光束への適用も可能である。
In this embodiment, a case has been described in which light beams are emitted from a plurality of light source devices. However, the present invention is not limited to this, and a plurality of light beams are emitted from a single light source device. The present invention is also applicable to such a case. Further, in the present embodiment, two light beams are described as a plurality of light beams, but the present invention is not limited to this, and can be applied to three or more light beams.

【0055】次に第3実施の形態について説明する。な
お、本実施の形態は上記実施の形態と略同様の構成のた
め、同一部分には同一符号を付して詳細な説明を省略す
る。
Next, a third embodiment will be described. In this embodiment, since the configuration is substantially the same as that of the above-described embodiment, the same portions are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.

【0056】本実施の形態ではfθレンズ系を傾斜(t
ilt)させることにより、回転多面鏡への斜め入射に
よる走査線の湾曲を補正させる場合に本発明を適用した
ものである。また、本実施の形態では、斜め入射および
fθレンズ系の傾斜による結像性能の悪化分を円筒レン
ズを湾曲させることにより補正するものである。すなわ
ち本実施の形態の光走査装置は走査線の直線性と光束の
均一性を両立させたものである。なお、図11における
光走査装置では、走査線の曲がりが各々50μm,30
μmとなっているものとする。
In the present embodiment, the fθ lens system is tilted (t
The present invention is applied to a case where the curvature of the scanning line due to the oblique incidence on the rotary polygon mirror is corrected by performing (ilt). In the present embodiment, the deterioration of the imaging performance due to oblique incidence and the inclination of the fθ lens system is corrected by bending the cylindrical lens. That is, the optical scanning device according to the present embodiment achieves both linearity of scanning lines and uniformity of light flux. Note that, in the optical scanning device shown in FIG.
μm.

【0057】図13に示すように、本実施の形態では、
L1レンズ60と、L2レンズ62、64とからfθレ
ンズ系を構成している。すなわち、第1の光源50から
出射された光束を担当するfθレンズ系をL1レンズ6
0と、L2レンズ62とで構成し、及び第2の光源52
から出射された光束を担当するfθレンズ系をL1レン
ズ60と、L2レンズ64とで構成する。L2レンズ6
2、64は走査線の湾曲を解消するために、同一形状の
レンズを配置し、L2レンズ62、L2レンズ64の各
々の傾斜角を各々1.7度、1.5度に設定する。
As shown in FIG. 13, in the present embodiment,
The f1 lens system is composed of the L1 lens 60 and the L2 lenses 62 and 64. That is, the fθ lens system responsible for the light beam emitted from the first light source 50 is
0 and an L2 lens 62, and a second light source 52
The fθ lens system that is responsible for the light flux emitted from the lens is composed of an L1 lens 60 and an L2 lens 64. L2 lens 6
Reference numerals 2 and 64 denote lenses having the same shape in order to eliminate the curvature of the scanning line, and set the inclination angles of the L2 lens 62 and the L2 lens 64 to 1.7 degrees and 1.5 degrees, respectively.

【0058】本実施の形態において、湾曲させる円筒レ
ンズの湾曲度合である半径Rは各々光源装置50では1
25mm、光源装置52では400mmと設定してい
る。
In this embodiment, the radius R, which is the degree of curvature of the cylindrical lens to be curved, is 1 in the light source device 50.
25 mm and 400 mm in the light source device 52.

【0059】上記のように設定することにより、走査線
の湾曲を抑制することができる。図14には、本実施の
形態において、複数の光束が異なる入射角度で回転多面
鏡へ入射させ、L2レンズを傾斜させたときの各々の
(被走査面上における)光束径の変化を示した。図14
(A)は副走査方向の光束径を示し、図14(B)は主
走査方向の光束径を示している。図14から理解される
ように、光源装置50、52の各々から出射された光束
は共に光束の均一性が維持されている。また、走査線の
直線性も向上させることができる。
By setting as described above, the curvature of the scanning line can be suppressed. FIG. 14 shows a change in the diameter of each light beam (on the surface to be scanned) when a plurality of light beams are incident on the rotating polygon mirror at different incident angles and the L2 lens is inclined in the present embodiment. . FIG.
FIG. 14A shows the light beam diameter in the sub-scanning direction, and FIG. 14B shows the light beam diameter in the main scanning direction. As can be understood from FIG. 14, the light beams emitted from each of the light source devices 50 and 52 maintain the uniformity of the light beams. Further, the linearity of the scanning line can be improved.

【0060】なお、本実施の形態において斜め入射によ
る走査線の湾曲について説明したが、製造上において光
走査装置を組み立て調整する場合には、走査線の湾曲は
部品のバラツキ等で発生し、その湾曲の量が異なること
がある。その場合、各光束で走査線の湾曲の違いを揃え
るために、fθレンズ系を傾斜させて調整することが可
能である。その場合、上記のように光束径の均一性が悪
化することがある。この光束径の均一性を補償するため
に円筒レンズをプラスチック(樹脂)で形成してfθレ
ンズ系の傾斜角度または光束径の悪化に伴い円筒レンズ
を機械的に湾曲させて光束径劣化を補償することもでき
る。また、曲率の異なるレンズを数種用意して交換して
もよい。
In the present embodiment, the curvature of the scanning line due to the oblique incidence has been described. However, when assembling and adjusting the optical scanning device in manufacturing, the curvature of the scanning line is caused by the dispersion of parts and the like. The amount of curvature may be different. In that case, it is possible to adjust the inclination of the fθ lens system in order to equalize the difference in the curvature of the scanning line for each light beam. In that case, the uniformity of the light beam diameter may be deteriorated as described above. In order to compensate for the uniformity of the light beam diameter, the cylindrical lens is formed of plastic (resin), and the cylindrical lens is mechanically curved with the inclination angle of the fθ lens system or the deterioration of the light beam diameter to compensate for the light beam diameter deterioration. You can also. Further, several kinds of lenses having different curvatures may be prepared and exchanged.

【0061】また、上記実施の形態では円筒レンズの湾
曲を円弧上にした場合を説明したが、本発明はこれに限
定されるものではなく、他の曲線を用いても良い。例え
ば、高次の多項式で表した形状で形成することによっ
て、より厳密に補償することができる。
In the above embodiment, the case where the curvature of the cylindrical lens is set to be an arc has been described. However, the present invention is not limited to this, and another curve may be used. For example, it is possible to compensate more strictly by forming a shape represented by a higher-order polynomial.

【0062】[0062]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、複
数の反射面を有する偏向手段に、斜めに入射される光束
について、入射光学系によって、偏向手段への入射角度
に応じて変化する主走査方向の偏向により形成される走
査線の湾曲が低減するように、該湾曲の度合いに応じて
形状が変化されるので、光束を斜めに入射させたことに
対する結像性能の悪化(走査位置における光束径の均一
性の悪化)を防止することができる、という効果があ
る。
As described above, according to the present invention, the light beam obliquely incident on the deflecting means having a plurality of reflecting surfaces is changed by the incident optical system according to the angle of incidence on the deflecting means. Since the shape is changed in accordance with the degree of the curvature so as to reduce the curvature of the scanning line formed by the deflection in the main scanning direction, the deterioration of the imaging performance with respect to the oblique incidence of the light beam (scanning position) (Deterioration of the uniformity of the luminous flux diameter) can be prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の実施の形態にかかる光走査装置に用
いられる円筒レンズを示すイメージ図であり、(A)は
円筒レンズの斜視図を示し、(B)は左側面図を示し、
(C)は正面図を示している。
FIG. 1 is an image diagram showing a cylindrical lens used in an optical scanning device according to an embodiment of the present invention, (A) showing a perspective view of the cylindrical lens, (B) showing a left side view,
(C) shows a front view.

【図2】 本発明の実施の形態にかかる光走査装置の概
略を示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view schematically showing an optical scanning device according to the embodiment of the present invention.

【図3】 従来の斜め入射による問題点を説明するため
の説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining a problem caused by conventional oblique incidence.

【図4】 従来斜め入射による回転多面鏡入射後の主光
線軌跡とその周りの光線の様子を表すイメージ図であ
る。
FIG. 4 is an image diagram showing a chief ray trajectory after incidence of a rotating polygon mirror by oblique incidence in the related art and a state of light rays around the trajectory.

【図5】 本発明の実施の形態にかかる斜め入射による
回転多面鏡入射後の主光線軌跡とその周辺の光束の様子
を表すイメージ図である。
FIG. 5 is an image diagram showing a trajectory of a principal ray after incidence on a rotary polygon mirror due to oblique incidence according to the embodiment of the present invention and a state of a light beam around the trajectory.

【図6】 円筒レンズ後の回転多面鏡に入射する光束の
様子と使用エリアを表すイメージ図である。
FIG. 6 is an image diagram showing a state of a light beam incident on a rotary polygon mirror after a cylindrical lens and a use area.

【図7】 従来斜め入射による感光体上での結像性能悪
化の様子を示しす説明図である。
FIG. 7 is an explanatory view showing a state in which imaging performance on a photosensitive member is deteriorated due to oblique incidence in the related art.

【図8】 オーバーフィルド光学系における回転多面鏡
に入射する光束が感光体上の中央部と端部で異なるエリ
アが使用されることを説明するための説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining that a light beam incident on a rotary polygon mirror in an overfilled optical system uses different areas at a central portion and an end portion on a photoconductor.

【図9】 第1実施の形態の円筒レンズによる感光体上
の光束径変化と従来の円筒レンズによる感光体上光束径
変化とを示す線図である。
FIG. 9 is a diagram showing a change in a light beam diameter on a photoconductor by a cylindrical lens according to the first embodiment and a change in a light beam diameter on a photoconductor by a conventional cylindrical lens.

【図10】 第1実施の形態の感光体上の結像性能状態
を表すイメージ図である。
FIG. 10 is an image diagram showing an image forming performance state on the photoconductor of the first embodiment.

【図11】 第2実施の形態の光走査装置の概略を示す
構成図である。
FIG. 11 is a configuration diagram schematically illustrating an optical scanning device according to a second embodiment.

【図12】 第2実施の形態において感光体上の光束径
変化を表す線図である。
FIG. 12 is a diagram illustrating a change in a light flux diameter on a photoconductor in a second embodiment.

【図13】 第3実施の形態の光走査装置の概略を示す
構成図である。
FIG. 13 is a configuration diagram schematically illustrating an optical scanning device according to a third embodiment.

【図14】 第3実施の形態において感光体上の光束径
変化を表す線図である。
FIG. 14 is a diagram illustrating a change in light beam diameter on a photoconductor in a third embodiment.

【図15】 アンダーフィールド光学系を説明するため
の正面図である。
FIG. 15 is a front view for explaining an underfield optical system.

【図16】 アンダーフィールド光学系の側面図であ
る。
FIG. 16 is a side view of the underfield optical system.

【図17】 オーバーフィールド光学系を説明するため
の説明図である。
FIG. 17 is an explanatory diagram for explaining an overfield optical system.

【図18】 正面入射/ダブルパス光学系の側面図であ
る。
FIG. 18 is a side view of a front incidence / double pass optical system.

【図19】 正面入射/ダブルパス光学系の正面図であ
る。
FIG. 19 is a front view of a front incidence / double pass optical system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

14 半導体レーザ 16 コリメータレンズ 18 絞り 20 レーザ光源装置 22 円筒レンズ 24 平面鏡 26 fθレンズ系 28 回転多面鏡 28A 偏向面 30 感光体ドラム 81 円筒鏡 Reference Signs List 14 semiconductor laser 16 collimator lens 18 aperture 20 laser light source device 22 cylindrical lens 24 plane mirror 26 fθ lens system 28 rotating polygon mirror 28A deflection surface 30 photosensitive drum 81 cylindrical mirror

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 反射面を少なくとも1つ有しかつ入射さ
れた光束を主走査方向に偏向させる偏向手段と、少なく
とも1つの前記反射面の主走査方向の領域を含むように
前記偏向手段に光束を入射させると共に、前記主走査方
向と交差する副走査方向に光束を集束させる入射光学系
と、光スポットが走査されるように入射された光束を被
走査面上に集束させる走査光学系と、を備えた光走査装
置において、 前記偏向手段に、前記副走査方向に所定角度だけ光軸が
傾くように光束を入射させ、 前記入射光学系は、前記偏向手段への入射角度に応じて
変化する前記主走査方向の偏向により発生する結像性能
の劣化が低減するように、前記偏向手段への入射角度に
応じて形状を変化させることを特徴とする光走査装置。
1. A deflecting device having at least one reflecting surface and deflecting an incident light beam in the main scanning direction, and a light beam applied to the deflecting device so as to include at least one region of the reflecting surface in the main scanning direction. And an incident optical system that focuses a light beam in a sub-scanning direction that intersects the main scanning direction, and a scanning optical system that focuses a light beam incident so that a light spot is scanned on a surface to be scanned. In the optical scanning device, a light beam is incident on the deflecting means so that an optical axis is inclined by a predetermined angle in the sub-scanning direction, and the incident optical system changes according to an incident angle on the deflecting means. An optical scanning device, wherein the shape is changed in accordance with the angle of incidence on the deflecting means so that the deterioration of the imaging performance caused by the deflection in the main scanning direction is reduced.
【請求項2】 前記入射光学系は、前記主走査方向と対
応する方向に長い線像として結像させる機能を有する単
玉レンズを含み、該単玉レンズの母線形状を副走査方向
に湾曲させた曲線となるように構成することにより形状
を変化させることを特徴とする請求項1に記載の光走査
装置。
2. The incident optical system includes a single lens having a function of forming a long line image in a direction corresponding to the main scanning direction, wherein a generating line of the single lens is curved in a sub-scanning direction. The optical scanning device according to claim 1, wherein the shape is changed by forming a curved line.
【請求項3】 前記走査光学系を走査線の湾曲が少なく
なるように配置し、該走査光学系の配置に応じて前記入
射光学系の母線形状を副走査方向に湾曲させることを特
徴とする請求項2に記載の光走査装置。
3. The method according to claim 1, wherein the scanning optical system is arranged so that the curvature of the scanning line is reduced, and the generatrix of the incident optical system is curved in the sub-scanning direction according to the arrangement of the scanning optical system. The optical scanning device according to claim 2.
【請求項4】 前記偏向手段には、複数の光束を入射さ
せると共に、該複数の光束を前記入射光学系及び走査光
学系の少なくとも一部を通過させ共通化することを特徴
とする請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載の光走
査装置。
4. The deflecting means receives a plurality of light beams, and passes the plurality of light beams through at least a part of the incident optical system and the scanning optical system to be common. The optical scanning device according to claim 3.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013015611A (en) * 2011-07-01 2013-01-24 Canon Inc Optical scanner and image forming apparatus having the same
JP2020003585A (en) * 2018-06-27 2020-01-09 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 Optical scanner and image forming apparatus including the optical scanner

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