JP2557938B2 - Light beam scanning device with tilt correction function - Google Patents

Light beam scanning device with tilt correction function

Info

Publication number
JP2557938B2
JP2557938B2 JP6576288A JP6576288A JP2557938B2 JP 2557938 B2 JP2557938 B2 JP 2557938B2 JP 6576288 A JP6576288 A JP 6576288A JP 6576288 A JP6576288 A JP 6576288A JP 2557938 B2 JP2557938 B2 JP 2557938B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
light beam
scanning
power
scanning direction
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP6576288A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH01239518A (en
Inventor
隆紀 久田
美雄 有木
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi 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 Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP6576288A priority Critical patent/JP2557938B2/en
Publication of JPH01239518A publication Critical patent/JPH01239518A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2557938B2 publication Critical patent/JP2557938B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えばレーザビームプリンタ等に用いられ
る光ビーム走査装置に関するものであり、さらに詳しく
は、倒れ補正機能(光ビームの偏向反射面が所定の姿勢
から若干傾いて倒れ状態にあっても、該反射面から反射
された走査ビームが正しい所定の走査位置を走査するよ
うに光ビームの進路を光学的に自動補正する機能)を持
つかかる光ビーム走査装置に関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a light beam scanning device used in, for example, a laser beam printer, and more specifically, a tilt correction function (a light beam deflecting / reflecting surface is used). It has a function of automatically correcting the path of the light beam so that the scanning beam reflected from the reflecting surface scans at a correct predetermined scanning position even if it is tilted slightly inclined from the predetermined posture. The present invention relates to a light beam scanning device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

光ビームを走査する走査装置において、光ビームの偏
向器として回転多面鏡が広く用いられている。その際、
回転多面鏡の各反射面(偏向面)の回転中心軸に対する
傾き誤差(この傾きを倒れ又は面倒れ等と云う)がある
と、各面毎に走査位置が変動し、走査ピッチむらを生じ
る。これを補正して反射面の傾きに関係なく被走査面上
の同一位置を走査できるようにするために、多面鏡面
(偏向面)と被走査面との間の位置関係が光学的に共役
な関係(物点と像点の関係)になるような結像光学系を
該多面鏡面と被走査面の間に配置して用いる方法は、例
えば特公昭52−2866号公報等によって知られている。
In a scanning device that scans a light beam, a rotary polygon mirror is widely used as a deflector of the light beam. that time,
If there is an inclination error (this inclination is called tilt or surface tilt) with respect to the center axis of rotation of each reflecting surface (deflecting surface) of the rotary polygon mirror, the scanning position varies for each surface, resulting in uneven scanning pitch. In order to correct this so that the same position on the scanned surface can be scanned regardless of the inclination of the reflecting surface, the positional relationship between the polygonal mirror surface (deflection surface) and the scanned surface is optically conjugate. A method of arranging an image forming optical system having a relationship (relationship between object point and image point) between the polygonal mirror surface and the surface to be scanned is known, for example, from Japanese Patent Publication No. 52-2866. .

また、かかる光ビーム走査装置の偏向走査光学系に
は、被走査面上を光ビームが等速で走査することを可能
にする等速度走査特性(一般にfθ特性と言われる)を
持たせると共に、被走査面上の光ビームのスポット径の
大きさが走査方向の各位置において常に均一になるよう
に像面湾曲を補正するという機能をもたせることも要求
される。
Further, the deflection scanning optical system of such a light beam scanning device is provided with a constant velocity scanning characteristic (generally referred to as fθ characteristic) that enables a light beam to scan a surface to be scanned at a constant velocity. It is also required to have a function of correcting the field curvature so that the spot diameter of the light beam on the surface to be scanned is always uniform at each position in the scanning direction.

このように、走査方向面内の特性とこれに垂直な面内
での特性を同時に実現するためには、両方の面内でパワ
ーの異なる光学系が必要であり、回転多面鏡(偏向器)
の前後の光路にシリンドリカルレンズやトロイダルレン
ズを配置してそのシリンダ面やトロイダル面が用いられ
る。
In this way, in order to simultaneously realize the characteristics in the plane in the scanning direction and the characteristics in the plane perpendicular to this, an optical system having different powers in both planes is required, and the rotary polygon mirror (deflector) is required.
The cylindrical surface and the toroidal surface are used by arranging the cylindrical lens and the toroidal lens in the front and rear optical paths.

また、走査方向とこれに垂直な方向共に被走査面上で
光ビームを集束させるために、光ビームの発生源と偏向
器(回転多面鏡)の間には、走査方向と垂直な方向にの
み光ビームを集束し偏向面(反射面)上で走査方向に横
長の線像を結像させるような第1の光学系が配置される
(これに対し上記fθ特性を有する光学系を以後、走査
光学系と呼ぶ)。
Further, in order to focus the light beam on the surface to be scanned both in the scanning direction and in the direction perpendicular to the scanning direction, only between the light beam generation source and the deflector (rotary polygon mirror) in the direction perpendicular to the scanning direction. A first optical system for focusing the light beam and forming a horizontally long line image in the scanning direction on the deflection surface (reflection surface) is arranged (in contrast, an optical system having the above-mentioned fθ characteristic is scanned thereafter). Optical system).

このような光ビーム走査装置において、上記シリンダ
面やトロイダル面は、従来のレンズ球面に比べ加工がは
なはだ困難であり、製作精度が悪いという問題がある。
特に、走査方向と垂直な断面内では、偏向器の偏向面か
ら発散する光ビームを被走査面に集束させるために、走
査方向断面に比べレンズパワーを強くする必要があり、
精度劣化の影響を受け易く大きなフォーカスのずれを生
じる。
In such a light beam scanning device, the cylinder surface and the toroidal surface are much more difficult to process than the conventional lens spherical surface, and there is a problem that the manufacturing accuracy is poor.
In particular, in the cross section perpendicular to the scanning direction, in order to focus the light beam diverging from the deflecting surface of the deflector on the surface to be scanned, it is necessary to increase the lens power as compared with the cross section in the scanning direction.
It is easily affected by the deterioration of accuracy and causes a large focus shift.

これによって、走査方向断面での光ビームの集束位置
と走査方向に垂直な断面での集束位置がずれる(言わゆ
る非点隔差のような)現象が生じる。
This causes a phenomenon (such as a so-called astigmatic difference) in which the focusing position of the light beam in the cross section in the scanning direction is deviated from the focusing position in the cross section perpendicular to the scanning direction.

これを補正する方法として、例えば特開昭57−144517
号公報に示されるように、走査光学系の形状誤差に応じ
て上記第1の光学系を光軸方向に移動調整する方法等が
知られている。この方法によれば、走査方向に垂直な断
面での集束位置のみを独立に移動でき、上記非点隔差を
補正できる。
As a method of correcting this, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 144517/1982.
As disclosed in Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2003-242242, there is known a method of moving and adjusting the first optical system in the optical axis direction according to the shape error of the scanning optical system. According to this method, only the focusing position in the cross section perpendicular to the scanning direction can be independently moved, and the astigmatic difference can be corrected.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

上記のような従来の光ビーム走査装置は、上記走査光
学系の形状誤差により光ビームの集束位置がずれた場
合、上記第1の光学系を光軸方向に移動させて調整する
ものである。この調整の概念図を第13図に示す。
In the conventional light beam scanning device as described above, when the focus position of the light beam is deviated due to the shape error of the scanning optical system, the first optical system is moved in the optical axis direction for adjustment. A conceptual diagram of this adjustment is shown in FIG.

第13図(a)は、光軸に沿った走査方向に垂直な断面
を概念的に示したもので、発光源105から発散しコリメ
ータレンズ104によりコリメートされた光ビーム106は、
前記第1の光学系103により偏向面100上に集束され、走
査光学系(偏向光学系)101により再度被走査面102上に
集束される。ここで走査光学系101の形状が誤差により
破線のように変化すると、光ビームの集束位置は点107
から点108まで移動する。第13図(b)は第1の光学系1
03を移動してこれを補正した状態を示している。
FIG. 13 (a) conceptually shows a cross section perpendicular to the scanning direction along the optical axis. The light beam 106 diverging from the light emitting source 105 and collimated by the collimator lens 104 is
It is focused on the deflecting surface 100 by the first optical system 103, and is again focused on the scanned surface 102 by the scanning optical system (deflecting optical system) 101. Here, if the shape of the scanning optical system 101 changes as indicated by the broken line due to an error, the focus position of the light beam is changed to a point 107.
From to point 108. FIG. 13 (b) shows the first optical system 1
It shows the state where 03 is moved to correct this.

この図からわかるように、従来の光ビーム走査装置で
は、光ビームの集束位置は被走査面上の点107に来るよ
う補正することは可能である。しかし、点107の共役点
は偏向面100から離れた点109に来るため、偏向面の倒れ
補正条件(偏向面と被走査面の間の位置関係が共役な関
係にあること)が崩れ、偏向面の倒れによる光ビームの
走査ピッチむらを充分に補正できなくなるという問題点
がある。
As can be seen from this figure, in the conventional light beam scanning device, it is possible to correct the focus position of the light beam so as to come to the point 107 on the surface to be scanned. However, since the conjugate point of the point 107 comes to the point 109 distant from the deflecting surface 100, the tilt correction condition of the deflecting surface (the positional relationship between the deflecting surface and the scanned surface is in a conjugate relationship) is broken, and the deflection There is a problem that the unevenness of the scanning pitch of the light beam due to the tilt of the surface cannot be sufficiently corrected.

特に、走査光学系101にトロイダル面が用いられてい
る場合、トロイダル面は形状誤差に対する光ビーム集束
点のずれの感度が他の面に比べ10倍以上大きく、例え
ば、曲率の誤差0.5%に対し、6mm以上集束点がずれるこ
ともある。
In particular, when a toroidal surface is used in the scanning optical system 101, the toroidal surface has a sensitivity of deviation of the light beam focusing point with respect to a shape error that is 10 times or more larger than other surfaces. , The focal point may be off by 6 mm or more.

これを、前記第1の光学系103の移動で補正すると、
偏向面の倒れ許容値は10秒程度と非常にきびしいものと
なる。
If this is corrected by the movement of the first optical system 103,
The tilting tolerance of the deflection surface is about 10 seconds, which is extremely severe.

以下においては、光ビームの走査によって形成される
面を主走査面、主走査面に平行な走査方向を主走査方
向、主走査面に垂直な平面を副走査面、副走査面に平行
で前記主走査面に垂直な方向を副走査方向と言う。
In the following, the surface formed by scanning the light beam is the main scanning surface, the scanning direction parallel to the main scanning surface is the main scanning direction, the plane perpendicular to the main scanning surface is the sub scanning surface, and the sub scanning surface is parallel to the above. The direction perpendicular to the main scanning plane is called the sub-scanning direction.

本発明の目的は、上記問題点を解決し、面倒れ補正条
件を保ったまま上記副走査方向の集束点ずれを独立して
補正することができ、走査光学系の形状誤差に対しても
充分な面倒れ補正機能を維持したまま対応できる光ビー
ム走査装置を提供することにある。
The object of the present invention is to solve the above problems and to independently correct the focal point shift in the sub-scanning direction while maintaining the surface tilt correction condition, which is sufficient even for the shape error of the scanning optical system. An object of the present invention is to provide a light beam scanning device capable of coping with the surface tilt correction function maintained.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

上記目的は、上記走査光学系を少なくとも2枚のレン
ズで構成し、この内の1枚(第1のレンズ)は副走査面
内において他のレンズのどの負パワー面よりも強い負の
パワーを持つ面を有し、他のレンズ(第2のレンズ)は
副走査面内において他のレンズのどの正パワー面よりも
強い正のパワーを持つ面を有し(第1のレンズと第2の
レンズは必ず別個のレンズでなければならず、同一のレ
ンズで兼ねることは出来ない)、上記第1のレンズ又は
第2のレンズを光軸方向に移動調整可能とすることによ
り達成される。
The object is to configure the scanning optical system with at least two lenses, and one of them (the first lens) has a negative power stronger than that of any other negative power surface in the sub-scanning surface. The other lens (second lens) has a surface having a positive power stronger than any positive power surface of the other lens in the sub-scanning surface (the first lens and the second lens). The lenses must always be separate lenses, and the same lens cannot be used as well), and this is achieved by making the first lens or the second lens movable and adjustable in the optical axis direction.

また、上記第1のレンズが有する副走査面内で負のパ
ワーを持つ面は、主走査面内におけるパワーよりも副走
査面内におけるパワーの方が強い面であり、上記第2の
レンズが有する副走査面内で正のパワーを持つ面は、主
走査面内におけるパワーよりも副走査面内におけるパワ
ーの方が強い面であるように構成することにより達成さ
れる。
Further, the surface of the first lens having negative power in the sub-scanning surface is a surface in which the power in the sub-scanning surface is stronger than the power in the main scanning surface, and the second lens is The surface having a positive power in the sub-scanning plane is achieved by configuring the surface in the sub-scanning surface to have a stronger power than in the main scanning surface.

〔作用〕[Action]

前述の従来技術の問題点を解決するには、走査光学系
の形状誤差による副走査方向の集束位置ずれを、走査光
学系のレンズ(前記第1のレンズ又は第2のレンズ)で
調整すればよい。本発明は、これを実現するための構成
を提供するものと云うことができる。
In order to solve the above-mentioned problems of the prior art, the focusing position shift in the sub-scanning direction due to the shape error of the scanning optical system is adjusted by the lens of the scanning optical system (the first lens or the second lens). Good. It can be said that the present invention provides a configuration for realizing this.

まず、走査光学系のレンズで調整することの効果を第
14図により概念的に説明する。第14図(a)は、発光源
115から被走査面112までの経路を副走査方向に沿って見
た所を示したものである。
First, the effect of adjusting with the lens of the scanning optical system
It will be conceptually described with reference to FIG. Figure 14 (a) shows the light source.
This is a view showing the path from 115 to the surface 112 to be scanned as seen along the sub-scanning direction.

走査光学系は一例としてレンズ2枚構成とした。コリ
メータ114によりコリメートされた光ビーム116は第1の
光学系113により偏向面111上に集束され、走査光学系を
構成するレンズ117,118により再度、被走査面112上に集
束される。
The scanning optical system has a configuration of two lenses as an example. The light beam 116 collimated by the collimator 114 is focused on the deflecting surface 111 by the first optical system 113, and is again focused on the scanned surface 112 by the lenses 117 and 118 forming the scanning optical system.

ここで、走査光学系のレンズ118の形状が誤差により
破線のように変化したとすると、光ビームの集束位置が
点119から点120に移動する。
If the shape of the lens 118 of the scanning optical system changes as indicated by the broken line due to an error, the focus position of the light beam moves from the point 119 to the point 120.

第14図(b)は、走査光学系のレンズ118自体を移動
させてこれを補正した状態を示している。
FIG. 14B shows a state in which the lens 118 itself of the scanning optical system is moved and corrected.

第14図(b)に示すように、レンズ118の移動による
補正後は、光ビームの集束位置は被走査面112上で元の
点119にもどると共に、光ビーム集束位置119の共役点は
やはり偏向面111上にあり、面倒れ補正条件は、厳密に
保たれている。
As shown in FIG. 14B, after the correction by the movement of the lens 118, the light beam focusing position returns to the original point 119 on the surface 112 to be scanned, and the conjugate point of the light beam focusing position 119 also remains. It is on the deflection surface 111, and the condition for correction of surface tilt is strictly maintained.

しかし、単純に上記のように走査光学系のレンズ移動
で走査光学系の形状誤差を補正すると、歪曲収差等の性
能劣化を来たすことが多い。
However, if the shape error of the scanning optical system is simply corrected by moving the lens of the scanning optical system as described above, performance deterioration such as distortion often occurs.

ここで、走査光学系のレンズの形状に着目すると、副
走査方向で正のパワーのトロイダル面(シリンドリカル
面を含む)を用いるような光学系では、このトロイダル
面により大きな副走査方向の負の像面湾曲を生じる。こ
れを補正するために、副走査方向で負のパワーを持つト
ロイダル面(もしくはシリンドリカル面)を用いた。
Here, focusing on the shape of the lens of the scanning optical system, in an optical system that uses a toroidal surface (including a cylindrical surface) of positive power in the sub-scanning direction, this toroidal surface causes a large negative image in the sub-scanning direction. Causes surface curvature. To correct this, a toroidal surface (or a cylindrical surface) having negative power in the sub-scanning direction was used.

副走査面内でみると、正のパワーを持つ面と、負のパ
ワーを持つ面が存在することになり、これらの面のパワ
ーは、全系のパワーに比べ比較的強いものとした。
When viewed in the sub-scanning plane, there are a plane having a positive power and a plane having a negative power, and the power of these planes is assumed to be relatively stronger than the power of the entire system.

本発明は、これら2つの面のどちらかを単独に光軸方
向に移動すれば、集束位置に対し高い感度を持ち、わず
かの移動量で大きく集束位置を動かし得るため、性能劣
化を来たすことなく補正できる。
According to the present invention, if either of these two surfaces is independently moved in the optical axis direction, it has high sensitivity to the focus position and can move the focus position largely with a small amount of movement, so that performance is not deteriorated. Can be corrected.

第15図(a)は、この感度を示したものであり、第15
図(b)は、移動による代表的性能の劣化量を示したも
のである。第15図(a)の横軸は各々のレンズの移動
量、縦軸は集束位置の移動量である。上記正のパワーの
面を移動させた場合、図の121のグラフのようにビーム
の集束位置は変化し、負のパワーの面を移動させた場
合、122のように変化し、系全体を移動させると123のよ
うにビームの集束位置は変化する。図から分かるよう
に、121,122のグラフは123の場合の約10倍の感度を持っ
ている。123の場合は、121と122の効果が相殺するため
である。
FIG. 15 (a) shows this sensitivity.
FIG. 6B shows the amount of deterioration of typical performance due to movement. The horizontal axis of FIG. 15 (a) is the amount of movement of each lens, and the vertical axis is the amount of movement of the focusing position. When the positive power surface is moved, the beam focusing position changes as shown in the graph 121 in the figure, and when the negative power surface is moved, it changes like 122 and the entire system moves. Then, the beam focusing position changes like 123. As can be seen, the graphs of 121 and 122 are about 10 times more sensitive than the case of 123. In the case of 123, the effects of 121 and 122 cancel each other out.

一方、性能劣化量は、主走査方向の形状に依存してお
り、どの場合もほぼ同じで、第15図(b)の124のよう
に変化する。第15図(b)の横軸は移動量、縦軸は劣能
劣化量で、性能は歪曲収差の例を相対値で示している。
像面湾曲の場合も同様である。
On the other hand, the amount of performance deterioration depends on the shape in the main scanning direction, is almost the same in all cases, and changes like 124 in FIG. 15 (b). In FIG. 15 (b), the horizontal axis represents the amount of movement, the vertical axis represents the amount of inferior deterioration, and the performance shows an example of distortion as a relative value.
The same applies to the case of field curvature.

第15図(b)より、劣能劣化の許容値を1252で表わす
と、その範囲内で約0.5mmのレンズ移動が可能であり、
これによって、第15図(a)のグラフにより、約7mmま
での集束位置移動の補正が可能である。これは形状誤差
による焦点位置ずれとしては、かなり大きな量である。
From Fig. 15 (b), if the allowable value of inferiority deterioration is represented by 1252, a lens movement of about 0.5 mm is possible within that range,
As a result, it is possible to correct the focusing position movement up to about 7 mm by the graph of FIG. 15 (a). This is a considerably large amount of focus position shift due to a shape error.

上記のように、副走査方向で強い正のパワーの面又は
強い負のパワーの面を単独に移動せしめるには、両者は
別々のレンズに配置すればよい。また、上記強い負のパ
ワーの面は、副走査方向において、負のパワーを持つ全
ての面のパワーの和の60%以上のパワー、また、上記強
い正のパワーの面は、副走査方向において正のパワーを
持つ全ての面のパワーの和の60%以上のパワーを各々持
つことにより、上記効果を達成できる。
As described above, in order to independently move the surface of strong positive power or the surface of strong negative power in the sub-scanning direction, both may be arranged in separate lenses. Further, the surface of strong negative power is 60% or more of the sum of the powers of all surfaces having negative power in the sub-scanning direction, and the surface of strong positive power is in the sub-scanning direction. The above effect can be achieved by having a power of 60% or more of the sum of the powers of all the surfaces having a positive power.

以上のように、上記構成によって、面倒れ補正条件を
崩すことなく、副走査方向集束位置のみを独立に補正す
ることが出来る。
As described above, with the above configuration, it is possible to independently correct only the focusing position in the sub-scanning direction without breaking the condition for correcting the surface tilt.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明を実施例を用いて詳細に説明する。第1
図は、本発明の一実施例の構成図である。また、第2図
は、本実施例の副走査方向断面図である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. First
The figure is a block diagram of an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a sectional view in the sub-scanning direction of this embodiment.

本実施例は、光ビームの発生源である光源1、コリメ
ータレンズ2、シリンダレンズ(シリンドリカルレン
ズ)3、回転多面鏡4とこれを回転させるモータ5より
成る光ビームの偏向装置、走査光学系を構成する第1の
レンズ6(シリンダ面6aと球面6bとから成る)及び第2
のレンズ7(シリンダ面7aとトロイダル面7bとから成
る)、被走査面8、上記第2のレンズ7を光軸方向に移
動するために取付ける可動台12、可動台12を移動させる
ための調整ネジ13、調整ネジ13の位置を固定するベース
14、により構成される。
In the present embodiment, a light beam deflector including a light source 1 which is a light beam generation source, a collimator lens 2, a cylinder lens (cylindrical lens) 3, a rotating polygon mirror 4 and a motor 5 for rotating the same, and a scanning optical system. The first lens 6 (consisting of the cylinder surface 6a and the spherical surface 6b) and the second lens
Lens 7 (comprising a cylinder surface 7a and a toroidal surface 7b), a surface 8 to be scanned, a movable base 12 mounted to move the second lens 7 in the optical axis direction, and an adjustment for moving the movable base 12. Base for fixing the positions of screws 13 and adjusting screws 13.
It is composed of 14.

次に、本実施例の動作について説明する。光源1は半
導体レーザ光源であり、光ビームは、発散レーザ光が放
射される。コリメータレンズ2は、これをコリメート
し、大略平行ビームに光ビームを整形する。シリンダレ
ンズ3は、副走査面内でのみパワーを持ち、上記コリメ
ータレンズ2からの光ビームを副走査方向に集束し、回
転多面鏡4の反射面15上で主走査方向に平行な線像を形
成する。
Next, the operation of this embodiment will be described. The light source 1 is a semiconductor laser light source, and a divergent laser beam is emitted as a light beam. The collimator lens 2 collimates this and shapes the light beam into a substantially parallel beam. The cylinder lens 3 has power only in the sub-scanning plane, focuses the light beam from the collimator lens 2 in the sub-scanning direction, and forms a line image parallel to the main scanning direction on the reflecting surface 15 of the rotary polygon mirror 4. Form.

回転多面鏡4はその反射面15によってシリンダレンズ
3からの光ビームを所定の方向に偏向し、モータ5によ
って回転させられることによって、光ビームの偏向角を
時間と共に変化させ、例えばビーム11a,11b,11cのよう
に光ビームに被走査面8上を走査させる。
The rotary polygon mirror 4 deflects the light beam from the cylinder lens 3 in a predetermined direction by the reflecting surface 15 thereof and is rotated by the motor 5 to change the deflection angle of the light beam with time. For example, the beams 11a and 11b. , 11c causes the light beam to scan the surface 8 to be scanned.

第1のレンズ6及び第2のレンズ7により、走査光学
系を構成し、光ビームを被走査面8上に一点に集束させ
ると共に、光ビームが被走査面8上を等速で走査するよ
うに作用する。
A scanning optical system is configured by the first lens 6 and the second lens 7 so that the light beam is focused on the scanned surface 8 at one point, and the light beam scans the scanned surface 8 at a constant speed. Act on.

本走査光学系はまた、副走査面内において、回転多面
鏡4の反射面15と被走査面8が光学的に共役な関係にな
るように作用していることは勿論である。
It is needless to say that the main scanning optical system also operates so that the reflecting surface 15 of the rotary polygon mirror 4 and the surface to be scanned 8 are in an optically conjugate relationship within the sub-scanning surface.

この共役な関係を保つことにより、回転多面鏡4の反
射面15がその回転軸9に対し倒れても、被走査面8上の
光ビームは走査位置むらを発生することなく、同じ所を
走査し得る(面倒れ補正)。
By maintaining this conjugate relationship, even if the reflecting surface 15 of the rotary polygon mirror 4 tilts with respect to its rotation axis 9, the light beam on the scanned surface 8 scans the same position without causing uneven scanning position. Possible (compensation correction).

上記した被走査面8上での光ビームの走査位置むらの
許容値は非常にきびしく、例えば、本光学系をレーザビ
ームプリンタに用いる場合、印字密度600dpiで4μm以
下と言われる。
The allowable value of the scanning position unevenness of the light beam on the surface to be scanned 8 is extremely severe. For example, when the present optical system is used in a laser beam printer, it is said that the printing density is 4 μm or less at 600 dpi.

本光学系において、上記面倒れ補正を全く行なわなか
った場合、回転多面鏡4の反射面15の倒れ角は、上記光
ビームの走査位置むらを4μm以下とするためには、2.
5秒以下とする必要があり、回転多面鏡のかかる高精度
な製造は技術的に極めて困難となり、コスト的にも高価
になる。
In the present optical system, when the surface tilt correction is not performed at all, the tilt angle of the reflecting surface 15 of the rotary polygon mirror 4 is set to 2. In order to make the uneven scanning position of the light beam 4 μm or less.
It is necessary to set the time to 5 seconds or less, and it becomes technically extremely difficult to manufacture the rotary polygon mirror with high precision, and the cost becomes expensive.

本実施例では、上記面倒れ補正によって、回転多面鏡
4の反射面15の倒れ角度の許容値は、10分にまで緩和さ
れる(設計値)。
In the present embodiment, the allowable value of the tilt angle of the reflecting surface 15 of the rotary polygon mirror 4 is relaxed to 10 minutes by the surface tilt correction (design value).

この許容値が無限大とならないのは、多面鏡4の回転
にともなって、光ビームの反射される位置が若干ずれる
ため、走査の端では、厳密に共役関係とならないためで
ある。ちなみに、本実施例の光ビームの偏向角度の幅は
60度、被走査面8上の走査幅は300mm、回転多面鏡の反
射面数は8である。
The reason why the permissible value does not become infinite is that the position where the light beam is reflected is slightly displaced as the polygon mirror 4 rotates, and thus the strict conjugate relation does not occur at the scanning end. By the way, the width of the deflection angle of the light beam of this embodiment is
The scanning width on the surface 8 to be scanned is 60 mm, and the number of reflecting surfaces of the rotary polygon mirror is 8.

次に、走査光学系を構成する第1のレンズ6及び第2
のレンズ7の各部の作用について説明する。
Next, the first lens 6 and the second lens 6 which constitute the scanning optical system.
The operation of each part of the lens 7 will be described.

走査光学系を構成する第1のレンズ6の回転多面鏡側
の面6aは、副走査方向にのみ負のパワーを持つシリンダ
面であり、副走査方向像面湾曲の補正を行なっている。
The surface 6a on the rotary polygon mirror side of the first lens 6 forming the scanning optical system is a cylinder surface having negative power only in the sub-scanning direction, and corrects the field curvature in the sub-scanning direction.

ここで、副走査方向像面湾曲とは、副走査面内でみ
た、光ビームの集束位置が、被走査面8上の走査の端に
行くに従って被走査面8から離れる現象を言い、この離
れる量を副走査方向像面湾曲の大きさという。また、主
走査面内で見た同様の現象を主走査方向像面湾曲と言
う。また、光ビームの走査速度が一定でなく被走査面8
上の走査位置により変動する大きさを歪曲収差と呼ぶこ
とにする。
Here, the field curvature in the sub-scanning direction refers to a phenomenon in which the focusing position of the light beam as seen in the sub-scanning surface departs from the surface to be scanned 8 toward the end of scanning on the surface to be scanned 8 and is apart from this. The amount is called the size of the field curvature in the sub-scanning direction. A similar phenomenon seen in the main scanning plane is called field curvature in the main scanning direction. Further, the scanning speed of the light beam is not constant and the surface to be scanned 8
The magnitude that varies depending on the upper scanning position will be called distortion.

話をもどして、走査光学系内の第1のレンズ6の被走
査面8側の面6bは、球面であり、主走査方向像面湾曲と
歪曲収差を補正する作用を行なっている。
In other words, the surface 6b of the first lens 6 in the scanning optical system on the side of the surface to be scanned 8 is a spherical surface and serves to correct the field curvature and the distortion in the main scanning direction.

走査光学系内の第1のレンズ6が主として各収差の補
正作用を行なっているのに対し、第2のレンズ7は、主
として、光ビームを被走査面8上に1点に集束される作
用を行なっている。
While the first lens 6 in the scanning optical system mainly corrects each aberration, the second lens 7 mainly focuses the light beam on the scanned surface 8 at one point. Are doing.

上記第2のレンズ7の回転多面鏡側の面7aは副走査面
内で負のパワーを持つシリンダ面であり、上記第1のレ
ンズ6で補正した副走査方向像面湾曲の残留分を補正し
ている。
The surface 7a on the rotary polygon mirror side of the second lens 7 is a cylinder surface having a negative power in the sub-scanning plane, and the residual amount of the field curvature in the sub-scanning direction corrected by the first lens 6 is corrected. are doing.

上記第2のレンズ7の被走査面8側の面7bは主走査面
内で正のパワー、副走査面内でこれよりも強い正のパワ
ーを持つトロイダル面であり、主走査方向,副走査方向
共に光ビームを被走査面8上に集束させる作用を行な
う。
The surface 7b of the second lens 7 on the scanned surface 8 side is a toroidal surface having a positive power in the main scanning surface and a positive power stronger than this in the sub-scanning surface. The light beam is focused on the surface 8 to be scanned in both directions.

光ビームは、副走査面内では回転多面鏡4の反射面15
という、主走査面内に比べて極めて近い物点から発散さ
れる状態になっているため、第2のレンズ7の被走査面
8側の面7bの形状は、副走査面内でのパワーが、主走査
面内でのパワーに比べて強くなることになる。
The light beam is reflected by the reflecting surface 15 of the rotary polygon mirror 4 in the sub-scanning plane.
Since it is in a state of being diverged from an object point extremely close to that in the main scanning plane, the shape of the surface 7b on the scanned surface 8 side of the second lens 7 has a power in the sub-scanning plane. , Which is stronger than the power in the main scanning plane.

被走査面8は、例えば本光ビーム走査装置をレーザビ
ームプリンタに適用したのであれば、感光ドラムであ
り、該感光ドラムはその回転軸を主走査方向に配置した
円柱状の物体から成り、該円柱の軸を中心に回転しなが
ら、光ビームの信号を順次帯電記録して行く。
If the light beam scanning device is applied to a laser beam printer, for example, the surface to be scanned 8 is a photosensitive drum, and the photosensitive drum is composed of a cylindrical object whose rotation axis is arranged in the main scanning direction. While rotating around the axis of the cylinder, the signal of the light beam is sequentially charged and recorded.

可動台12は、上記走査光学系の第2のレンズ7をその
上に取付けて光軸方向に移動可能ならしめる作用を行な
う。調整ネジ13はその頭部が光学系各部品の取付基盤と
なっているベース14に固定されており、その回転により
可動台12を光軸方向に駆動する。第3図はこの調整機構
を拡大して示す。
The movable table 12 has a function of mounting the second lens 7 of the scanning optical system on the movable table 12 so as to be movable in the optical axis direction. The head of the adjusting screw 13 is fixed to a base 14 which is a mounting base for each component of the optical system, and its rotation drives the movable table 12 in the optical axis direction. FIG. 3 shows this adjusting mechanism in an enlarged manner.

レンズの形状誤差等によって光ビームの副走査方向の
集束位置がズレた場合、調整ネジ13の回転によって上記
第2のレンズ7を光軸方向に移動し調整するよう動作さ
せ得るものである。
When the focusing position of the light beam in the sub-scanning direction is deviated due to the shape error of the lens or the like, the second lens 7 can be moved and adjusted in the optical axis direction by the rotation of the adjusting screw 13.

本調整方法については後に説明する。 This adjustment method will be described later.

以上のような本発明の一実施例における走査光学系の
レンズ形状および配置の数値例を以下に示す。
Numerical examples of the lens shape and arrangement of the scanning optical system in the above-described embodiment of the present invention are shown below.

(1)第1のレンズ6 シリンダ面の曲率半径R3 10 mm 球面の曲率半径R1 569.32 mm レンズ厚さl2 15 mm 反射面15とシリンダ面との間の距離l1 60 mm 硝子材料屈折率 1.6091 (2)第2のレンズ7 シリンダ面の曲率半径R4 500 mm トロイダル面の主走査方向の曲率半径R2 184 mm トロイダル面の副走査方向の曲率半径R5 46.216mm レンズ厚さl4 23 mm 第1のレンズ6の球面から第2のレンズ7のシリンダ
面までの距離l3 47 mm トロイダル面から被走査面8までの距離 300 mm 第4図,第5図は本実施例にかかる光学系の収差性能
を示す特性図である。第4図は像面湾曲の特性を示し、
破線が主走査方向、実線が副走査方向の像面湾曲量の特
性である。縦軸は走査位置を相対値で示し、最大走査位
置1.0は最大偏向角±30度、走査幅±150mmに対応する。
(1) First lens 6 Cylinder surface radius of curvature R 3 10 mm Spherical surface radius of curvature R 1 569.32 mm Lens thickness l 2 15 mm Distance between reflecting surface 15 and cylinder surface l 1 60 mm Glass material refraction Ratio 1.6091 (2) Second lens 7 Curvature radius of cylinder surface R 4 500 mm Curvature radius of toroidal surface in main scanning direction R 2 184 mm Curvature radius of toroidal surface in sub-scanning direction R 5 46.216 mm Lens thickness l 4 23 mm Distance from the spherical surface of the first lens 6 to the cylinder surface of the second lens 7 l 3 47 mm Distance from the toroidal surface to the surface 8 to be scanned 300 mm FIGS. 4 and 5 relate to the present embodiment. It is a characteristic view which shows the aberration performance of an optical system. FIG. 4 shows the characteristic of field curvature,
The broken line is the characteristic of the amount of field curvature in the main scanning direction, and the solid line is the characteristic of the amount of field curvature in the sub scanning direction. The vertical axis represents the scanning position as a relative value, and the maximum scanning position 1.0 corresponds to the maximum deflection angle ± 30 degrees and the scanning width ± 150 mm.

本実施例は、解像度600dpiまで対応可能であり、被走
査面8上の光ビームを小さく集束してもビームスポット
径の均一性が得られるよう、像面湾曲は±1mm以内に保
たれており、収差は良好に補正されている。
This embodiment is compatible with resolutions up to 600 dpi, and the field curvature is kept within ± 1 mm so that the uniformity of the beam spot diameter can be obtained even if the light beam on the scanned surface 8 is focused small. , The aberration is corrected well.

第5図は、歪曲収差を示す特性図である。縦軸は第4
図のそれと同様に走査位置を相対値で示し、最大走査位
置1.0は最大偏向角±30度、走査幅で±150mmに対応して
いる。
FIG. 5 is a characteristic diagram showing distortion. The vertical axis is the fourth
Similar to that in the figure, the scanning position is indicated by a relative value, and the maximum scanning position 1.0 corresponds to the maximum deflection angle ± 30 degrees and the scanning width ± 150 mm.

歪曲収差の許容値は±0.3mmと言われ、本実施例の性
能はこれより充分小さく、収差が良好に補正されている
ことがわかる。
It is said that the allowable value of the distortion aberration is ± 0.3 mm, and the performance of this embodiment is sufficiently smaller than this, and it can be seen that the aberration is well corrected.

以上のような光学系において、本発明は、主走査方向
の光ビームの集束位置と、副走査方向の光ビームの集束
位置を、独立に、かつ面倒れ補正条件を完全に保ったま
ま、容易に調整することを可能ならしめている。
In the optical system as described above, the present invention makes it easy to set the focusing position of the light beam in the main scanning direction and the focusing position of the light beam in the sub-scanning direction independently and while completely maintaining the face-tilt correction condition. It is possible to adjust to.

本実施例において、走査光学系を構成するレンズの形
状誤差により光ビームの集束位置が被走査面8からずれ
た場合、まず、第1図に示すコリメータレンズ2を光軸
方向に移動することにより、主走査方向の集束位置を調
整できる。
In the present embodiment, when the focusing position of the light beam deviates from the surface to be scanned 8 due to the shape error of the lens forming the scanning optical system, first, the collimator lens 2 shown in FIG. 1 is moved in the optical axis direction. , The focusing position in the main scanning direction can be adjusted.

次に、調整ネジ13を回転することにより、第1図に示
すように第2のレンズ7が光軸方向に移動し、副走査方
向の集束位置のみを調整できる。この時、面倒れ補正条
件は保たれたままであることは前述した通りである。
Next, by rotating the adjusting screw 13, the second lens 7 is moved in the optical axis direction as shown in FIG. 1, and only the focusing position in the sub-scanning direction can be adjusted. At this time, as described above, the face-tilt correction condition is maintained.

第3図は、上記第2のレンズ7の移動手段を拡大して
示したものであることは先にも述べた。
As described above, FIG. 3 shows the moving means of the second lens 7 in an enlarged manner.

第3図において、第2のレンズ7が取付けられてある
可動台12は、ガイド20によって、その光軸方向にのみ移
動可能である。
In FIG. 3, the movable base 12 to which the second lens 7 is attached can be moved only by the guide 20 in the optical axis direction.

ガイド20は、光学系の他の部品の配置の基盤となるベ
ース14に固定されたものである。
The guide 20 is fixed to the base 14 which is a base for disposing other components of the optical system.

第3図には、ベース14の一部を示している。可動台12
のネジ穴には、調整ネジ13が嵌合しており、調整ネジ13
の頭部は、ベース14からの支持台16により保持され光軸
方向への動きは固定される。このような機構により、調
整ネジ13の回転によって、第2のレンズ7を光軸方向に
移動でき、集束位置調整が可能となる。
FIG. 3 shows a part of the base 14. Movable stand 12
The adjusting screw 13 is fitted in the screw hole of
The head is held by the support 16 from the base 14, and its movement in the optical axis direction is fixed. With such a mechanism, the second lens 7 can be moved in the optical axis direction by the rotation of the adjusting screw 13, and the focusing position can be adjusted.

次に、本発明によって、副走査方向の集束位置のみ独
立に調整可能となる理由を説明する。
Next, the reason why only the focusing position in the sub-scanning direction can be independently adjusted by the present invention will be described.

走査光学系によって、面倒れ補正機能まで持たせるた
めには、前述のように、主走査方向と副走査方向で異な
るパワーを有する必要があり、また副走査面内の方が主
走査面内よりもより強い正のパワーとなる必要がある。
In order to have the surface tilt correction function by the scanning optical system, it is necessary to have different powers in the main scanning direction and the sub scanning direction as described above. Also needs to be a stronger positive power.

このような考査光学系をトロイダル面により構成する
と、トロイダル面は、主走査方向よりも副走査方向によ
り強い正のパワーを持つ形状となる。
When such an examination optical system is configured by a toroidal surface, the toroidal surface has a shape having a stronger positive power in the sub scanning direction than in the main scanning direction.

しかし、このようなトロイダル面は負の副走査方向像
面湾曲を大きく発生し(補正がアンダーである)、これ
を補正するためには、副走査方向で主走査方向よりも強
い負のパワーを持つ面(負のシリンダ面とか)が不可欠
である。
However, such a toroidal surface causes a large negative image field curvature in the sub-scanning direction (undercorrection), and in order to correct this, a negative power stronger in the sub-scanning direction than in the main scanning direction is applied. The holding surface (such as the negative cylinder surface) is essential.

そうすると、走査光学系の副走査面内では、比較的強
い正のパワーを持つ面と、比較的強い負のパワーを持つ
面を含んで構成されることになり、この両者の面では、
形状の変化や位置の誤差が副走査面内での光ビームの集
束位置に対し特に強く感度を持つことになる。
Then, in the sub-scanning surface of the scanning optical system, it is configured to include a surface having a relatively strong positive power and a surface having a relatively strong negative power.
The shape change and the position error have a particularly strong sensitivity to the focus position of the light beam in the sub-scanning plane.

この両者の面のいづれかを光軸方向に移動させること
により、副走査面内での集束位置のずれを補正する方法
が考えられる。
It is conceivable to move either of these surfaces in the optical axis direction to correct the deviation of the focusing position in the sub-scanning surface.

ただし、上記両者の面の光ビームの集束位置に対する
感度係数は互いに逆符号のため、同一のレンズに両者の
面を形成すると、そのレンズの移動に対し、光ビームの
集束位置の移動は両面の効果が相殺し、感度が大幅に低
下する。感度が低いとレンズ移動量が大きくなり、他の
性能の劣化を来たす。
However, since the sensitivity coefficients for the light beam focusing positions on both surfaces are opposite in sign, when both surfaces are formed on the same lens, the movement of the light beam focusing position is different for both surfaces when the lens is moved. The effects are offset, and the sensitivity is greatly reduced. If the sensitivity is low, the amount of movement of the lens becomes large, which causes deterioration of other performance.

従って、上記両者の面は別々のレンズに形成すること
が望ましい。そして、副走査面内において、上記比較的
強い負のパワーを持つ面は、負のパワーを持つ面全ての
パワーの和の60%以上のパワーを持つことが望ましく、
同様に、上記強い正パワーの面は、正のパワーを持つ面
全てのパワーの和の60%以上のパワーを持つことが望ま
しい。
Therefore, it is desirable to form the both surfaces on different lenses. Then, in the sub-scanning plane, the surface having the relatively strong negative power preferably has a power of 60% or more of the sum of the powers of all the surfaces having negative power,
Similarly, it is desirable that the surface having strong positive power has a power of 60% or more of the sum of the powers of all surfaces having positive power.

前述したように、加工精度の問題から、光ビームの集
束位置のズレを最も発生し易いのは、トロイダル面の曲
率の誤差である。
As described above, it is the curvature error of the toroidal surface that is most likely to cause the deviation of the focusing position of the light beam due to the processing accuracy.

本実施例において、トロイダル面の副走査方向の曲率
が約0.3%の誤差を生じた場合に、上記第2のレンズ7
の光軸方向移動により集束位置ずれを補正することを計
算した。
In this embodiment, when the curvature of the toroidal surface in the sub-scanning direction has an error of about 0.3%, the second lens 7
It was calculated that the focusing position shift was corrected by moving the optical axis direction of the.

それによると、上記トロイダル面の曲率の0.3%変化
に対し、副走査方向の光ビームの集束位置は約4mmずれ
る。そして面倒れの許容値も約1分と1/10に低下する。
これを上記第2のレンズ7の移動により補正した結果の
性能を第6図及び第7図に示す。第6図は像面湾曲の特
性を示し、破線が主走査方向、実線が副走査方向の像面
湾曲特性である。縦軸及び横軸は第4図のそれと同様で
ある。第7図は、曲率収差の特性を示している。縦軸及
び横軸は第5図のそれと同様である。
According to this, the focus position of the light beam in the sub-scanning direction is deviated by about 4 mm with respect to the change of the curvature of the toroidal surface by 0.3%. And the permissible value of trouble is also reduced to about 1 minute and 1/10.
FIG. 6 and FIG. 7 show the performance as a result of correcting this by the movement of the second lens 7. FIG. 6 shows the field curvature characteristics, where the broken line is the main scanning direction and the solid line is the sub scanning direction. The vertical axis and the horizontal axis are the same as those in FIG. FIG. 7 shows the characteristic of the curvature aberration. The vertical axis and the horizontal axis are the same as those in FIG.

第6図,第7図から分かるように、これら収差は依然
とし許容値より充分小さく、何ら問題ないことが分か
る。また、上記面倒れの許容値も、10分ともとの設計値
にまで回復しており、本発明を用いない場合に比べ10倍
の面倒れ許容値緩和効果がるあると言える。また、この
補正に際しての、レンズ7の移動量は0.3mmであった。
As can be seen from FIGS. 6 and 7, these aberrations are still sufficiently smaller than the permissible values, and it can be seen that there is no problem. Further, the allowable value of the above-mentioned troubles has been restored to the original design value in 10 minutes, and it can be said that there is a 10 times more effect of alleviating the troubles than the case where the present invention is not used. Further, the amount of movement of the lens 7 at the time of this correction was 0.3 mm.

第8図は、第1図における第2のレンズ7を光軸方向
に移動調整するための機構の第2の具体例を副走査方向
断面で示した断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a second specific example of a mechanism for moving and adjusting the second lens 7 in FIG. 1 in the optical axis direction in a cross section in the sub-scanning direction.

これは、ベース36に第2のレンズ7の位置決めを行な
う爪31をレンズ7の被走査面側に固定し、スペーサ32を
介してレンズ7の端面に当てる。
In this, the claw 31 for positioning the second lens 7 is fixed to the base 36 on the surface to be scanned of the lens 7, and is applied to the end surface of the lens 7 via the spacer 32.

一方、レンズ7の回転多面鏡4側から、補助板33を介
してバネ34により、レンズ7をスペーサ32に押し付け位
置決めして固定を行なう。ここで、スペーサ32の厚さ、
もしくは数を変更することにより、第2のレンズ7の位
置を調節できるものである。
On the other hand, from the rotary polygon mirror 4 side of the lens 7, the lens 7 is pressed against the spacer 32 by the spring 34 via the auxiliary plate 33 to be positioned and fixed. Where the thickness of the spacer 32,
Alternatively, the position of the second lens 7 can be adjusted by changing the number.

第1図に示した実施例が、その走査光学系に含まれる
第2のレンズ7を移動して、光ビーム副走査方向の集束
位置を調整したのに対し、第9図は、本発明の更に別の
実施例を示す構成図であり、同実施例は走査光学系に含
まれるもう一方のレンズ6(負のパワーを持つ)により
調整出来るようにした実施例である。
In the embodiment shown in FIG. 1, the second lens 7 included in the scanning optical system is moved to adjust the focusing position in the light beam sub-scanning direction, while FIG. 9 shows the present invention. FIG. 13 is a configuration diagram showing yet another example, which is an example in which adjustment can be performed by the other lens 6 (having negative power) included in the scanning optical system.

第10図は第9図に示した実施例の副走査方向断面図で
ある。走査光学系に含まれる第1のレンズ6は、ベース
41の上に配置され、ガイド45に沿って光軸方向に移動可
能であり、スペーサ43を介して位置決め用のツメ43に押
し当て、バネ44で固定される。スペーサ43の厚さ又は枚
数の調節により、レンズ6の位置調整がなされる。
FIG. 10 is a sectional view in the sub-scanning direction of the embodiment shown in FIG. The first lens 6 included in the scanning optical system is a base
It is arranged above 41, is movable in the optical axis direction along a guide 45, is pressed against a positioning claw 43 via a spacer 43, and is fixed by a spring 44. The position of the lens 6 is adjusted by adjusting the thickness or the number of spacers 43.

本実施例において、第1図の場合と同様、第2のレン
ズ7のトロイダル面の曲率を0.3%変化させ、第1のレ
ンズ6の位置により、光ビームの集束位置を調整する動
作を行なわせた結果の性能を第11図,第12図に示す。
In the present embodiment, as in the case of FIG. 1, the curvature of the toroidal surface of the second lens 7 is changed by 0.3%, and the position of the first lens 6 is adjusted to adjust the focusing position of the light beam. The resulting performance is shown in Figs.

第11図は像面湾曲の特性を示し、破線が主走査方向、
実線が副走査方向の像面湾曲特性である。縦軸及び横軸
は第6図のそれと同様である。
FIG. 11 shows the characteristic of field curvature, the broken line is the main scanning direction,
The solid line represents the field curvature characteristic in the sub-scanning direction. The vertical axis and the horizontal axis are the same as those in FIG.

第12図は、歪曲収差特性を示している。縦軸及び横軸
は、第7図のそれと同様である。
FIG. 12 shows distortion aberration characteristics. The vertical axis and the horizontal axis are the same as those in FIG.

第11図,第12図から分かるように、本実施例の方法に
おいても、著しい性能劣化は来たさないことが分かる。
レンズ6の移動量は0.35mmであり、調整後の面倒れ角度
の許容値は約7分にまで回復している。
As can be seen from FIGS. 11 and 12, even in the method of this embodiment, no significant performance deterioration occurs.
The amount of movement of the lens 6 is 0.35 mm, and the allowable value of the face tilt angle after adjustment has recovered to about 7 minutes.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上述べたように、本発明によれば、光ビーム走査装
置において、光ビームの副走査方向の集束位置のずれを
独立に、かつ面倒れ補正条件を完全に保持しつつ(面倒
れ角度の許容値を10倍以上緩和するという効果を保持し
つつ)、他の性能を劣化させることもなく、容易に、補
正し得るという効果がある。
As described above, according to the present invention, in the light beam scanning device, the deviation of the focusing position of the light beam in the sub-scanning direction is independently maintained and the surface tilt correction condition is completely maintained (the surface tilt angle is allowable). While maintaining the effect of relaxing the value 10 times or more), there is an effect that the correction can be easily performed without degrading other performance.

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

第1図は本発明の一実施例を示す構成図、第2図は第1
図に示した実施例の副走査方向断面図、第3図は第1図
における第2のレンズ7の移動調整機構の拡大斜視図、
第4図は本発明の一実施例における像面湾曲性能を示し
た特性図、第5図は同じく歪曲収差性能を示した特性
図、第6図は本発明の一実施例で、集束位置ずれ調整後
の像面湾曲性能を示した特性図、第7図は同じく歪曲収
差性能を示した特性図、第8図は第1図におけるレンズ
7の移動機構の他の具体例を示す断面図、第9図は本発
明の他の実施例を示す構成図、第10図は同実施例の副走
査方向断面図、第11図は第9図に示した実施例において
レンズ6の移動により光ビームの集束位置ずれを調節し
た後の像面湾曲性能を示した特性図、第12図は同じく歪
曲収差性能を示した特性図、第13図は従来の光ビームの
副走査方向の集束位置ずれを調整する方法の原理を示す
概念図、第14図は本発明において光ビームの副走査方向
集束位置ずれを調整する方法の原理を示す概念図、第15
図はレンズ移動量と集束位置変化量の関係およびレンズ
移動量と性能劣化量との関係を示した特性図、である。 符号の説明 1……光源、2……コリメータレンズ、3……シリンダ
レンズ、4……回転多面鏡、5……モータ、6……走査
光学系に含まれる第1のレンズ、7……走査光学系に含
まれる第2のレンズ、8……被走査面、9……回転多面
鏡の回転中心軸、10……偏向される前の光ビーム、11…
…偏向された後の光ビーム、12……可動台、13……調整
ネジ、14……ベース、16……支持台、20……レンズ移動
用ガイド、31……位置決め用爪、32……スペーサ、33…
…補助板、34……バネ、35……バネ固定用ネジ、36……
ベース、41……ベース、42……位置決め用爪、43……ス
ペーサ、44……バネ、45……ガイド、100……偏向面、1
01……走査光学系、102……被走査面、103……シリンダ
レンズ、104……コリメータレンズ、105……光源、111
……偏向面、112……被走査面、113……シリンダレン
ズ、114……コリメータレンズ、115……光源
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 3 is a sectional view in the sub-scanning direction of the embodiment shown in the drawing, FIG. 3 is an enlarged perspective view of a movement adjusting mechanism of the second lens 7 in FIG.
FIG. 4 is a characteristic diagram showing field curvature performance in one embodiment of the present invention, FIG. 5 is a characteristic diagram showing distortion aberration performance in the same embodiment, and FIG. 6 is one embodiment of the present invention. FIG. 7 is a characteristic view showing the field curvature performance after adjustment, FIG. 7 is a characteristic view showing the same distortion performance, and FIG. 8 is a sectional view showing another specific example of the moving mechanism of the lens 7 in FIG. FIG. 9 is a constitutional view showing another embodiment of the present invention, FIG. 10 is a sectional view in the sub-scanning direction of the same embodiment, and FIG. 11 is a light beam by moving the lens 6 in the embodiment shown in FIG. Fig. 12 is a characteristic diagram showing the field curvature performance after adjusting the focusing position shift of Fig. 12, Fig. 12 is a characteristic diagram showing the same distortion aberration performance, and Fig. 13 is a conventional focusing shift of the light beam in the sub-scanning direction. FIG. 14 is a conceptual diagram showing the principle of the adjusting method, and FIG. 14 is a view for adjusting the focusing position deviation of the light beam in the sub-scanning direction in the present invention. Conceptual diagram showing the principle of the method, No. 15
The figure is a characteristic diagram showing the relationship between the lens movement amount and the focusing position change amount and the relationship between the lens movement amount and the performance deterioration amount. Explanation of reference numerals 1 ... Light source, 2 ... Collimator lens, 3 ... Cylinder lens, 4 ... Rotating polygon mirror, 5 ... Motor, 6 ... First lens included in scanning optical system, 7 ... Scan Second lens included in the optical system, 8 ... Scanned surface, 9 ... Rotation center axis of rotating polygon mirror, 10 ... Light beam before being deflected, 11 ...
… Defocused light beam, 12 …… movable base, 13 …… adjustment screw, 14 …… base, 16 …… support base, 20 …… lens moving guide, 31 …… positioning claw, 32 …… Spacer, 33 ...
… Auxiliary plate, 34 …… Spring, 35 …… Spring fixing screw, 36 ……
Base, 41 ... Base, 42 ... Positioning claw, 43 ... Spacer, 44 ... Spring, 45 ... Guide, 100 ... Deflection surface, 1
01: scanning optical system, 102: surface to be scanned, 103: cylinder lens, 104: collimator lens, 105: light source, 111
... Deflection surface, 112 ... Scanned surface, 113 ... Cylinder lens, 114 ... Collimator lens, 115 ... Light source

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】光ビーム発生源(1)と、該光ビーム発生
源(1)から発生する光ビームを線状に結像する第1の
光学系(3)と、該第1の光学系(3)により結像され
る線像の近傍にその偏向反射面(15)を有する偏向器
(4)と、該偏向器(4)により偏向された光ビームに
より走査される被走査面(8)と、該被走査面(8)と
前記偏向反射面(15)との間に配され、該反射面(15)
と前記被走査面(8)との間の位置関係を光学的に共役
な関係に保って倒れ補正機能を実現する第2の光学系
(6,7)と、から成る倒れ補正機能を有する光ビーム走
査装置において、 前記第2の光学系を構成するレンズ群の中に、該レンズ
群を構成する各レンズの負のパワーをもつレンズ面の中
で最大の負のパワーをもつレンズ面を備えた第1のレン
ズと、前記レンズ群を構成する各レンズの正のパワーを
もつレンズ面の中で最大の正のパワーをもつレンズ面を
備え、前記第1のレンズとは異なる第2のレンズと、が
含まれ該第1のレンズ又は第2のレンズがその光軸方向
に沿って移動可能に設けられていることを特徴とする倒
れ補正機能を有する光ビーム走査装置。
1. A light beam generator (1), a first optical system (3) for linearly focusing a light beam generated from the light beam generator (1), and the first optical system. A deflector (4) having a deflecting / reflecting surface (15) near the line image formed by (3), and a scan surface (8) scanned by the light beam deflected by the deflector (4). ) And the scanning surface (8) and the deflection reflection surface (15), and the reflection surface (15)
And a second optical system (6, 7) for realizing a tilt correction function by maintaining a positional relationship between the scanned surface (8) and the surface to be scanned (8) in an optically conjugate relationship. In the beam scanning device, a lens surface having the maximum negative power among the lens surfaces having negative power of each lens forming the lens group is provided in the lens group forming the second optical system. A second lens different from the first lens, which includes a first lens and a lens surface having the largest positive power among the lens surfaces having the positive power of each lens forming the lens group. And a light beam scanning device having a tilt correction function, wherein the first lens or the second lens is provided so as to be movable along the optical axis direction.
【請求項2】請求項1に記載の倒れ補正機能を有する光
ビーム走査装置において、前記第1のレンズの有する負
のパワーを持つ面は、走査方向断面におけるパワーより
も、走査方向と垂直な方向におけるパワーの方が強いよ
うな形状の面であり、また、前記第2のレンズの有する
正のパワーを持つ面は、走査方向断面におけるパワーよ
りも、走査方向と垂直な方向におけるパワーの方が強い
ような形状の面であることを特徴とする光ビーム走査装
置。
2. A light beam scanning device having a tilt correction function according to claim 1, wherein a surface of the first lens having a negative power is perpendicular to a scanning direction rather than a power in a scanning direction cross section. The surface having a shape in which the power in the scanning direction is stronger, and the surface having the positive power in the second lens is the power in the direction perpendicular to the scanning direction than the power in the scanning direction cross section. A light beam scanning device characterized in that the surface is shaped so as to be strong.
【請求項3】請求項1又は2に記載の倒れ補正機能を有
する光ビーム走査装置において、前記第1のレンズの有
する負のパワーを持つ面のパワーの大きさは、走査方向
に垂直な方向で負のパワーを持つ全ての面のパワーの和
の0.6倍以上であり、また、前記第2のレンズの有する
正のパワーを持つ面のパワーの大きさは、走査方向に垂
直な方向で正のパワーを持つ全ての面のパワーの和の0.
6倍以上であることを特徴とする光ビーム走査装置。
3. The light beam scanning device having a tilt correction function according to claim 1, wherein the surface of the first lens having a negative power has a magnitude of power perpendicular to the scanning direction. Is 0.6 times or more the sum of the powers of all surfaces having negative power, and the magnitude of the power of the surface having positive power of the second lens is positive in the direction perpendicular to the scanning direction. The sum of the powers of all surfaces that have the power of 0.
A light beam scanning device characterized by 6 times or more.
JP6576288A 1988-03-22 1988-03-22 Light beam scanning device with tilt correction function Expired - Lifetime JP2557938B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6576288A JP2557938B2 (en) 1988-03-22 1988-03-22 Light beam scanning device with tilt correction function

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6576288A JP2557938B2 (en) 1988-03-22 1988-03-22 Light beam scanning device with tilt correction function

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH01239518A JPH01239518A (en) 1989-09-25
JP2557938B2 true JP2557938B2 (en) 1996-11-27

Family

ID=13296361

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6576288A Expired - Lifetime JP2557938B2 (en) 1988-03-22 1988-03-22 Light beam scanning device with tilt correction function

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2557938B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH01239518A (en) 1989-09-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6775041B1 (en) Multibeam scanning apparatus
US5130840A (en) Light scanning system
US5162938A (en) Light scanning system
JP3487550B2 (en) Multi-beam scanner
US6844892B2 (en) Multi-beam scanning device
US6081364A (en) Laser light source for emitting a plurality of laser beams, method adjusting focusing of the laser light source, and scanning optical system
JPH09304720A (en) Optical scanning device and optical lens
JPH03179420A (en) Optical apparatus
JP2557938B2 (en) Light beam scanning device with tilt correction function
JP2002062499A (en) Scanning optical device
JPH02240617A (en) Optical beam scanner
US5327280A (en) Scanning optical system
JPS61295526A (en) Photoscanner
JPS62278521A (en) Light beam scanning device
JPH09288245A (en) Optical scanner
JPH02282715A (en) Optical deflector
JPH10213769A (en) Lens holding device and optical beam scanning optical device
JPH10142547A (en) Optical scanning device
JPH07181412A (en) Multibeam scanner
JPH07318838A (en) Optical scanner
JP2001004939A (en) Multibeam scanning system
JP2004070312A (en) Multi-beam scanner
JP2749850B2 (en) Optical deflection device
JPH1123992A (en) Scan optical system and image forming device using the system
JPH02269305A (en) Optical scanner