JP2002040340A - Laser beam scanner - Google Patents

Laser beam scanner

Info

Publication number
JP2002040340A
JP2002040340A JP2000223776A JP2000223776A JP2002040340A JP 2002040340 A JP2002040340 A JP 2002040340A JP 2000223776 A JP2000223776 A JP 2000223776A JP 2000223776 A JP2000223776 A JP 2000223776A JP 2002040340 A JP2002040340 A JP 2002040340A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
scanning direction
mirror
scanning
laser
main scanning
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP2000223776A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshihiro Inagaki
義弘 稲垣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Minolta Co Ltd
Original Assignee
Minolta 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 Minolta Co Ltd filed Critical Minolta Co Ltd
Priority to JP2000223776A priority Critical patent/JP2002040340A/en
Publication of JP2002040340A publication Critical patent/JP2002040340A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
  • Lenses (AREA)
  • Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
  • Laser Beam Printer (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser beam scanner which can be miniaturized while maintaining accuracy of detection of a beam for synchronism detection in an optical detection element. SOLUTION: A free surface mirror 8 is used as an optical element which reflects and condenses the synchronism detection beam Ld emitted from a semiconductor laser 2 and deflected by a polygon mirror 5a on an SOS sensor 9. The free surface mirror 8 has a positive power at least in a main scanning direction and is formed so that the curvature of the cross-sectional form of the reflecting surface in the principal scanning direction gradually varies in the direction and does not have a symmetrical axis thus an aberration on the surface of the SOS sensor 9 is not generated.

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、レーザ走査装置に
関し、特に主走査方向における同期信号を取得するため
の光学系の改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser scanning device, and more particularly to an improvement in an optical system for obtaining a synchronization signal in a main scanning direction.

【0002】[0002]

【従来の技術】電子写真式のデジタル式の複写機やレー
ザプリンタにおいては、レーザ走査装置により感光体ド
ラム表面を露光走査して静電潜像を形成し、これに現像
器からトナー像を供給して顕像化するようにしている。
このようなレーザ走査装置は、レーザダイオードを画像
データに基づいて駆動し、そのレーザビームをポリゴン
ミラーにより偏向させ、複数の走査レンズを介して感光
体ドラム上を1走査ラインずつ走査するように構成され
る。
2. Description of the Related Art In an electrophotographic digital copying machine or laser printer, a laser scanning device exposes and scans the surface of a photosensitive drum to form an electrostatic latent image, to which a toner image is supplied from a developing device. And visualize it.
Such a laser scanning device is configured to drive a laser diode based on image data, deflect the laser beam by a polygon mirror, and scan the photosensitive drum one scanning line at a time through a plurality of scanning lenses. Is done.

【0003】この種のレーザ走査装置においては、各走
査ラインにおける走査開始のタイミングを揃えるため、
各ラインの走査開始前に感光体ドラムに入射しない偏向
角度で微少時間だけレーザダイオードを発光させ(この
とき出射されたレーザビームを以下、「同期検出用ビー
ム」という。)、これを光電センサ(以下、「SOSセ
ンサ」という。「SOS」は、「Start Of S
can」の略。)により検出し、その検出のタイミング
から所定のクロック数カウント後に、該当する1走査ラ
イン分の画像データに基づきレーザダイオードを光変調
して描画させることにより、主走査方向における書き込
み位置を揃えてジッタが生じないようにしている。
In this type of laser scanning apparatus, the timing of starting scanning in each scanning line is made uniform.
Before the start of scanning of each line, a laser diode is caused to emit light for a very short time at a deflection angle that does not impinge on the photosensitive drum (the laser beam emitted at this time is hereinafter referred to as a "synchronous detection beam"), and this is a photoelectric sensor ( Hereinafter, it is referred to as “SOS sensor.” “SOS” stands for “Start Of S”
abbreviation for "can". ), And after counting a predetermined number of clocks from the timing of the detection, the laser diode is optically modulated based on the image data for the corresponding one scanning line to render the laser diode, whereby the writing position in the main scanning direction is aligned and the jitter is reduced. Is prevented from occurring.

【0004】したがって、SOSセンサによる同期検出
用ビームの検出精度(より正確には、同期検出用ビーム
のSOSセンサのセンサ面を通過するタイミングの検出
精度)が画像精度に大きく影響を与えることになる。そ
のために同期検出用ビームをSOSセンサのセンサ面上
で、少なくとも主走査方向に集光させることが望ましい
が、これを走査レンズのパワーのみに依存して集光させ
たのでは、走査レンズの焦点距離は感光体ドラム上で結
像するように焦点距離が大きく設定されているため、S
OSセンサまでの距離も大きく設定しなければならず、
レーザ走査装置の小型化が図れない。
Therefore, the detection accuracy of the synchronization detection beam by the SOS sensor (more precisely, the detection accuracy of the timing at which the synchronization detection beam passes through the sensor surface of the SOS sensor) greatly affects image accuracy. . For this purpose, it is desirable that the synchronization detection beam be condensed on the sensor surface of the SOS sensor at least in the main scanning direction. Since the focal length is set to be large so that an image is formed on the photosensitive drum, the distance S
The distance to the OS sensor must be set large,
The size of the laser scanning device cannot be reduced.

【0005】これを解消するため、例えば特開平8−2
20457号公報に開示されているレーザ走査装置にお
いては、走査レンズとは別に焦点距離の短い集光レンズ
をSOSセンサの直前に配することにより、SOSセン
サまでの距離を短くし、これにより装置の小型化を図る
ようにしている。しかし、この構成によれば、同期検出
用ビームの通過タイミングの検出精度が劣化してしまう
という問題がある。すなわち、図9(a)のように集光
レンズ40の焦点距離が長い場合には、集光レンズ40
への入射光の傾きがθ1だけ変化すると、像点は、P1
からP2までの距離d1だけ移動するが、図9(b)の
ように焦点距離の短い集光レンズ41を使用すると、像
点までの距離も短くなるため、同じ入射光の角度θ1の
変化に対して像点がP3からP4までの距離d2(d2
<d1)しか移動しない。このように集光レンズの焦点
距離が短くなればなるほど、ポリゴンミラーの反射面の
傾きに伴う同期検出用ビームの傾き量に対する集光点の
センサ面での移動量が小さくなり、それだけ長く同期検
出用ビームのスポットがSOSセンサのセンサ面に留ま
ることになるため、タイミング検出の精度が悪くなる。
その上、焦点距離が短い分だけセンサ面上でのF値が小
さくなり、合焦点の範囲が狭くなり、各光学素子の位置
に誤差が生じた時のデフォーカスが大きくなってセンサ
面上のスポット形状が崩れ、これによっても検出精度が
劣化することとなる。
In order to solve this problem, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No.
In the laser scanning device disclosed in Japanese Patent No. 20457, a condensing lens having a short focal length is disposed immediately before the SOS sensor separately from the scanning lens, thereby shortening the distance to the SOS sensor. The size is reduced. However, according to this configuration, there is a problem that the detection accuracy of the passage timing of the synchronization detection beam is deteriorated. That is, when the focal length of the condenser lens 40 is long as shown in FIG.
When the inclination of the incident light to the light changes by θ1, the image point becomes P1
However, if the condenser lens 41 having a short focal length is used as shown in FIG. 9B, the distance to the image point is also shortened. On the other hand, the distance d2 (d2
Only <d1) moves. The shorter the focal length of the condenser lens, the smaller the amount of movement of the focal point on the sensor surface with respect to the amount of inclination of the synchronization detection beam due to the inclination of the reflection surface of the polygon mirror, and the longer the synchronous detection. Since the spot of the use beam stays on the sensor surface of the SOS sensor, the accuracy of timing detection deteriorates.
In addition, the F value on the sensor surface becomes smaller as the focal length becomes shorter, the range of the focal point becomes narrower, and the defocus when an error occurs in the position of each optical element becomes larger, so that the defocus on the sensor surface becomes larger. The spot shape collapses, which also deteriorates the detection accuracy.

【0006】図10に、上述のような問題を解消するた
めに考えられるレーザ走査装置の光学素子の配置例を示
す。同図に示すようにレーザダイオード51から出射さ
れた同期検出用ビームLdは、回転するポリゴンミラー
52の反射面で反射され、走査レンズ53、主走査方向
にパワーを有するシリンドリカルレンズ54を介して反
射ミラー55に入射し、ここで感光体ドラム58とほぼ
平行な方向に光路変更されて、走査レンズ56の反対側
の端部付近に配設されたSOSセンサ57のセンサ面に
入射する。このようにすれば、シリンドリカルレンズ5
4からSOSセンサ57までの距離を長く取れ、シリン
ドリカルレンズ54の焦点距離を長くしてレーザビーム
をセンサ面で結像させることができるので、主走査方向
における上記タイミング検出の劣化やデフォーカスによ
るスポット形状の崩れが生じにくい。
FIG. 10 shows an example of an arrangement of optical elements of a laser scanning device which can be considered to solve the above-mentioned problem. As shown in the drawing, the synchronization detection beam Ld emitted from the laser diode 51 is reflected by the reflecting surface of the rotating polygon mirror 52, and is reflected by the scanning lens 53 and the cylindrical lens 54 having power in the main scanning direction. The light enters the mirror 55, where the light path is changed in a direction substantially parallel to the photosensitive drum 58, and then enters the sensor surface of the SOS sensor 57 disposed near the opposite end of the scanning lens 56. By doing so, the cylindrical lens 5
Since the distance from the SOS sensor 57 to the SOS sensor 57 can be increased, and the focal length of the cylindrical lens 54 can be increased to form an image of the laser beam on the sensor surface, the timing detection in the main scanning direction can be deteriorated or the spot due to defocus can occur. It is difficult for the shape to collapse.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記図
10のような構成によれば、装置の小型化を十分に達成
できないという問題がある。図11(a)は、反射ミラ
ー55周辺部の拡大平面図であるが、この図に示すよう
にシリンドリカルレンズ54が、感光体ドラムを走査す
るためのレーザビーム(以下、「走査ビーム」とい
う。)Lsに干渉しないようにするためには、同期検出
用ビームLdと走査開始時の走査ビームLsのなす角度
θ2を大きくするか、あるいは反射ミラー55の位置を
走査レンズ53より遠ざけて、同期検出用ビームLdと
走査ビームLsの隙間が広くなった位置に集光レンズ5
4を配設しなければならず、いずれにしても本来、走査
光学系の配置に必要なスペースよりも大きなスペースが
必要となるため装置を十分に小型化できない。
However, according to the configuration shown in FIG. 10, there is a problem that the size of the apparatus cannot be sufficiently reduced. FIG. 11A is an enlarged plan view of the periphery of the reflection mirror 55. As shown in FIG. 11A, a laser beam for scanning the photosensitive drum by the cylindrical lens 54 (hereinafter, referred to as a “scanning beam”). In order to prevent interference with Ls, the angle θ2 formed between the synchronization detection beam Ld and the scanning beam Ls at the start of scanning is increased, or the position of the reflection mirror 55 is set farther from the scanning lens 53, and synchronization detection is performed. The condensing lens 5 at a position where the gap between the scanning beam Ls and the scanning beam Ls is widened.
4 must be provided, and in any case, a space larger than a space required for arranging the scanning optical system is originally required, so that the apparatus cannot be sufficiently reduced in size.

【0008】また、図11(b)に示すようにシリンド
リカルレンズ54を反射ミラー55より下流側に配する
場合であっても、シリンドリカルレンズ54が走査ビー
ムLsに干渉しないように同期検出用ビームLdと走査
開始時における走査ビームLsのθ2の角度を大きくす
るか、反射ミラー55の位置を走査レンズ53より遠ざ
ける必要があり、図11(a)の場合と同様、装置の小
型化を図れない。
Further, even when the cylindrical lens 54 is disposed downstream of the reflection mirror 55 as shown in FIG. 11B, the synchronous detection beam Ld is prevented so that the cylindrical lens 54 does not interfere with the scanning beam Ls. Therefore, it is necessary to increase the angle θ2 of the scanning beam Ls at the start of scanning or to make the position of the reflection mirror 55 farther from the scanning lens 53, so that the apparatus cannot be downsized as in the case of FIG.

【0009】本発明は、上述の問題点に鑑みてなされた
ものであり、同期検出用ビームの検出精度を維持しつつ
も装置の小型化を図ることができるレーザ走査装置を提
供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has as its object to provide a laser scanning apparatus capable of achieving downsizing of the apparatus while maintaining the detection accuracy of the synchronous detection beam. And

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係るレーザ走査装置は、光源から出射され
たレーザビームを、偏向装置により主走査方向に偏向
し、走査光学系を介して被走査面上に走査する構成を備
え、所定位置に偏向されたレーザビームを反射ミラーを
介して光検出素子に導いて主走査方向における書き込み
同期信号を取得するレーザ走査装置であって、前記反射
ミラーは、少なくとも主走査方向にパワーを有すると共
に、その反射面の主走査方向における断面形状の曲率が
当該主走査方向において漸次変化して対称軸を有しない
ことを特徴としている。
In order to achieve the above object, a laser scanning device according to the present invention deflects a laser beam emitted from a light source in a main scanning direction by a deflecting device, and passes the laser beam through a scanning optical system. A laser scanning device having a configuration for scanning on a surface to be scanned, wherein a laser beam deflected to a predetermined position is guided to a photodetector via a reflection mirror to acquire a write synchronization signal in a main scanning direction, The mirror is characterized in that the mirror has power at least in the main scanning direction, and that the curvature of the cross-sectional shape of the reflecting surface in the main scanning direction gradually changes in the main scanning direction and does not have a symmetry axis.

【0011】また、本発明は、前記偏向装置により所定
方向に偏向されたレーザビームが前記反射ミラーに至る
までの光路途中に、前記走査光学系に含まれる光学素子
のうち少なくとも一つの光学素子の一部が介在すること
を特徴とする。さらに、本発明は、前記反射ミラーが、
副走査方向において、主走査方向における正のパワーよ
りも強い正のパワーを有することを特徴としている。
Further, according to the present invention, at least one of the optical elements included in the scanning optical system is provided in the optical path of the laser beam deflected in a predetermined direction by the deflecting device until the laser beam reaches the reflection mirror. It is characterized in that a part is interposed. Further, according to the present invention, the reflection mirror is preferably
In the sub-scanning direction, it has a stronger positive power than the positive power in the main scanning direction.

【0012】さらにまた、本発明は、前記光検出素子
を、前記反射ミラーにより形成される像面に沿った方向
に移動可能に保持する検出位置調整手段を備えることを
特徴とする。
Further, the present invention is characterized in that a detection position adjusting means for holding the photodetector movably in a direction along an image plane formed by the reflection mirror is provided.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るレーザ走査装
置の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図1
は、本発明の実施の形態に係るレーザ走査装置100の
全体の構成を示す概略斜視図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the laser scanning device according to the present invention will be described with reference to the drawings. Figure 1
1 is a schematic perspective view showing an overall configuration of a laser scanning device 100 according to an embodiment of the present invention.

【0014】同図に示すようにレーザ走査装置100
は、光源部1、偏向部5、走査光学系6およびSOSセ
ンサ9などから構成される。光源部1は、半導体レーザ
2、コリメータレンズ3、シリンドリカルレンズ4を含
み、半導体レーザ2から出射されたレーザビームLB
は、コリメータレンズ3を介して平行光に変えられた
後、いわゆる面倒れ補正のため、シリンドリカルレンズ
4によって副走査方向にのみ集光される。
As shown in FIG.
Comprises a light source unit 1, a deflecting unit 5, a scanning optical system 6, an SOS sensor 9, and the like. The light source unit 1 includes a semiconductor laser 2, a collimator lens 3, and a cylindrical lens 4, and a laser beam LB emitted from the semiconductor laser 2.
Is converted into parallel light via the collimator lens 3 and then condensed only in the sub-scanning direction by the cylindrical lens 4 for so-called surface tilt correction.

【0015】偏向部5は、ポリゴンミラー5aを不図示
のポリゴンモータで矢印方向に一定の角速度で回転駆動
するように構成されており、このポリゴンミラー5a側
面の反射面で反射され偏向されたレーザビームLBは、
fθレンズ6a、シリンドリカルレンズ6bおよび折返
しミラー6cからなる走査光学系6を介して、図の矢印
方向に回転駆動される感光体ドラム7の表面を露光走査
する。
The deflecting unit 5 is configured to rotate the polygon mirror 5a at a constant angular velocity in a direction indicated by an arrow by a polygon motor (not shown), and the laser reflected and deflected by the reflection surface on the side surface of the polygon mirror 5a. Beam LB is
The surface of the photosensitive drum 7, which is driven to rotate in the direction of the arrow in the drawing, is exposed and scanned through a scanning optical system 6 including an fθ lens 6a, a cylindrical lens 6b, and a folding mirror 6c.

【0016】シリンドリカルレンズ6bの手前側の端部
付近であって、感光体ドラム7の表面を走査する走査ビ
ームLsの光路を妨げない位置には、自由曲面ミラー8
が設けられている。また、シリンドリカルレンズ6b
の、上記自由曲面ミラー8と反対側の端部付近であって
走査ビームLsと干渉しない位置にSOSセンサ9が配
設される。
A free-form mirror 8 is located near the front end of the cylindrical lens 6b and at a position not obstructing the optical path of the scanning beam Ls for scanning the surface of the photosensitive drum 7.
Is provided. Also, the cylindrical lens 6b
The SOS sensor 9 is disposed near the end opposite to the free-form surface mirror 8 and at a position that does not interfere with the scanning beam Ls.

【0017】当該自由曲面ミラー8は、ポリゴンミラー
51の反射面で反射されたレーザビームLBのうち、各
走査ラインの走査開始前に半導体レーザ2より発光され
る同期検出用ビームLdを、SOSセンサ9方向へ反射
するものであって、同期検出用ビームLdがちょうどS
OSセンサ9のセンサ面上で集光するようなパワーを有
する。なお、本明細書において、レーザビームが、特定
の位置で「集光する」とは、レーザビームが収束され当
該特定の位置でビームウェストとなることを意味するも
のとする。また、「主走査方向」は、それぞれの光学素
子に関して、偏向されたレーザビームが移動する方向を
示すものとし、「副走査方向」は、当該偏向されたレー
ザビームの軌跡を含む平面と直交する方向を意味する。
The free-form surface mirror 8 outputs the synchronization detection beam Ld emitted from the semiconductor laser 2 before the start of scanning of each scanning line out of the laser beam LB reflected by the reflection surface of the polygon mirror 51, using the SOS sensor. 9 and the synchronization detection beam Ld is just S
It has such power as to condense light on the sensor surface of the OS sensor 9. In the present specification, “to converge” a laser beam at a specific position means that the laser beam converges and becomes a beam waist at the specific position. The “main scanning direction” indicates the direction in which the deflected laser beam moves with respect to each optical element, and the “sub-scanning direction” is orthogonal to a plane including the trajectory of the deflected laser beam. Means direction.

【0018】図2(a)は、上記自由曲面ミラー8の主
走査方向における反射面の断面形状および当該反射面で
反射された同期検出用ビームの主走査方向における集光
状態を模式的に示す図である。同図において、点線D
は、SOSセンサ9のセンサ面を示しているものとす
る。同図に示すように自由曲面ミラー8の反射面8aの
主走査方向における断面形状は、凹状であってその曲率
が主走査方向に沿って漸次変化して、当該主走査方向に
平行な平面内において対称軸を持たない非対称な曲線と
なっており、これにより同期検出用ビームLdをSOS
センサ9のセンサ面上に収差なく集光させるようになっ
ている。
FIG. 2A schematically shows the cross-sectional shape of the reflecting surface of the free-form surface mirror 8 in the main scanning direction and the condensing state of the synchronization detection beam reflected by the reflecting surface in the main scanning direction. FIG. In FIG.
Indicates the sensor surface of the SOS sensor 9. As shown in the figure, the cross-sectional shape of the reflection surface 8a of the free-form surface mirror 8 in the main scanning direction is concave, and its curvature gradually changes along the main scanning direction. Has an asymmetric curve having no axis of symmetry, so that the synchronous detection beam Ld is
The light is condensed on the sensor surface of the sensor 9 without aberration.

【0019】すなわち、同期検出用ビームを反射させる
際のポリゴンミラー5a反射面と、当該レーザビームの
主光線の方向に対する角度と、SOSセンサ9のセンサ
面の角度などが異なるため、図2(b)のように対称軸
を有する通常の凹面鏡を使用した場合には、主光線の位
置から光束幅方向に離れた左右の位置を通過するビーム
間で光路長に差が生じてしまいコマ収差などが生じてセ
ンサ面9a上でのスポット形状が崩れる。スポット形状
が崩れると同期検出用ビームLdの検出精度が劣化して
しまうので、図2(a)に示すように主走査方向におけ
る反射面の断面形状を対称軸を持たない自由曲面で形成
し、センサ面9a上で収差が生じないようにしているの
である。
That is, since the angle of the reflection surface of the polygon mirror 5a when reflecting the synchronization detection beam, the angle of the laser beam with respect to the direction of the principal ray, and the angle of the sensor surface of the SOS sensor 9 are different, FIG. If a normal concave mirror having an axis of symmetry is used as in (2), there will be a difference in the optical path length between the beams passing through the left and right positions separated in the light beam width direction from the position of the principal ray, causing coma aberration and the like. As a result, the spot shape on the sensor surface 9a collapses. If the spot shape collapses, the detection accuracy of the synchronization detection beam Ld deteriorates. Therefore, as shown in FIG. 2A, the cross-sectional shape of the reflecting surface in the main scanning direction is formed by a free-form surface having no symmetric axis. This is to prevent aberration from occurring on the sensor surface 9a.

【0020】自由曲面ミラー8の反射面の形状は、一般
的に、xyzの3次元座標において次式1によって表さ
れる。なおここで、zは、図1における垂直方向=副走
査方向であり、yは、図1における走査光学系6の主走
査方向であって、走査光学系6の光軸から自由曲面ミラ
ー8に向かう方向を+方向とする。また、xは、z方向
およびy方向の双方に直交する方向である。
The shape of the reflecting surface of the free-form surface mirror 8 is generally expressed by the following equation 1 in xyz three-dimensional coordinates. Here, z is the vertical direction in FIG. 1 = sub-scanning direction, and y is the main scanning direction of the scanning optical system 6 in FIG. The direction headed is the + direction. X is a direction orthogonal to both the z direction and the y direction.

【0021】[0021]

【数1】 (Equation 1)

【0022】そして、次の表1は、yとzの各次数i、
jに応じて設定される係数aijの値を示すものである。
The following Table 1 shows each order i and y of y and z.
This shows the value of the coefficient aij set according to j.

【0023】[0023]

【表1】 [Table 1]

【0024】zが0次(j=0)における係数aijの値
は、自由曲面ミラー8の主走査方向の断面形状を示す。
また、zが2次における値は、自由曲面ミラー8の副走
査方向における断面形状を示すものである。上記表1に
おいてy3次z0次であるときの係数aijの値が0でな
いことから、自由曲面ミラー8の主走査方向の断面形状
が非対称な形状であることが分かる。その係数値は、セ
ンサ面上でコマ収差が生じないように設計されている。
また、y0次z3次もしくはy0次z1次に対応する係
数値がなく、かつy0次z2次における係数が0ではな
いので、副走査方向における断面形状は当該方向におい
て対称軸を有するように形成されるが、y1次z2次の
係数も0でないので、副走査方向における反射面の断面
形状が、yの値、すなわち主走査方向の位置によって異
なるように形成されている。
The value of the coefficient aij when z is the zeroth order (j = 0) indicates the sectional shape of the free-form surface mirror 8 in the main scanning direction.
Further, the value when z is quadratic indicates the cross-sectional shape of the free-form surface mirror 8 in the sub-scanning direction. In Table 1, since the value of the coefficient aij is not 0 when the order is y3 and z0, it can be seen that the cross-sectional shape of the free-form surface mirror 8 in the main scanning direction is asymmetric. The coefficient value is designed so that coma does not occur on the sensor surface.
Further, since there is no coefficient value corresponding to the y0th order z3th order or the y0th order z1st order, and the coefficient in the y0th order z2nd order is not 0, the cross-sectional shape in the sub-scanning direction is formed so as to have a symmetric axis in the direction. However, since the first-order and second-order coefficients are not 0, the cross-sectional shape of the reflection surface in the sub-scanning direction is formed to be different depending on the value of y, that is, the position in the main scanning direction.

【0025】これは、ポリゴンミラー5aの反射面近傍
での副走査方向集光点から自由曲面ミラー8の反射面ま
での光路長と、自由曲面ミラー8の反射面からSOSセ
ンサ9までの光路長が、主光線の位置から光束幅方向に
離れた左右の位置を通過するビーム間で異なっている
為、SOSセンサ9上で副走査方向について集光させる
ために適した副走査方向における反射面の断面形状が、
主走査方向の位置によって異なってくるからである。も
し、副走査方向における反射面の断面形状を一定にすれ
ば副走査方向の集光位置が光束内の主走査方向の位置で
異なることになり溝状収差などが生じて結像状態が悪化
する。
The optical path length from the converging point in the sub-scanning direction near the reflection surface of the polygon mirror 5a to the reflection surface of the free-form surface mirror 8 and the optical path length from the reflection surface of the free-form surface mirror 8 to the SOS sensor 9 Is different between the beams passing through the left and right positions separated from the position of the principal ray in the light beam width direction, so that the reflection surface in the sub-scanning direction suitable for focusing on the SOS sensor 9 in the sub-scanning direction The cross-sectional shape is
This is because it differs depending on the position in the main scanning direction. If the cross-sectional shape of the reflecting surface in the sub-scanning direction is made constant, the light condensing position in the sub-scanning direction differs at the position in the main scanning direction in the light beam, and a groove-like aberration or the like occurs to deteriorate the imaging state. .

【0026】また、上記表1に示される係数aij値か
ら、自由曲面ミラー8の反射面の主走査方向における断
面形状の曲率がyの+方向に行くほど大きくなり、副走
査方向における断面形状の曲率についてもyの+方向に
行くほど大きくなる事が分かる。なお、自由曲面ミラー
8の副走査方向における正パワーは、主走査方向におけ
る正のパワーよりも大きく設定されている。これは、上
記面倒れ補正のためシリンドリカルレンズ4で副走査方
向に収束されたビームが、ポリゴンミラー5aの反射面
で反射後、当該方向に拡散するように進行するのに比
べ、主走査方向についてはコリメータレンズ3で平行光
にされた後、走査レンズ6aにより、すでに主走査方向
において収束光となっているからである。
Further, from the coefficients aij shown in Table 1, the curvature of the cross-sectional shape of the reflecting surface of the free-form surface mirror 8 in the main scanning direction becomes larger as going in the + direction of y, and the cross-sectional shape in the sub-scanning direction becomes larger. It can be seen that the curvature also increases as going in the + direction of y. The positive power of the free-form surface mirror 8 in the sub-scanning direction is set to be larger than the positive power in the main scanning direction. This is because the beam converged in the sub-scanning direction by the cylindrical lens 4 for the surface tilt correction is reflected by the reflecting surface of the polygon mirror 5a and then diffuses in the direction, and the beam is converged in the main scanning direction. This is because, after being converted into parallel light by the collimator lens 3, the light is already converged in the main scanning direction by the scanning lens 6a.

【0027】図3は、本実施の形態における効果を示す
ための比較実験の結果を示すグラフである。同図におい
て、SOSセンサ9上に集光された同期検出用ビームL
dのエネルギー(以下、「ビーム強度」という。)の主
走査方向における強度分布を示しており、縦軸がピーク
値を1とした場合におけるビーム強度、横軸は、同期検
出用ビームLdの主光線の位置を原点とした場合におけ
るセンサ面の主走査方向の位置(単位:μm)を示して
いる。
FIG. 3 is a graph showing the results of a comparative experiment to show the effect of the present embodiment. In the figure, the synchronous detection beam L focused on the SOS sensor 9 is shown.
4 shows an intensity distribution of the energy d (hereinafter, referred to as “beam intensity”) in the main scanning direction. The vertical axis represents the beam intensity when the peak value is 1, and the horizontal axis represents the main beam of the synchronization detection beam Ld. The position (unit: μm) of the sensor surface in the main scanning direction when the position of the light beam is set as the origin is shown.

【0028】この比較実験は、次の3種類の反射ミラー
について行われた。 本実施の形態における上記自由曲面を有する反射ミラ
ー 主走査方向には上記同様に非対称ではあるが、式1
においてy1次z2項がない場合、すなわち、当該反射
面の副走査方向における断面形状が対称であり、その形
状が主走査方向のどの位置でも一定である反射ミラー 副走査方向における断面形状は上記同様に主走査方
向の位置によって異なっているが、主走査方向の断面形
状が対称な反射面を有する反射ミラー(式1においてy
3次z0項なし) (実験結果)の自由曲面ミラーを使用した場合の強度
分布は、図3の黒四角で示すグラフG1であって、主光
線の位置を中心にしてほぼ左右対称となっている。これ
は、同期検出用ビームのスポット形状がほとんど崩れて
いないことを示している。
This comparative experiment was performed on the following three types of reflecting mirrors. Although the reflecting mirror having the free-form surface in the present embodiment is asymmetric in the main scanning direction as described above, the expression 1
Where there is no y1-order z2 term, that is, a reflecting mirror in which the cross-sectional shape of the reflecting surface in the sub-scanning direction is symmetric and the shape is constant at any position in the main-scanning direction. The mirror mirror has a reflecting surface whose cross-sectional shape in the main scanning direction is symmetrical, although it differs depending on the position in the main scanning direction.
(No tertiary z0 term) The intensity distribution when the free-form surface mirror of (Experimental result) is used is a graph G1 shown by a black square in FIG. 3 and is almost symmetrical about the position of the principal ray. I have. This indicates that the spot shape of the synchronization detection beam is hardly distorted.

【0029】ところが、のように副走査方向の断面形
状が主走査方向の位置によって異なっており、主走査方
向の断面形状が対称な反射面を有する反射ミラーの場合
は、図の白菱形で示すグラフG2のようにピーク位置が
左方向に大きくずれると共に、−50の位置に小さな山
(サブピーク)ができ、対称性が著しく劣化している。
これは、コマ収差などが発生したことによるものであ
る。
However, the cross-sectional shape in the sub-scanning direction differs depending on the position in the main scanning direction as described above, and a reflective mirror having a symmetrical cross-sectional shape in the main scanning direction is indicated by a white rhombus in the figure. As shown in the graph G2, the peak position is largely shifted leftward, and a small mountain (sub-peak) is formed at the position of -50, and the symmetry is significantly deteriorated.
This is due to the occurrence of coma and the like.

【0030】なお、のように反射面の断面形状が、主
走査方向には非対称であり、副走査方向には主走査方向
の位置によらず同じ対称形状の反射ミラーの場合には、
図の白三角で示すグラフG3の強度分布となり、の場
合に比べて若干左方向にずれているのが分かる。これは
溝状収差の発生に起因するものと考えられる。したがっ
て、自由曲面ミラー8の反射面8aの形状を本実施の形
態のように形成するのが1番望ましく、これによりSO
Sセンサ9のセンサ面においてスポット崩れのない状態
で同期検出用ビームを集光することができ、その検出精
度を向上させることができるものである。なお、の反
射ミラーの場合であっても、に比べて強度分布が十分
対称性を維持しており利用可能である。
In the case where the cross-sectional shape of the reflecting surface is asymmetric in the main scanning direction and has the same symmetrical shape in the sub-scanning direction regardless of the position in the main scanning direction as described above,
The intensity distribution of the graph G3 indicated by a white triangle in the figure is obtained, and it can be seen that it is slightly shifted to the left as compared with the case of. This is considered to be caused by the occurrence of groove aberration. Therefore, it is most preferable that the shape of the reflecting surface 8a of the free-form surface mirror 8 be formed as in the present embodiment.
The synchronous detection beam can be focused on the sensor surface of the S sensor 9 without any spot collapse, and the detection accuracy can be improved. In addition, even in the case of the reflection mirror, the intensity distribution maintains sufficient symmetry as compared with that of the reflection mirror, and the reflection mirror can be used.

【0031】以上のように構成することにより、従来に
比べて装置を小型できる。図4は、本実施の形態におけ
るレーザ走査装置の自由曲面ミラー8付近を示す平面図
であり、同図に示すように本実施の形態によれば同期検
出用ビームLdを主走査方向に集光するためのレンズが
不要となるため、従来のシリンドリカルレンズと平板反
射ミラーを併用した場合(図11(a)、(b))に比
べて、シリンドリカルレンズを省略することができる。
これにより、当該シリンドリカルレンズと走査ビームL
sとの干渉を配慮する必要がなくなり、同期検出用ビー
ムLdと走査開始時の走査ビームLsのなす角θ3を小
さくでき、あるいは、ポリゴンミラーから反射ミラーま
での距離を短くできるので、その分だけ装置の小型化を
図れるものである。しかも、自由曲面ミラー8の主走査
方向における断面形状を上述のように収差が生じないよ
うに形成しているので、その検出精度を十分確保でき
る。また、シリンドリカルレンズが不要なので、部品点
数が少なくなり、部品コストおよび組立及び調整におけ
るコストを低下させることができる。
With the above configuration, the size of the apparatus can be reduced as compared with the related art. FIG. 4 is a plan view showing the vicinity of the free-form surface mirror 8 of the laser scanning device according to the present embodiment. As shown in FIG. 4, according to the present embodiment, the synchronization detection beam Ld is focused in the main scanning direction. This eliminates the need for a lens, and can eliminate the need for a cylindrical lens as compared with a conventional case where a cylindrical lens and a flat plate reflection mirror are used together (FIGS. 11A and 11B).
Thereby, the cylindrical lens and the scanning beam L
It is no longer necessary to consider interference with s, and the angle θ3 between the synchronization detection beam Ld and the scanning beam Ls at the start of scanning can be reduced, or the distance from the polygon mirror to the reflection mirror can be shortened. The device can be miniaturized. In addition, since the cross-sectional shape of the free-form surface mirror 8 in the main scanning direction is formed so as not to cause aberration as described above, the detection accuracy can be sufficiently ensured. In addition, since a cylindrical lens is unnecessary, the number of parts is reduced, and the cost of parts and the cost of assembly and adjustment can be reduced.

【0032】なお、SOSセンサ9のセンサ面9aは、
同期検出用ビームLdの主光線に直交する方向に対し所
定角度傾いた状態で変位可能なように設置されている。
図5(a)は、SOSセンサ9を装置フレーム(不図
示)に設置するためのセンサ保持部材10の形状を示す
斜視図である。同図に示されるようにセンサ保持部材1
0は、垂直部10aと水平部10bを有するL字型をし
ている。SOSセンサ9は、その裏面を、垂直部10a
の表面に設けられた4個の台座部10cに接着剤などを
介して貼着されることにより当該保持部材10に保持さ
れる。
The sensor surface 9a of the SOS sensor 9 is
It is installed so as to be displaceable at a predetermined angle with respect to the direction orthogonal to the principal ray of the synchronization detection beam Ld.
FIG. 5A is a perspective view showing a shape of a sensor holding member 10 for installing the SOS sensor 9 on an apparatus frame (not shown). As shown in FIG.
0 has an L-shape having a vertical portion 10a and a horizontal portion 10b. The back surface of the SOS sensor 9 is
It is held by the holding member 10 by being attached to four pedestals 10c provided on the surface of the base member via an adhesive or the like.

【0033】図5(b)は、センサ保持部材10を介し
てSOSセンサ9を装置に設置した状態を、図1の真上
から見たときの概略図である。同図において、点線S
は、自由曲面ミラー8によって反射集光された同期検出
用ビームLdの像面の位置を示しており、本実施の形態
の場合には、同期検出用ビームLdを反射するときにお
けるポリゴンミラー5aの反射面の傾きとの関係で、同
期検出用ビームLdの主光線に対して約57°傾いてい
る。
FIG. 5B is a schematic view of a state where the SOS sensor 9 is installed in the apparatus via the sensor holding member 10 when viewed from directly above FIG. In FIG.
Indicates the position of the image plane of the synchronization detection beam Ld reflected and condensed by the free-form surface mirror 8, and in the case of the present embodiment, the polygon mirror 5a reflects the synchronization detection beam Ld when reflected. Due to the relationship with the inclination of the reflection surface, it is inclined by about 57 ° with respect to the principal ray of the synchronization detection beam Ld.

【0034】同図に示すようにセンサ保持部材10の底
面部には、3つの長穴10d、10e、10fが、その
長手方向が、SOSセンサ9のセンサ面9aと45°の
角度をなす方向に形成されており、当該長穴の長手方向
が、自由曲面ミラー8によって形成される像面Sとほぼ
平行であって、かつ像面SとSOSセンサ9のセンサ面
9aが交わるような位置に、センサ保持部材10が取り
付けられる。
As shown in the figure, three long holes 10d, 10e and 10f are formed on the bottom surface of the sensor holding member 10 so that the longitudinal direction thereof forms an angle of 45 ° with the sensor surface 9a of the SOS sensor 9. The longitudinal direction of the long hole is substantially parallel to the image surface S formed by the free-form surface mirror 8 and at a position where the image surface S and the sensor surface 9a of the SOS sensor 9 intersect. The sensor holding member 10 is attached.

【0035】不図示の装置本体フレームの所定位置に立
設されたピン10g、10hに保持部材10の長穴10
d、10fがそれぞれ係合してガイドされるようになっ
ており、ネジ10iを介してセンサ面9aのほぼ中央に
同期検出用ビームLdが集光する位置に固定される。こ
れによりSOSセンサ9のセンサ面9aの位置を像面S
に沿って容易に変位させて調整することができ、自由曲
面ミラー8の主走査方向における設置角度が正規の方向
から若干ずれたとしても、当該調整機構によりSOSセ
ンサ9の位置を変位させて、同期検出用ビームLdをセ
ンサ面9aに常に集光状態で入射させることができ、組
立時の調整をきわめて容易にすることができる。
[0035] Pins 10g and 10h, which are erected at predetermined positions of an apparatus main body frame (not shown), are fitted with elongated holes 10 of the holding member 10.
d and 10f are engaged with each other and guided, and are fixed at a position where the synchronization detection beam Ld is condensed almost at the center of the sensor surface 9a via the screw 10i. As a result, the position of the sensor surface 9a of the SOS sensor 9 is changed to the image plane S
, And even if the installation angle of the free-form surface mirror 8 in the main scanning direction slightly deviates from the normal direction, the position of the SOS sensor 9 is displaced by the adjustment mechanism, The synchronous detection beam Ld can be always incident on the sensor surface 9a in a condensed state, and the adjustment at the time of assembly can be made extremely easy.

【0036】なお、SOSセンサ9のセンサ面9aは、
その法線が、シリンドリカルレンズ6bと反対方向に傾
くように垂直部10aに対する長穴10d〜10fの傾
きが45°に設定されており、これにより同期検出用ビ
ームLdのセンサ面9aにおける反射光が感光体ドラム
7に直接入射することがなくなり、露光走査に悪影響を
及ぼすことがなくなる。
The sensor surface 9a of the SOS sensor 9 is
The inclination of the elongated holes 10d to 10f with respect to the vertical portion 10a is set to 45 ° so that the normal line is inclined in the direction opposite to the cylindrical lens 6b, whereby the reflected light of the synchronization detection beam Ld on the sensor surface 9a is reduced. The light does not directly enter the photosensitive drum 7 and does not adversely affect exposure scanning.

【0037】(変形例)以上、本発明に係るレーザ走査
装置を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明の
内容が、上述の実施の形態に限定されないのは勿論であ
り、以下のような変形例を実施することもできる。 (1)第1変形例 上記実施の形態では、同期検出用ビームLdがfθレン
ズ6aを通過後に自由曲面ミラー8へ入射するようにし
ていたが、これを図6に示すように同期検出用ビームL
dがfθレンズ6aとシリンドリカルレンズ6bの双方
を通過後に自由曲面ミラー8へ入射するようにしてもよ
い。この場合には、同期検出用ビームLdはすでにシリ
ンドリカルレンズ6bの通過により副走査方向において
も収束光となっているので、自由曲面ミラー8の副走査
方向のパワーは、図1の場合より小さくてよい。次の表
2に、当該自由曲面ミラー8の反射面の形状を示す式1
に適用される係数aijの値を示す。
(Modification) Although the laser scanning device according to the present invention has been described based on the embodiment, it goes without saying that the content of the present invention is not limited to the above-described embodiment. Such a modification can also be implemented. (1) First Modification In the above-described embodiment, the synchronization detection beam Ld is incident on the free-form surface mirror 8 after passing through the fθ lens 6a. However, as shown in FIG. L
d may enter the free-form surface mirror 8 after passing through both the fθ lens 6a and the cylindrical lens 6b. In this case, since the synchronization detection beam Ld has already been converged in the sub-scanning direction by passing through the cylindrical lens 6b, the power of the free-form surface mirror 8 in the sub-scanning direction is smaller than that in FIG. Good. The following Table 2 shows Equation 1 showing the shape of the reflecting surface of the free-form surface mirror 8.
Shows the value of the coefficient aij applied to.

【0038】[0038]

【表2】 [Table 2]

【0039】表2に示される係数aijの値から、当該自
由曲面ミラー8の反射面の主走査方向における断面形状
の曲率がyの−方向に行くほど大きくなり、副走査方向
における断面形状の曲率がyの+方向に行くほど大きく
なる事が分かる。図6に示すようにシリンドリカルレン
ズ6bの背後に自由曲面ミラー8を設置すると、自由曲
面ミラー8とSOSセンサ9との光路長を図1の実施の
形態の場合よりも長くとることが可能となり、SOSセ
ンサ9のセンサ面9a上での同期検出用ビームLdの走
査速度が上がって検出精度のさらなる向上が期待でき
る。
From the values of the coefficients aij shown in Table 2, the curvature of the cross-sectional shape in the main scanning direction of the reflecting surface of the free-form surface mirror 8 increases in the negative y-direction, and the curvature of the cross-sectional shape in the sub-scanning direction. It can be seen that becomes larger as going in the + direction of y. When the free-form mirror 8 is provided behind the cylindrical lens 6b as shown in FIG. 6, the optical path length between the free-form mirror 8 and the SOS sensor 9 can be made longer than in the embodiment of FIG. The scanning speed of the synchronization detection beam Ld on the sensor surface 9a of the SOS sensor 9 is increased, and further improvement in detection accuracy can be expected.

【0040】(2)第2変形例 上記実施の形態では、自由曲面ミラー8のみで、同期検
出用ビームLdを副走査方向にも集光させていたが、図
7に示すように、SOSセンサ9の直前に副走査方向に
パワーを持つシリンドリカルレンズ11を設置して、こ
れと自由曲面ミラー8を組み合わせて同期検出用ビーム
LdをSOSセンサ9のセンサ面上に集光させるように
してもよい。この場合においても自由曲面ミラー8は、
図1における実施の形態の場合よりも副走査方向のパワ
ーが弱くなるよう設定される。本変形例では自由曲面ミ
ラー8での反射により同期検出用ビームLdが副走査方
向に関してほぼ平行光になるように設計している。次の
表3は、この場合における自由曲面ミラー8の反射面形
状を特定する係数aijの値の例を示すものである。
(2) Second Modification In the above embodiment, the beam Ld for synchronization detection is focused also in the sub-scanning direction only by the free-form surface mirror 8, but as shown in FIG. A cylindrical lens 11 having a power in the sub-scanning direction may be provided immediately before 9, and this may be combined with the free-form surface mirror 8 to focus the synchronization detection beam Ld on the sensor surface of the SOS sensor 9. . Also in this case, the free-form surface mirror 8
The power in the sub-scanning direction is set to be weaker than in the embodiment of FIG. In the present modification, the synchronization detection beam Ld is designed to be substantially parallel light in the sub-scanning direction due to reflection on the free-form surface mirror 8. Table 3 below shows an example of the value of the coefficient aij for specifying the shape of the reflecting surface of the free-form surface mirror 8 in this case.

【0041】[0041]

【表3】 [Table 3]

【0042】表3に示される係数aijの値から、当該自
由曲面ミラー8の反射面の主走査方向における断面形状
の曲率がyの+方向に行くほど大きくなり、副走査方向
における断面形状の曲率がyの−方向に行くほど大きく
なる事が分かる。本変形例のように、SOSセンサ9の
近傍で同期検出用ビームLdを副走査方向に集光させる
ことによって、たとえ自由曲面ミラー8の副走査方向の
設置角度に多少の誤差が生じたとしても、当該シリンド
リカルレンズ11によりその光軸に近づくように同期検
出用ビームLdが屈折されるので、SOSセンサ9のセ
ンサ面へ入射させることができるという利点がある。ま
た、シリンドリカルレンズ11は、主走査方向にはパワ
ーを持っていないので、SOSセンサ9の近くに配置さ
れてもSOSセンサ9のセンサ面上での走査速度に影響
を及ぼさない。
From the values of the coefficients aij shown in Table 3, the curvature of the cross-sectional shape of the reflecting surface of the free-form surface mirror 8 in the main scanning direction increases in the + y direction, and the curvature of the cross-sectional shape in the sub-scanning direction. Is larger in the negative y direction. By converging the synchronization detection beam Ld in the sub-scanning direction in the vicinity of the SOS sensor 9 as in the present modification, even if a slight error occurs in the installation angle of the free-form surface mirror 8 in the sub-scanning direction. Since the synchronous detection beam Ld is refracted by the cylindrical lens 11 so as to approach the optical axis, there is an advantage that the beam can be incident on the sensor surface of the SOS sensor 9. Further, since the cylindrical lens 11 has no power in the main scanning direction, even if it is arranged near the SOS sensor 9, it does not affect the scanning speed of the SOS sensor 9 on the sensor surface.

【0043】なお、本変形例では、図1の実施の形態や
第1変形例に比べて、シリンドリカルレンズ11を配す
る分だけ若干スペースを要するものの、従来の構成にお
いても平板状反射ミラーの副走査方向における設置角度
の誤差の影響を受けないようにするためには、やはりS
OSセンサ直前に副走査方向にパワーを有するシリンド
リカルレンズを配することが望ましく、それに比べると
本変形例のように自由曲面ミラー8を利用して主走査方
向のシリンドリカルレンズを省略できる分だけやはり装
置の小型化ができるものである。
Although the present modification requires a little space for the arrangement of the cylindrical lens 11 in comparison with the embodiment of FIG. In order not to be affected by the error of the installation angle in the scanning direction, S
It is desirable to dispose a cylindrical lens having power in the sub-scanning direction immediately before the OS sensor. On the other hand, as compared with the present modification, the apparatus can be omitted as much as the cylindrical lens in the main scanning direction can be omitted using the free-form surface mirror 8 as in the present modification. Can be downsized.

【0044】(3)第3変形例 図1の実施の形態もしくは上記第1、第2の変形例にお
いては、同期検出用ビームLdが自由曲面ミラー8に至
るまでに走査光学系6の光学素子の少なくとも1つを通
過するようにしているが、自由曲面ミラー8は設計によ
り主走査方向、副走査方向方向のパワーを自由に設定で
きるため、図8に示すように同期検出用ビームLdが走
査光学系6の光学素子を全く介さずに自由曲面ミラー8
に入射するようにすることも可能である。次の表4に、
本変形例に適用される、自由曲面ミラー8の面形状を示
す式1における係数aijの値の例を示す。
(3) Third Modification In the embodiment of FIG. 1 or the first and second modifications, the optical element of the scanning optical system 6 is not used until the synchronization detection beam Ld reaches the free-form surface mirror 8. However, since the free-form surface mirror 8 can freely set the power in the main scanning direction and the sub-scanning direction by design, the free-form mirror 8 scans with the synchronization detection beam Ld as shown in FIG. Free-form mirror 8 without any optical element of optical system 6
It is also possible to make the incident light. In Table 4 below,
An example of the value of a coefficient aij in Expression 1 showing the surface shape of the free-form surface mirror 8 applied to the present modification is shown.

【0045】[0045]

【表4】 [Table 4]

【0046】表4に示される係数aij値のから、変形例
2の場合と同様に、当該自由曲面ミラー8の反射面の主
走査方向における断面形状の曲率がyの+方向に行くほ
ど大きくなり、副走査方向における断面形状の曲率がy
の−方向に行くほど大きくなる事が分かる。このような
構成にすることにより、装置設計の自由度が増すだけで
なく、走査光学系6の主走査方向の長さを走査ビームL
sの偏向幅だけにすればよいので、コストダウンにも繋
がる。
From the coefficients aij values shown in Table 4, the curvature of the cross-sectional shape in the main scanning direction of the reflecting surface of the free-form surface mirror 8 increases in the + y direction of y as in the case of the second modification. , The curvature of the cross-sectional shape in the sub-scanning direction is y
It can be seen that it becomes larger as going in the minus direction. With such a configuration, not only the degree of freedom in designing the apparatus is increased, but also the length of the scanning optical system 6 in the main scanning direction is reduced by the scanning beam L.
Since only the deflection width of s needs to be set, the cost can be reduced.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、偏向装置
により所定方向に偏向されたレーザビームを反射ミラー
を介して光検出素子に導いて主走査方向における書き込
み同期信号を取得するように構成されたレーザ走査装置
であって、当該反射ミラーは、少なくとも主走査方向に
パワーを有すると共に、その反射面の主走査方向におけ
る断面形状の曲率が当該主走査方向において徐々に変化
して対称軸を有しないように形成されている。所定方向
に偏向されたレーザビームを反射ミラーにより光路変更
することにより、もともとの装置のスペースを利用して
光検出素子まで一定長さの光路長を確保でき、光検出素
子の検出面におけるビームスポットの移動速度を早くさ
せると共に、その反射ミラーに少なくとも主走査方向に
パワーを持たせることにより、当該方向に集光させるた
めのレンズが不要となり、同期検出用のレーザビームの
検出精度を一定以上に確保しながらも、部品点数の減少
と装置の小型化が可能となる。その上、当該反射ミラー
の反射面の主走査方向における断面形状の曲率が当該主
走査方向において徐々に変化して対称軸を有しないよう
に形成されているので、検出素子面においてコマ収差が
生じるのを阻止することができ、同期検出用のレーザビ
ームの検出精度をさらに向上させることができる。
As described above, according to the present invention, a laser beam deflected in a predetermined direction by a deflecting device is guided to a photodetector via a reflection mirror to acquire a write synchronization signal in the main scanning direction. In the laser scanning device, the reflection mirror has power at least in the main scanning direction, and the curvature of the cross-sectional shape of the reflection surface in the main scanning direction gradually changes in the main scanning direction to change the axis of symmetry. It is formed so as not to have. By changing the optical path of the laser beam deflected in a predetermined direction by a reflection mirror, a certain length of optical path length can be secured to the photodetector using the space of the original device, and the beam spot on the detection surface of the photodetector can be secured. In addition to increasing the moving speed of the laser beam and providing the reflecting mirror with power at least in the main scanning direction, a lens for condensing light in that direction becomes unnecessary, and the detection accuracy of the laser beam for synchronization detection is maintained at a certain level or more. While securing, the number of parts can be reduced and the size of the device can be reduced. In addition, since the curvature of the cross-sectional shape of the reflection surface of the reflection mirror in the main scanning direction is gradually changed in the main scanning direction so as not to have a symmetric axis, coma aberration occurs on the detection element surface. Can be prevented, and the detection accuracy of the laser beam for synchronization detection can be further improved.

【0048】また、偏向装置により所定方向に偏向され
たレーザビームが前記反射ミラーに至るまでの光路途中
に、前記走査光学系に含まれる光学素子のうち少なくと
も一つの光学素子の一部が介在するようにすることによ
り、同期検出用のレーザビームと走査用のレーザビーム
との偏向角をより小さくすることができ、上記反射ミラ
ーをより内側に設置できるので、装置の小型化に資する
と共に、検出用レーザビームの通過した走査光学系の光
学素子の持つ集光パワーの分だけ反射ミラーのパワーを
小さくできる。
Also, part of at least one of the optical elements included in the scanning optical system is interposed in the optical path until the laser beam deflected in a predetermined direction by the deflection device reaches the reflection mirror. By doing so, the deflection angle between the laser beam for synchronization detection and the laser beam for scanning can be made smaller, and the reflection mirror can be installed more inside, contributing to the miniaturization of the device and the detection. The power of the reflecting mirror can be reduced by the condensing power of the optical element of the scanning optical system through which the scanning laser beam has passed.

【0049】さらに、上記反射ミラーが、副走査方向に
おいて、主走査方向における正のパワーよりも強い正の
パワーを有するようにすることにより、偏向装置での面
倒れ補正のため予めレーザビームを副走査方向に集光さ
せていた場合でも、別途シリンドリカルレンズを設ける
ことなく、光検出素子の検出面上に副走査方向にも検出
用レーザビームを集光させることができ、当該光検出素
子の検出面を走査する時におけるレーザビームの光強度
の変化がさらに急峻になり検出精度を向上させることが
できる。
Further, the reflecting mirror has a positive power in the sub-scanning direction that is higher than the positive power in the main scanning direction, so that the laser beam is previously adjusted to correct surface tilt in the deflecting device. Even when the light is focused in the scanning direction, the laser beam for detection can be focused in the sub-scanning direction on the detection surface of the light detection element without providing a separate cylindrical lens. The change in the light intensity of the laser beam when scanning the surface becomes steeper, and the detection accuracy can be improved.

【0050】また、さらに本発明は、前記光検出素子
を、前記反射ミラーにより形成される像面に沿った方向
に移動可能に保持する検出位置調整手段を備えているの
で、当該移動方向を反射ミラーの設置角度に誤差が生じ
やすい方向に合せておけば、たとえ、当該設置誤差が生
じたとしても、検出用レーザビームが集光状態を維持し
たままで光検出素子の検出面に入射するように容易に調
整できる。
Further, the present invention further comprises detection position adjusting means for holding the photodetector movably in a direction along the image plane formed by the reflection mirror. If the installation angle of the mirror is set to a direction in which an error is likely to occur, even if the installation error occurs, the detection laser beam is incident on the detection surface of the photodetector while maintaining the focused state. Can be easily adjusted.

【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係るレーザ走査装置の全
体構成を示す概略斜視図である。
FIG. 1 is a schematic perspective view showing an overall configuration of a laser scanning device according to an embodiment of the present invention.

【図2】同期検出用ビームの反射ミラーに自由曲面ミラ
ーを使用した場合と凹面鏡を使用した場合の主走査方向
におけるビームの集光状態を示した模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a beam condensing state in a main scanning direction when a free-form surface mirror is used as a reflection mirror of a synchronization detection beam and when a concave mirror is used.

【図3】本発明の実施の形態における効果を示すための
比較実験の結果を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing a result of a comparative experiment for showing an effect in the embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施の形態におけるレーザ走査装置の
自由曲面ミラー付近を示す平面図である。
FIG. 4 is a plan view showing the vicinity of a free-form surface mirror of the laser scanning device according to the embodiment of the present invention.

【図5】上記レーザ走査装置におけるSOSセンサを装
置フレームに保持するためのセンサ保持部材の形状、お
よび取付け状態を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a shape and an attached state of a sensor holding member for holding an SOS sensor in an apparatus frame in the laser scanning device.

【図6】本発明の第1の変形例に係るレーザ走査装置の
全体構成を示す概略斜視図である。
FIG. 6 is a schematic perspective view showing an overall configuration of a laser scanning device according to a first modification of the present invention.

【図7】本発明の第2の変形例に係るレーザ走査装置の
全体構成を示す概略斜視図である。
FIG. 7 is a schematic perspective view showing the overall configuration of a laser scanning device according to a second modification of the present invention.

【図8】本発明の第3の変形例に係るレーザ走査装置の
全体構成を示す概略斜視図である。
FIG. 8 is a schematic perspective view showing an overall configuration of a laser scanning device according to a third modification of the present invention.

【図9】集光レンズの焦点距離の違いによるSOSセン
サでの同期検出用ビームの移動速度の違いを説明する説
明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating a difference in a moving speed of a synchronization detection beam in the SOS sensor due to a difference in focal length of the condenser lens.

【図10】集光レンズの焦点距離に関する問題を解消す
るために考えられるレーザ走査装置の光学素子の配置例
を示す概略斜視図である。
FIG. 10 is a schematic perspective view showing an example of an arrangement of optical elements of a laser scanning device which can be considered to solve the problem regarding the focal length of the condenser lens.

【図11】同期検出ビームのSOSセンサへの集光に平
面ミラーとシリンドリカルレンズを組み合わせて使用し
た場合の配置を示す平面図である。
FIG. 11 is a plan view showing an arrangement in which a plane mirror and a cylindrical lens are used in combination for condensing a synchronous detection beam on an SOS sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 半導体レーザ 5a ポリゴンミラー 6a fθレンズ 6b シリンドリカルレンズ 8 自由曲面ミラー 9 SOSセンサ 10 センサ保持部材 11 シリンドリカルレンズ 2 Semiconductor laser 5a Polygon mirror 6a fθ lens 6b Cylindrical lens 8 Free-form surface mirror 9 SOS sensor 10 Sensor holding member 11 Cylindrical lens

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2C362 AA48 BA87 BA90 BB29 BB30 BB31 DA03 DA06 2H045 AA01 BA02 CA63 CA89 DA02 2H087 KA19 RA06 RA13 TA01 TA03 TA06 5C072 AA03 BA01 DA02 DA04 DA21 HA02 HA09 HA13 XA01 XA05 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page F term (reference) 2C362 AA48 BA87 BA90 BB29 BB30 BB31 DA03 DA06 2H045 AA01 BA02 CA63 CA89 DA02 2H087 KA19 RA06 RA13 TA01 TA03 TA06 5C072 AA03 BA01 DA02 DA04 DA21 HA02 HA09 HA13 XA01 XA05

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光源から出射されたレーザビームを、偏
向装置により主走査方向に偏向し、走査光学系を介して
被走査面上に走査する構成を備え、所定位置に偏向され
たレーザビームを反射ミラーを介して光検出素子に導い
て主走査方向における書き込み同期信号を取得するレー
ザ走査装置であって、 前記反射ミラーは、少なくとも主走査方向に正のパワー
を有すると共に、その反射面の主走査方向における断面
形状の曲率が当該主走査方向において漸次変化して対称
軸を有しないことを特徴とするレーザ走査装置。
A deflecting device for deflecting a laser beam emitted from a light source in a main scanning direction and scanning the laser beam on a surface to be scanned via a scanning optical system; What is claimed is: 1. A laser scanning device which guides a light detection element via a reflection mirror to obtain a write synchronization signal in a main scanning direction, wherein the reflection mirror has at least a positive power in the main scanning direction and has a main surface having a main surface having a positive power. A laser scanning device, wherein a curvature of a cross-sectional shape in a scanning direction gradually changes in the main scanning direction and has no axis of symmetry.
【請求項2】 前記偏向装置により所定方向に偏向され
たレーザビームが前記反射ミラーに至るまでの光路途中
に、前記走査光学系に含まれる光学素子のうち少なくと
も一つの光学素子の一部が介在することを特徴とする請
求項1記載のレーザ走査装置。
2. A part of at least one of the optical elements included in the scanning optical system is located in the middle of the optical path of a laser beam deflected in a predetermined direction by the deflecting device to reach the reflection mirror. The laser scanning device according to claim 1, wherein:
【請求項3】 前記反射ミラーは、副走査方向におい
て、主走査方向における正のパワーよりも強い正のパワ
ーを有することを特徴とする請求項1または2記載のレ
ーザ走査装置。
3. The laser scanning device according to claim 1, wherein the reflection mirror has a higher positive power in the sub-scanning direction than in the main scanning direction.
【請求項4】 前記光検出素子を、前記反射ミラーによ
り形成される像面に沿った方向に移動可能に保持する検
出位置調整手段を備えることを特徴とする請求項1から
3のいずれかに記載のレーザ走査装置。
4. The apparatus according to claim 1, further comprising a detection position adjusting unit that holds the photodetector movably in a direction along an image plane formed by the reflection mirror. The laser scanning device according to claim 1.
JP2000223776A 2000-07-25 2000-07-25 Laser beam scanner Pending JP2002040340A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000223776A JP2002040340A (en) 2000-07-25 2000-07-25 Laser beam scanner

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000223776A JP2002040340A (en) 2000-07-25 2000-07-25 Laser beam scanner

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002040340A true JP2002040340A (en) 2002-02-06

Family

ID=18717822

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000223776A Pending JP2002040340A (en) 2000-07-25 2000-07-25 Laser beam scanner

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002040340A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008286851A (en) * 2007-05-15 2008-11-27 Konica Minolta Business Technologies Inc Optical scanner
JP2010217753A (en) * 2009-03-18 2010-09-30 Ricoh Co Ltd Scanning position detection device, optical writing device, image forming apparatus, and scanning position detecting method of the optical writing device
CN102478710A (en) * 2010-11-30 2012-05-30 京瓷美达株式会社 Optical scanning device and image forming apparatus
JP2012118214A (en) * 2010-11-30 2012-06-21 Kyocera Document Solutions Inc Optical scanner and image forming apparatus

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008286851A (en) * 2007-05-15 2008-11-27 Konica Minolta Business Technologies Inc Optical scanner
JP2010217753A (en) * 2009-03-18 2010-09-30 Ricoh Co Ltd Scanning position detection device, optical writing device, image forming apparatus, and scanning position detecting method of the optical writing device
CN102478710A (en) * 2010-11-30 2012-05-30 京瓷美达株式会社 Optical scanning device and image forming apparatus
EP2458422A1 (en) * 2010-11-30 2012-05-30 Kyocera Mita Corporation Optical scanning device and image forming apparatus
JP2012118214A (en) * 2010-11-30 2012-06-21 Kyocera Document Solutions Inc Optical scanner and image forming apparatus
KR101302591B1 (en) * 2010-11-30 2013-09-02 교세라 도큐멘트 솔루션즈 가부시키가이샤 Optical scanner and image forming apparatus
US8570631B2 (en) 2010-11-30 2013-10-29 Kyocera Mita Corporation Optical scanning device and image forming apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3193546B2 (en) Reflective scanning optical system
JP4573943B2 (en) Optical scanning optical device and image forming apparatus using the same
JPH1090621A (en) Optical scanner
JP3073801B2 (en) Optical scanning lens and optical scanning device
JP2830670B2 (en) Optical scanning device
JP2002040340A (en) Laser beam scanner
JP2003107382A (en) Scanning optical system
JP2971005B2 (en) Optical scanning device
JP3375488B2 (en) Scanning optical device
JP2008304607A (en) Optical scanner and image forming apparatus using the same
KR100529339B1 (en) Laser scanning unit
JP4794717B2 (en) Optical scanning optical device and image forming apparatus using the same
JP4573944B2 (en) Optical scanning optical device and image forming apparatus using the same
JP3699741B2 (en) Optical scanning device
JP4642182B2 (en) Optical scanning optical device and image forming apparatus using the same
JP4541494B2 (en) Optical scanning optical device and image forming apparatus using the same
JP2615850B2 (en) Light beam scanning optical system
JP2817454B2 (en) Scanning optical device
JP2002169116A (en) Anamorphic imaging element and optical scanner
JPH10213769A (en) Lens holding device and optical beam scanning optical device
JP2002328325A (en) Scanning optical device
KR200380154Y1 (en) laser scanning unit
JP2001108927A (en) Scanning and image-forming optical system, optical scanner and image forming device
JP2001033722A (en) Optical scanning optical system and image forming device using the same
JPH10206766A (en) Optical scanning device

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20050614

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050920

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20060111

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20081209

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20081209

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20090407