JP3073129B2 - Optical scanning device - Google Patents

Optical scanning device

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JP3073129B2
JP3073129B2 JP06117194A JP11719494A JP3073129B2 JP 3073129 B2 JP3073129 B2 JP 3073129B2 JP 06117194 A JP06117194 A JP 06117194A JP 11719494 A JP11719494 A JP 11719494A JP 3073129 B2 JP3073129 B2 JP 3073129B2
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scanning
beam diameter
center
optical
lens
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和則 村上
智則 伊久美
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、レーザプリンタ等にお
いて感光体を露光するのに使用する光走査装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical scanning device used for exposing a photosensitive member in a laser printer or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、レーザプリンタは、感光体ドラ
ムの表面を均一に帯電した後、光走査装置からの走査レ
ーザ光で感光体ドラムの表面を走査して感光体ドラムに
静電潜像を形成し、その静電潜像をトナーで現像して顕
像化した後、そのトナー像を転写紙に転写し、その転写
紙のトナーを熱定着することにより印刷を行っている。
2. Description of the Related Art For example, a laser printer uniformly charges the surface of a photosensitive drum and then scans the surface of the photosensitive drum with a scanning laser beam from an optical scanning device to form an electrostatic latent image on the photosensitive drum. After the toner image is formed, the electrostatic latent image is developed with toner and visualized, the toner image is transferred to a transfer sheet, and printing is performed by thermally fixing the toner of the transfer sheet.

【0003】このような装置に使用する光走査装置とし
ては、例えば、特公平5−15339号公報のものが知
られている。この公報では、半導体レーザ光をポリゴン
ミラーで偏向走査し、像形成面において走査中心から端
に行くに従い走査速度が速くなる光学系を使用し、その
光学系に対してデータクロックを電圧制御発振器を用い
て走査中央から端に行くに従い周波数が高くなるように
制御してfθ特性を電気的に補正し、また、これに伴っ
て発生する端部での露光エネルギーの減少分を半導体レ
ーザ光のパワーを上げることにより見かけ上の印刷濃度
を走査中央部と端部で均一になるようにしている。
[0003] As an optical scanning device used in such an apparatus, for example, one disclosed in Japanese Patent Publication No. 5-15339 is known. In this publication, a semiconductor laser beam is deflected and scanned by a polygon mirror, and an optical system in which a scanning speed is increased from the scanning center to an end on an image forming surface is used, and a data clock is supplied to the optical system by a voltage controlled oscillator. The fθ characteristic is electrically corrected by controlling so that the frequency becomes higher from the scanning center to the end, and the decrease in the exposure energy at the end caused by this is determined by the power of the semiconductor laser light. Is increased so that the apparent print density becomes uniform at the center and the end of the scan.

【0004】すなわち、走査速度が速くなる分、端部で
は感光ドラム上の露光エネルギーが減少し、中央部から
端部に行くに従い印刷の濃度が薄くなる現象が発生する
ため、端部に行くに従い半導体レーザ光の発光エネルギ
ーが段階的に高くなるように光量を制御し印刷濃度の均
一化を図っている。
That is, as the scanning speed increases, the exposure energy on the photosensitive drum decreases at the end, and a phenomenon occurs in which the print density decreases from the center to the end. The light quantity is controlled so that the emission energy of the semiconductor laser light is increased step by step to achieve uniform printing density.

【0005】このため、公報のものでは、半導体レーザ
のドライブ回路に半導体レーザ光のパワーを段階的に変
更できる回路を付加している。
For this reason, in the publication, a circuit capable of changing the power of the semiconductor laser light stepwise is added to the drive circuit of the semiconductor laser.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】このように従来装置で
は、半導体レーザのドライブ回路に半導体レーザ光のパ
ワーを段階的に変更できる回路を付加しなければなら
ず、構成が複雑化する問題があった。
As described above, in the conventional apparatus, it is necessary to add a circuit capable of changing the power of the semiconductor laser light in a stepwise manner to the drive circuit of the semiconductor laser. Was.

【0007】そこで本発明は、簡単な構成で走査中央部
から端部までの印刷濃度を略均一化できる光走査装置を
提供する。
Accordingly, the present invention provides an optical scanning device which can make the print density from the center to the end of the scan substantially uniform with a simple configuration.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、光ビームを回
転反射体で偏向走査し、その走査ビームを走査方向に平
坦な像形成面に結像する光走査装置において、走査ビー
ムを補正レンズを通して像形成面に結像し、補正レンズ
は、走査ビームの走査角が大きくなるに従って像形成面
に結像する走査ビームのビーム径大きくすることに
ある。
The present invention SUMMARY OF] deflects the scanning light beam in rotary reflector, an optical scanning device to form an image on a flat image plane of the scanning beam in the scanning direction, the scanning Bee
Focuses the image on the image forming surface through the correction lens
Is <br/> to increase the beam diameter of the scanning beam to be imaged on the imaging surface in accordance with the scanning angle of the scanning beam increases.

【0009】[0009]

【作用】このような構成の本発明においては、回転反射
体からの走査ビームが補正レンズを通過することによ
り、走査ビームの走査角が大きくなるに従って像形成面
上のビーム径が大きくなる。
In the present invention having such a configuration, as the scanning beam from the rotating reflector passes through the correction lens , the beam diameter on the image forming surface increases as the scanning angle of the scanning beam increases.

【0010】[0010]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0011】図1は光走査装置の部分構成を示す平面
図、図2は光走査装置の全体構成を示す一部断面した側
面図である。
FIG. 1 is a plan view showing a partial configuration of the optical scanning device, and FIG. 2 is a partially sectional side view showing the entire configuration of the optical scanning device.

【0012】図において1はベースで、このベース1に
はスキャナモータ2を固定している。前記スキャナモー
タ2はポリゴンミラー3を回転駆動するようになってい
る。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a base, on which a scanner motor 2 is fixed. The scanner motor 2 drives the polygon mirror 3 to rotate.

【0013】前記ベース1の上にはハウジング4をねじ
止めにより固定している。前記ハウジング4の上部に、
放熱板5に固定した半導体レーザ素子6、この半導体レ
ーザ素子6からのレーザ光(光ビーム)を調整するコリ
メータレンズを接着固定したコリメータ鏡筒7、このコ
リメータ鏡筒7を1次元スライド可能に取付けたコリメ
ータ鏡筒保持部材8からなる光出射ユニット9を固定し
ている。
A housing 4 is fixed on the base 1 by screwing. At the top of the housing 4,
A semiconductor laser element 6 fixed to a heat sink 5, a collimator barrel 7 to which a collimator lens for adjusting a laser beam (light beam) from the semiconductor laser element 6 is adhered and fixed, and the collimator barrel 7 is slidably mounted in one dimension. A light emitting unit 9 including a collimator barrel holding member 8 is fixed.

【0014】前記光出射ユニット9の前方に位置してシ
リンドリカルレンズ10、収束レンズ(平凸レンズ)1
1、折り返しミラー12を一体化した結像ユニット13
を前記ハウジング4の上部下面にねじ止めにより固定し
ている。
A cylindrical lens 10 and a convergent lens (plano-convex lens) 1 are located in front of the light emitting unit 9.
1. Image forming unit 13 in which folding mirror 12 is integrated
Is fixed to the upper lower surface of the housing 4 by screwing.

【0015】前記結像ユニット13は、シリンドリカル
レンズ10を平板状のレンズホルダ19に固定し、この
レンズホルダ19を内部フレームにスライド自在に装着
している。そして前記ハウジング4に前記レンズホルダ
19に連通する矩形の開口孔20を形成し、レンズホル
ダ19の外部からのスライド調整を可能にしている。
In the image forming unit 13, the cylindrical lens 10 is fixed to a flat lens holder 19, and the lens holder 19 is slidably mounted on an internal frame. Further, a rectangular opening hole 20 communicating with the lens holder 19 is formed in the housing 4 to enable the slide adjustment of the lens holder 19 from outside.

【0016】前記半導体レーザ素子6からのレーザ光
は、コリメータレンズ、シリンドリカルレンズ10及び
収束レンズ11を通して折り返しミラー12で反射し、
その反射したレーザ光が前記ポリゴンミラー3の反射面
で反射し偏向走査される。そして前記ポリゴンミラー3
からの走査光(走査ビーム)は前記ハウジング4の前面
の貫通孔に装着した補正レンズ14を通過した後、折返
しユニット15に固定した折返しミラー16,17に反
射してから像形成面である感光体ドラム18の感光面に
照射するようになっている。前記折返しユニット15は
前記ハウジング4の前面外側にねじ止めにより固定して
いる。
The laser beam from the semiconductor laser element 6 is reflected by a return mirror 12 through a collimator lens, a cylindrical lens 10 and a converging lens 11,
The reflected laser light is reflected by the reflecting surface of the polygon mirror 3 and is deflected and scanned. And the polygon mirror 3
The scanning light (scanning beam) passes through a correction lens 14 attached to a through-hole on the front surface of the housing 4 and is reflected by folding mirrors 16 and 17 fixed to a folding unit 15 to form a photosensitive image forming surface. Irradiation is performed on the photosensitive surface of the body drum 18. The folding unit 15 is fixed to the outside of the front surface of the housing 4 by screwing.

【0017】前記補正レンズ14は、図3に示すよう
に、入射面a1 が主走査方向に回転軸を持つ包絡線が偶
数次の高次多項式で表わされる非球面で、出射面a2 が
光軸方向に回転軸を持つ包絡線が偶数次の高次多項式で
表わされる非球面となっている。 このような構成の光
走査装置の組立ては、先ずハウジング4に光出射ユニッ
ト9、結像ユニット13及び補正レンズ14を固定す
る。このとき、光出射ユニット9のコリメータレンズと
半導体レーザ素子6の芯だし調整をオートコリメータ等
を利用して別途行う。
As shown in FIG. 3, the correction lens 14 has an entrance surface a1 which is an aspherical surface whose rotation axis is in the main scanning direction and whose envelope is expressed by an even-order higher-order polynomial, and whose exit surface a2 has an optical axis. An envelope having a rotation axis in the direction is an aspheric surface represented by an even-order higher-order polynomial. In assembling the optical scanning device having such a configuration, first, the light emitting unit 9, the imaging unit 13, and the correction lens 14 are fixed to the housing 4. At this time, the alignment of the collimator lens of the light emitting unit 9 and the semiconductor laser element 6 is separately performed using an autocollimator or the like.

【0018】また、ポリゴンミラー3の反射面に相当す
る位置に2次元エリアセンサ等を配置し、大まかなコリ
メータの光軸方向1次元調整とシリンドリカルレンズ1
0の副走査方向位置調整を行う。
A two-dimensional area sensor or the like is arranged at a position corresponding to the reflection surface of the polygon mirror 3 to roughly adjust the collimator in one direction in the optical axis direction and to adjust the cylindrical lens 1.
Zero position adjustment in the sub-scanning direction is performed.

【0019】次にスキャナモータ2と結合し、ピント面
に相当する位置に配置したビーム径評価装置を見ながら
コリメータの光軸方向調整をしっかりと行う。
Next, the collimator is tightly adjusted in the optical axis direction while looking at the beam diameter evaluation device connected to the scanner motor 2 and arranged at a position corresponding to the focal plane.

【0020】そしてハウジング4に折返しユニット15
を取付ける。こうすることで、折返しユニット15のミ
ラー16,17の精度や汚れに影響されずに、しかもス
キャナモータ2の回転軸に垂直に近い面内で偏向走査で
き、光走査装置やビーム径評価装置のセッティングが楽
になる。
The folding unit 15 is attached to the housing 4.
Install. By doing so, it is possible to deflect and scan in a plane almost perpendicular to the rotation axis of the scanner motor 2 without being affected by the accuracy and dirt of the mirrors 16 and 17 of the folding unit 15, and the optical scanning device and the beam diameter evaluation device Setting becomes easy.

【0021】次にfθ補正を光学的に行っていない、換
言すれば電気的に補正する必要がある、本光走査装置の
設計値について述べる。
Next, a description will be given of the design values of the optical scanning device in which the fθ correction is not performed optically, in other words, the correction is required electrically.

【0022】図4はシュミレーション結果を示す図で、
(a) はfθ誤差(正規走査位置に対する実走査位置のず
れ)、(b) は主走査像面湾曲、(c) は副走査像面湾曲、
(d)は走査線湾曲を示している。走査位置は、中央から
片側へ110mmまでの位置で、グラフは各位置での誤差
量を示している。
FIG. 4 shows a simulation result.
(a) is the fθ error (the deviation of the actual scanning position from the normal scanning position), (b) is the main scanning field curvature, (c) is the sub-scanning field curvature,
(d) shows the scanning line curvature. The scanning position is a position from the center to 110 mm to one side from the center, and the graph shows an error amount at each position.

【0023】なお、このシュミレーションは、補正レン
ズ14の軸外し量を−1.434mm、入射ビームのスキ
ュー角を3.406°、仮想収束点y座標を−30.4
012mm、ポリゴンミラー3の内接円半径を14mm、2
20mmの走査のためのポリゴンミラー3の走査角を42
°、ポリゴンミラー3の反射面の楕円半径を120.2
97mm、補正レンズ14の厚さを5mm、補正レンズ14
の入射面中央半径を12.1366mm、補正レンズ14
の頂点y座標を38.2mmとして行った。
In this simulation, the off-axis amount of the correction lens 14 is -1.434 mm, the skew angle of the incident beam is 3.406 °, and the virtual convergence point y coordinate is -30.4 mm.
012 mm, the radius of the inscribed circle of the polygon mirror 3 is 14 mm,
The scanning angle of the polygon mirror 3 for scanning of 20 mm is 42
°, the elliptical radius of the reflecting surface of the polygon mirror 3 is 120.2
97 mm, the thickness of the correction lens 14 is 5 mm, and the correction lens 14
The center radius of the incident surface is 12.1366 mm, and the correction lens 14
Was performed with the vertex y coordinate of 38.2 mm.

【0024】すなわち、ポリゴンミラー3は、内接円半
径14mm、走査角42°、反射面の(楕)円半径12
0.297mmで3.406°のスキュー角を持って回転
中心から30.4012mm(ポリゴンミラー回転軸に垂
直な面(x−y面)へのy軸斜影成分)に主走査成分が
集光されるように構成している。また、副走査集光位置
はポリゴン反射面である。
That is, the polygon mirror 3 has an inscribed circle radius of 14 mm, a scanning angle of 42 °, and an (elliptical) circle radius of 12 on the reflection surface.
A main scanning component is condensed on a 0.3042 mm (y-axis oblique component to a plane (xy plane) perpendicular to the polygon mirror rotation axis) from the rotation center with a skew angle of 3.406 ° at 0.297 mm. It is configured so that: The sub-scanning light condensing position is a polygon reflection surface.

【0025】前記補正レンズ14は、ポリゴンミラー3
で偏向走査された走査光を結像し面倒れ補正するレンズ
であるが、入射面は主走査方向に平行な直線を回転対称
軸とする回転体形状であり、走査角0°のときの走査面
位置を中心に左右対称形で、主走査方向断面形状は以下
に示す偶数時の高次多項式で表わされる。そのときの係
数は、入射面2次係数が0.007361、入射面4次
係数が6.732446×10-7、入射面6次係数が−
6.848163×10-10 、入射面8次係数が4.3
83077×10-13 となる。
The correction lens 14 is a polygon mirror 3
Is a lens that forms an image of the scanning light deflected by the scanning and corrects the surface tilt, but the incident surface has a rotating body shape with a rotationally symmetric axis as a straight line parallel to the main scanning direction, and scanning at a scanning angle of 0 °. It is symmetrical with respect to the plane position, and the cross-sectional shape in the main scanning direction is represented by the following even-numbered high-order polynomial. The coefficients at this time are as follows: the incident surface second order coefficient is 0.007361, the incident surface fourth order coefficient is 6.732446 × 10 −7 , and the incident surface sixth order coefficient is −.
6.848163 × 10 −10 , the eighth-order coefficient of incidence plane is 4.3
83077 × 10 -13 .

【0026】また、出射面は走査角0°のときの光軸回
転中心として回転対称構造で、主走査方向断面形状は以
下に示す偶数時の高次多項式で表わされる。そのときの
係数は、出射面2次係数が0.008121、出射面4
次係数が1.409573×10-6、出射面6次係数が
−4.242689×10-10 、出射面8次係数が4.
043859×10-14 となる。
The exit surface has a rotationally symmetric structure with respect to the optical axis rotation center when the scanning angle is 0 °, and the cross-sectional shape in the main scanning direction is represented by the following even-numbered high-order polynomial. The coefficient at this time is as follows: the outgoing surface secondary coefficient is 0.008121, the outgoing surface 4
The order coefficient is 1.409573 × 10 −6 , the sixth-order coefficient of the exit surface is −4.242289 × 10 −10 , and the eighth-order coefficient of the exit surface is 4.
043859 × 10 -14 .

【0027】また、入射面と出射面の中心軸は、図5の
(a)(b)に示すように、同一平面内に無い。その軸外し量
は−1.434mmで出射面軸は光軸を通る。非球面の一
般式は、下記式で示され、非球面係数の2次の項をRに
換算すると、A2=1/2Rとなる。但し、入射面のR
は67.925mm、出射面のRは61.57mm、kは入
射面、出射面とも−1である。
The central axes of the entrance plane and the exit plane are shown in FIG.
(a) As shown in (b), they are not in the same plane. The off-axis amount is -1.434 mm, and the exit surface axis passes through the optical axis. The general formula of the aspherical surface is represented by the following formula. When the quadratic term of the aspherical surface coefficient is converted into R, A2 = 1 / R. However, R of the incident surface
Is 67.925 mm, R of the exit surface is 61.57 mm, and k is −1 for both the entrance surface and the exit surface.

【0028】[0028]

【数1】 次にこの光走査装置のfθ誤差(各走査位置に対する走
査速度)について述べる。
(Equation 1) Next, the fθ error (scanning speed for each scanning position) of the optical scanning device will be described.

【0029】走査速度は中心から端に行くに従って速く
なるが、設計的には中心と片側110mm走査できる位置
を基準にしているので、理想走査位置からの実走査位置
のずれは図7に示すようになり、65mm付近で最大の
4.65mm程中心よりになる。中央の走査速度v0 に対
する各走査位置の走査速度vx の比を示すと図6に示す
ようになる。すなわち、中心から110mmの位置では約
1.37倍となる。
Although the scanning speed increases from the center to the end, the deviation from the ideal scanning position to the actual scanning position is shown in FIG. And the maximum is about 65 mm at about 65 mm from the center. When indicating the ratio of the scanning speed v x of the scanning position with respect to the center of the scanning velocity v 0 is as shown in FIG. That is, at a position 110 mm from the center, the magnification becomes about 1.37 times.

【0030】このような光走査装置において、本実施例
では半導体レーザ素子6のパワーを変調する回路を付加
すること無くビーム径を走査速度比に応じて大きくする
ことで印刷濃度を均一にする。すなわち、レーザ光のビ
ーム径を中心から端に行くに従って段階的に大きくする
ことで実現する。
In such an optical scanning apparatus, in this embodiment, the print density is made uniform by increasing the beam diameter in accordance with the scanning speed ratio without adding a circuit for modulating the power of the semiconductor laser element 6. That is, this is realized by gradually increasing the beam diameter of the laser light from the center to the end.

【0031】これには主走査のビーム径のみを端に行く
に従って大きくするパターンと主走査及び副走査の両方
とも端に行くに従って大きくするパターンがある。
There are two types of patterns: a pattern in which only the main scanning beam diameter increases toward the end, and a pattern in which both the main scanning and the sub-scanning increase toward the end.

【0032】主走査のビーム径のみを端に行くに従って
大きくするパターンをグラフで示すと、走査の中心のビ
ーム径w0 と各走査位置のビーム径wx の比は、主走査
では図8のグラフg1 に示すようになり、副走査では図
8のグラフg2 に示すようになる。すなわち、主走査の
ビーム径を走査速度比に略合わせて大きくし、また副走
査のビーム径は一定にする。
FIG. 8 is a graph showing a pattern in which only the main scanning beam diameter increases toward the end. The ratio between the beam diameter w 0 at the center of scanning and the beam diameter w x at each scanning position is as shown in FIG. It is as shown in the graph g 1, as shown in the graph g 2 in FIG. 8 is a sub-scan. That is, the beam diameter in the main scanning is increased substantially in accordance with the scanning speed ratio, and the beam diameter in the sub-scanning is kept constant.

【0033】また、主走査及び副走査の両方とも端に行
くに従って大きくするパターンをグラフで示すと、走査
の中心のビーム径w0 と各走査位置のビーム径wx の比
は、主走査、副走査ともに図8のグラフg3 に示すよう
になる。すなわち、主走査、副走査ともに走査速度比の
平方根に略一致するように大きくする。
A graph showing a pattern in which both the main scanning and the sub-scanning become larger toward the end is shown by a graph. The ratio of the beam diameter w 0 at the center of scanning to the beam diameter w x at each scanning position is determined by the following equation . as it is shown in the graph g 3 of FIG. 8 in the sub-scanning both. That is, both the main scanning and the sub-scanning are increased so as to substantially coincide with the square root of the scanning speed ratio.

【0034】具体的には一例として、主走査のビーム径
の変化を図9に示すように設定し、副走査のビーム径の
変化を図10に示すように設定した。すなわち、図9及
び図10は、中央部でのビーム径が最小となるようにコ
リメータピント調整を行った場合の主走査及び副走査ビ
ーム径の各走査位置に対する測定値(1/e2 )を示
し、主走査、副走査共に略走査速度比の平方根の太りを
示している。
Specifically, as an example, the change in the beam diameter in the main scanning is set as shown in FIG. 9, and the change in the beam diameter in the sub-scanning is set as shown in FIG. That is, FIGS. 9 and 10 show the measured values (1 / e 2 ) of the main scanning and sub-scanning beam diameters at each scanning position when the collimator focus adjustment is performed so that the beam diameter at the center is minimized. In both the main scanning and the sub-scanning, the square root of the scanning speed ratio is thickened.

【0035】レーザ光のパワーが一定でビーム径が変化
する場合のプロセススレッシュホールド値(Pth)(ト
ナーが付くか付かないかの限界値)と印刷径との関係を
示すと図11に示すようになる。但し、Pth1 は中心位
置に対するプロセススレッシュホールド値、Pth1 ′は
周辺位置に対するプロセススレッシュホールド値を示し
ている。また、w1 〜w4 は、ビーム径を変化したとき
のプロセススレッシュホールド値Pth1 でのビーム径、
すなわち印刷径を示している。また、x=v (x)・t
は、主走査位置を示している。
FIG. 11 shows the relationship between the process threshold value (Pth) (the limit value of whether toner is attached or not) and the printing diameter when the beam diameter changes while the power of the laser beam is constant. become. Here, Pth1 indicates the process threshold value for the center position, and Pth1 'indicates the process threshold value for the peripheral position. Further, w1 to w4 are the beam diameter at the process threshold value Pth1 when the beam diameter is changed,
That is, it indicates the printing diameter. Also, x = v (x) · t
Indicates a main scanning position.

【0036】プロセススレッシュホールド値をPth3
(>Pth1 ′)、すなわち、高く設定すると、図13に
示すように、ビーム径が大きく変化してもその変化は小
さく、あるレベルよりビーム径が大きく変化すると印刷
ができなくなる。
The process threshold value is set to Pth3
(> Pth1 '), that is, if the beam diameter is largely changed, as shown in FIG. 13, the change is small, and if the beam diameter changes more than a certain level, printing becomes impossible.

【0037】これに対してプロセススレッシュホールド
値をPth2 (略Pth1 ′)、すなわち、低く設定する
と、図12に示すように、ビーム径が大きく変化するに
従って印刷径も顕著に大きくなる。
On the other hand, when the process threshold value is set to Pth2 (approximately Pth1 '), that is, low, the printing diameter becomes significantly larger as the beam diameter changes greatly, as shown in FIG.

【0038】以上のことから、プロセススレッシュホー
ルド値Pthは、中心位置でのビーム径の半値以下で、か
つビーム径太りに対する印刷太りが周辺での走査速度ア
ップに伴うプロセススレッシュホールド値の上昇による
印刷径細りでキャンセルされる位置に設定することが望
ましい。
As described above, the process threshold value Pth is equal to or smaller than the half value of the beam diameter at the center position, and the printing with respect to the increase in the beam diameter is caused by the increase in the process threshold value accompanying the increase in the scanning speed in the periphery. It is desirable to set the position to be canceled by the reduction in diameter.

【0039】周辺に行くに従いビーム径を太らせる、す
なわち大きくする手段としては、補正レンズ14を使用
するが、基本設計時に中心位置での像面湾曲を0にし、
周辺に行くに従い徐々に主走査方向及び副走査方向の像
面湾曲が大きくなるようにすればよい。すなわち、中央
で像面湾曲を0とし、走査領域の途中で像面湾曲カーブ
が軸にからんで0にならないようにすることで実現でき
る。
As a means for increasing the beam diameter toward the periphery, that is, for increasing the beam diameter, the correction lens 14 is used.
What is necessary is just to make the curvature of field in the main scanning direction and the sub-scanning direction gradually increase toward the periphery. In other words, this can be realized by setting the field curvature to 0 at the center and preventing the field curvature curve from becoming zero on the axis in the middle of the scanning area.

【0040】このようにすることで、走査が中心から端
に行くに従って走査速度が速くなり、それに伴ってプロ
セススレッシュホールド値が上昇して印刷径が細るとい
う現象が発生するが、その印刷径の細りを補償するよう
にビーム径が走査が中心から端に行くに従って大きくな
るので、走査の中心から端までの全領域において印刷径
を略均一にでき、従って印刷濃度を全域において略均一
濃度にできる。
In this manner, the scanning speed increases as the scanning goes from the center to the end, and the process threshold value increases with the occurrence of a phenomenon that the printing diameter becomes narrower. Since the beam diameter increases as the scanning goes from the center to the end so as to compensate for the thinning, the printing diameter can be made substantially uniform over the entire area from the center to the end of the scanning, so that the printing density can be made substantially uniform over the entire area. .

【0041】しかも補正レンズ14を使用するのみで実
現でき、特別な回路を組み込む必要がないので構成は簡
単である。
Furthermore, the configuration can be realized only by using the correction lens 14, and the configuration is simple because there is no need to incorporate a special circuit.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上、本発明によれば、光学手段により
走査ビームの走査角が大きくなるに従って像形成面上の
ビーム径が大きくなるように走査ビームを可変している
ので、簡単な構成で走査中央部から端部までの印刷濃度
を略均一化できる光走査装置を提供できる。
As described above, according to the present invention, the scanning beam is changed by the optical means so that the beam diameter on the image forming surface becomes larger as the scanning angle of the scanning beam becomes larger. It is possible to provide an optical scanning device that can make the print density from the center to the end of the scanning substantially uniform.

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

【図1】本発明の実施例を示す光走査装置の部分構成を
示す平面図。
FIG. 1 is a plan view showing a partial configuration of an optical scanning device according to an embodiment of the present invention.

【図2】同実施例の光走査装置の全体構成を示す一部断
面した側面図。
FIG. 2 is a partially sectional side view showing the entire configuration of the optical scanning device of the embodiment.

【図3】同実施例の補正レンズの構成を示す図。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a correction lens according to the embodiment.

【図4】同実施例のfθ誤差、主走査像面湾曲、副走査
像面湾曲、走査線湾曲のシュミレーション結果を示す
図。
FIG. 4 is a diagram showing simulation results of fθ error, main scanning field curvature, sub-scanning field curvature, and scanning line curvature of the embodiment.

【図5】同実施例の補正レンズの入射面と出射面の中心
軸の関係を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a central axis of an entrance surface and an exit surface of the correction lens of the embodiment.

【図6】同実施例の主走査位置に対する走査速度比の変
化を示すグラフ。
FIG. 6 is a graph showing a change in a scanning speed ratio with respect to a main scanning position in the embodiment.

【図7】同実施例の主走査位置に対する走査位置累積誤
差を示すグラフ。
FIG. 7 is a graph showing a scanning position accumulated error with respect to a main scanning position in the embodiment.

【図8】同実施例の主走査位置に対するビーム径比の変
化を示すグラフ。
FIG. 8 is a graph showing a change in a beam diameter ratio with respect to a main scanning position in the embodiment.

【図9】同実施例の走査位置に対する主走査方向のビー
ム径太りの一例を示すグラフ。
FIG. 9 is a graph showing an example of increasing the beam diameter in the main scanning direction with respect to the scanning position in the embodiment.

【図10】同実施例の走査位置に対する副走査方向のビ
ーム径太りの一例を示すグラフ。
FIG. 10 is a graph showing an example of increasing the beam diameter in the sub-scanning direction with respect to the scanning position in the embodiment.

【図11】レーザ光のパワーが一定でビーム径が変化す
る場合のプロセススレッシュホールド値と印刷径との関
係を示す図。
FIG. 11 is a diagram showing a relationship between a process threshold value and a printing diameter when the beam diameter changes while the power of the laser beam is constant.

【図12】レーザ光のパワーが一定でビーム径が変化す
る場合にプロセススレッシュホールド値を低く設定した
ときの印刷径との関係を示す図。
FIG. 12 is a diagram illustrating a relationship between a laser beam power and a printing diameter when a process threshold value is set low when a beam diameter changes with a constant power.

【図13】レーザ光のパワーが一定でビーム径が変化す
る場合にプロセススレッシュホールド値を高く設定した
ときの印刷径との関係を示す図。
FIG. 13 is a diagram illustrating a relationship between a laser beam power and a printing diameter when a process threshold value is set high when a beam diameter changes with a constant power.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2…スキャナモータ 3…ポリゴンミラー 6…半導体レーザ素子 14…補正レンズ 18…感光体ドラム(像形成面) 2 scanner motor 3 polygon mirror 6 semiconductor laser element 14 correction lens 18 photosensitive drum (image forming surface)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 光ビームを回転反射体で偏向走査し、そ
の走査ビームを走査方向に平坦な像形成面に結像する光
走査装置において、走査ビームを補正レンズを通して前
記像形成面に結像し、前記補正レンズは、走査ビームの
走査角が大きくなるに従って像形成面上に結像する走査
ビームのビーム径大きくすることを特徴とする光走査
装置。
1. A deflected light beam scanning a rotating reflector, the optical scanning device to form an image on a flat image plane of the scanning beam in the scanning direction, before through a scanned beam correcting lens
The correction lens forms an image on the image forming surface, and the correction lens forms a scan on the image forming surface as the scanning angle of the scanning beam increases.
Optical scanning apparatus characterized by increasing the beam diameter of the beam.
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