JP3205264B2 - Optical scanning optical system - Google Patents

Optical scanning optical system

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JP3205264B2
JP3205264B2 JP18345296A JP18345296A JP3205264B2 JP 3205264 B2 JP3205264 B2 JP 3205264B2 JP 18345296 A JP18345296 A JP 18345296A JP 18345296 A JP18345296 A JP 18345296A JP 3205264 B2 JP3205264 B2 JP 3205264B2
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optical system
optical
scanning
light beam
photodetector
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浩二 増田
清三 鈴木
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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】この発明は光走査光学系に関
する。
The present invention relates to an optical scanning optical system.

【0002】[0002]

【従来の技術】デジタルの複写装置や光プリンタに関連
して良く知られている光走査光学系では、光走査開始位
置へと向かう偏向光束を光検出器で検出し、光走査開始
のための同期信号を発生させることが行なわれている。
光検出器による検出を行なうのに、偏向光束を所謂fθ
レンズの有効画角外の部分を介して光偏向器に導く方法
が知られている(特開平3−221913号公報)が、
この方法では、光走査に必要な有効画角外に、偏向光束
を光検出器に導くための部分を必要とするため、fθレ
ンズの画角を光書込みに必要な画角よりも大きく取る必
要があり、fθレンズの大口径化をもたらしてしまう。
2. Description of the Related Art In an optical scanning optical system well-known in connection with a digital copying apparatus or an optical printer, a deflected light beam heading to an optical scanning start position is detected by a photodetector, and a light beam for starting the optical scanning is detected. Generating a synchronization signal has been performed.
In order to perform detection by the photodetector, the deflected light beam is referred to as fθ
A method is known in which the light is guided to an optical deflector through a portion outside the effective angle of view of the lens (Japanese Patent Laid-Open No. 3-221913).
In this method, a portion for guiding the deflected light beam to the photodetector is required outside the effective angle of view required for optical scanning, so that the angle of view of the fθ lens needs to be larger than the angle of view required for optical writing. And the diameter of the fθ lens is increased.

【0003】また、特開平5−19186号公報には、
fθレンズに相当する走査用レンズ部と、偏向光束を光
検出器に導くBD結像用レンズ部とを一体に構成した光
学系が開示されており、特開平7−281113号公報
には、光源側からの光束を光偏向器の偏向反射面位置に
主走査対応方向(光源から被走査面に到る光路上で主走
査方向と平行的に対応する方向を言い、上記光路上で副
走査方向と平行的に対応する方向を「副走査対応方向」
という)に長い線像に結像させるためのシリンダレンズ
と偏向光束を光偏向器に導くアナモフィックなレンズと
を一体に構成した光学系が開示されている。
[0003] Also, JP-A-5-19186 discloses that
An optical system in which a scanning lens unit corresponding to an fθ lens and a BD imaging lens unit that guides a deflected light beam to a photodetector is disclosed, is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-281113. The light beam from the side is directed to the deflection / reflection surface position of the optical deflector in the main scanning direction (the direction corresponding to the main scanning direction on the optical path from the light source to the surface to be scanned, and in the sub-scanning direction on the optical path). The direction that corresponds in parallel with
An optical system is disclosed in which a cylinder lens for forming a long linear image and an anamorphic lens for guiding a deflected light beam to an optical deflector are integrally formed.

【0004】このように2つのレンズを一体として構成
すると、一体化されたレンズは一般に形状が複雑と成る
ため、これをプラスチックで成形加工する場合、金駒加
工が複雑化し、それぞれのレンズを別体に成形加工する
場合よりもコストが高くつくことになりかねない。ま
た、一体化された2つのレンズが異なる結像性能を持つ
ため、2つのレンズを別個に取り付けるよりも取付けの
精度が厳しくなりがちであり、わずかな取付け誤差があ
っても、一方もしくは双方の結像性能が劣化してしまう
虞れがある。
[0004] When the two lenses are integrally formed as described above, the shape of the integrated lens is generally complicated. Therefore, when the integrated lens is formed of plastic, the processing of the gold piece is complicated, and each lens is separately formed. This can be more costly than forming into a body. In addition, since the two integrated lenses have different imaging performances, the mounting accuracy tends to be stricter than when the two lenses are separately mounted. Even if there is a slight mounting error, one or both of the two lenses may be mounted. There is a possibility that the imaging performance is deteriorated.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】この発明は上述した事
情に鑑み、ハウジングへの組付けが容易で、偏向光束を
被走査面上に集光する第2光学系の大口径化をもたらす
ことの無い光走査光学系の実現を課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and has been made in view of the fact that the second optical system for converging a deflected light beam on a surface to be scanned can be easily assembled to a housing and has a large diameter. It is an object to realize a light scanning optical system without any.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】この発明の光走査光学系
は、光源部と、第1〜第3光学系と、光偏向器および光
検出器を有する(請求項1)。「光源部」は光走査用の
光束を放射するもので、半導体レーザや発光ダイオード
等を光源とするものを好適に用いることができる。「第
1光学系」は、光源部からの光束を主走査対応方向に長
い線像に結像させる光学系である。第1光学系は、例え
ばカップリングレンズとシリンダレンズの組み合わせと
して構成できる。第1光学系からの光束は、副走査対応
方向に関しては集束して主走査対応方向に長い線像とし
て結像するが、主走査対応方向に関しては「平行光束」
もしくは「弱い集束性の光束」あるいは「弱い発散性の
光束」とすることができる。
An optical scanning optical system according to the present invention includes a light source unit, first to third optical systems, an optical deflector, and a photodetector. The “light source section” emits a light beam for optical scanning, and a light source using a semiconductor laser, a light emitting diode, or the like as a light source can be suitably used. The “first optical system” is an optical system that forms a light beam from the light source unit into a long linear image in the main scanning corresponding direction. The first optical system can be configured as, for example, a combination of a coupling lens and a cylinder lens. The light beam from the first optical system is converged in the sub-scanning corresponding direction and formed as a long line image in the main scanning corresponding direction, but is "parallel light beam" in the main scanning corresponding direction.
Alternatively, it may be a "weakly converging light beam" or a "weakly diverging light beam".

【0007】「光偏向器」は、上記線像の結像位置の近
傍に偏向反射面を有し、この偏向反射面により第1光学
系からの光束を反射させ、反射光束を偏向させる。光偏
向器により偏向された光束が変位する方向を「走査方
向」と呼び、偏向光束により理想的に掃引される平面に
直交する方向を「走査直交方向」と呼ぶ。上記走査方向
は、光源部から被走査面に到る光路上で考えるとき前述
の「主走査対応方向」に対応し、上記光路上で考えると
き上記走査直交方向は副走査対応方向である。光偏向器
としては周知の「ポリゴンミラー」を用いることができ
る。
The "optical deflector" has a deflecting / reflecting surface near the image forming position of the line image, and reflects a light beam from the first optical system by the deflecting / reflecting surface to deflect the reflected light beam. The direction in which the light beam deflected by the light deflector is displaced is referred to as a “scanning direction”, and the direction orthogonal to a plane ideally swept by the deflected light beam is referred to as a “scanning orthogonal direction”. The scanning direction corresponds to the aforementioned “main scanning corresponding direction” when considered on the optical path from the light source unit to the surface to be scanned, and the orthogonal scanning direction is the sub-scanning direction when considered on the optical path. A well-known "polygon mirror" can be used as the optical deflector.

【0008】「第2光学系」は、光偏向器により偏向さ
れた光束を被走査面上に光スポットとして集光させる光
学系であり、第1光学系からの光束が走査方向において
平行光束であれば、所謂fθレンズを用いることができ
る。第2光学系としては、上記機能を持つレンズ系(単
レンズでも副数枚で構成されてもよい)もしくは、上記
機能を持つ凹面鏡を利用することができる。
The "second optical system" is an optical system for condensing the light beam deflected by the optical deflector as a light spot on the surface to be scanned. The light beam from the first optical system is a parallel light beam in the scanning direction. If so, a so-called fθ lens can be used. As the second optical system, a lens system having the above function (a single lens or a sub lens may be used) or a concave mirror having the above function can be used.

【0009】「光検出器」は、光走査開始位置へと向か
う偏向光束を検出して出力を発し、この出力に基づき光
走査開始のための同期信号が生成される。「第3光学
系」は、光走査開始位置へと向かう偏向光束を光検出器
に導く。
The "photodetector" detects a deflected light beam heading toward the optical scanning start position and emits an output. Based on the output, a synchronization signal for starting the optical scanning is generated. The "third optical system" guides the deflected light beam toward the optical scanning start position to the photodetector.

【0010】上記第1、第2および第3光学系は互いに
別体である。上記第3光学系は「単一のアナモフィック
レンズ」であり、その一方の面がシリンダ面である。こ
のシリンダ面は走査直交方向に集光作用を持つ。そし
て、シリンダ面と逆の側のレンズ面は凸の球面である。
The first, second and third optical systems are separate from each other. The third optical system is a “single anamorphic lens”, and one surface thereof is a cylinder surface. This cylinder surface has a light condensing function in the scanning orthogonal direction. The lens surface on the side opposite to the cylinder surface is a convex spherical surface.

【0011】上記の如く、第1光学系からの光束は、主
走査対応方向には平行光束もしくは弱い集束性もしくは
弱い発散性の光束であり、副走査対応方向では偏向反射
面近傍で主走査対応方向に長い線像に結像するから、光
偏向器により偏向された光束は、走査方向には平行光束
もしくは弱い集束性もしくは弱い発散性の光束で、走査
直交方向では発散性であり、走査方向に比して走査直交
方向の発散性が強い。従って、偏向光束を光検出器に集
光的に導くためには、第3光学系は、走査方向と走査直
交方向でパワーの異なるアナモフィックなレンズとする
必要がある。このように走査直交方向に集光作用を持つ
シリンダ面と凸の球面と組み合わせる場合、走査直交方
向に集光作用を持つシリンダ面を光検出器側に向けるの
が良い(請求項2)。
As described above, the light beam from the first optical system is a parallel light beam or a light beam having a weak convergence or a weak divergence in the main scanning corresponding direction, and the main scanning corresponding light near the deflecting reflection surface in the sub-scanning corresponding direction. The light beam deflected by the optical deflector is a parallel light beam or a weakly convergent or weakly divergent light beam in the scanning direction, and is divergent in the scanning orthogonal direction because it forms a long line image in the scanning direction. The divergence in the scanning orthogonal direction is stronger than that of. Therefore, in order to converge and guide the deflected light beam to the photodetector, the third optical system needs to be an anamorphic lens having different powers in the scanning direction and the scanning orthogonal direction. When a cylinder surface having a light condensing action in the scanning orthogonal direction and a convex spherical surface are combined in this manner, it is preferable that the cylinder surface having a light condensing action in the scanning orthogonal direction is directed to the photodetector side.

【0012】前述の如く、請求項1記載の光走査光学系
においては、第3光学系が「単一のアナモフィックレン
ズ」であり、その一方の面が走査直交方向に集光作用を
持つシリンダ面であり、このシリンダ面と逆の側の、他
方のレンズ面は凸の球面であるが、このようにする代わ
りに、第3光学系の上記他方の面を、凸の球面に代え
て、「走査方向に集光作用を持つシリンダ面」としても
よい(請求項3)。この場合には「走査直交方向に集光
作用を持つシリンダ面を光検出器側に向ける」のが良い
(請求項4)。また、請求項1記載の光走査光学系の光
学系構成における第3光学系に代えて、「単一のアナモ
フィックレンズ」における一方の面を「走査方向に発散
作用」を持つシリンダ面とし、他方の面を凸の球面とし
たものを「第3光学系」としてもよい(請求項5)。さ
らに、第3光学系の各面の集光作用を、「被走査面から
光偏向器に近づいた位置に設けられた光検出器に偏向光
束を導く」ように調整することができる(請求項6)。
As described above, in the optical scanning optical system according to the first aspect, the third optical system is a "single anamorphic lens", and one surface thereof has a cylinder surface having a light condensing function in the scanning orthogonal direction. The other lens surface on the side opposite to the cylinder surface is a convex spherical surface. Instead of this, the other surface of the third optical system is replaced by a convex spherical surface, A cylinder surface having a light condensing function in the scanning direction may be used (claim 3). In this case, it is preferable to "turn the cylinder surface having the light condensing action in the scanning orthogonal direction to the photodetector side". Further, instead of the third optical system in the optical system configuration of the optical scanning optical system according to claim 1, one surface of the “single anamorphic lens” is a cylinder surface having a “diverging action in the scanning direction”, and the other surface. A surface having a convex spherical surface may be referred to as a “third optical system”. Further, the light condensing action of each surface of the third optical system can be adjusted so as to “guide the deflected light beam to a photodetector provided at a position close to the optical deflector from the surface to be scanned”. 6).

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】図1において、「半導体レーザ」
を光源として用いる光源部10から放射された発散性の
光束は、カップリングレンズ11aによりカップリング
されて平行光束または弱い集束性もしくは弱い発散性の
光束に変換され、シリンダレンズ11bにより副走査対
応方向にのみ集束傾向を与えられ、「ポリゴンミラー」
である光偏向器12の偏向反射面12aの近傍に「主走
査対応方向に長い線像」として結像する。カップリング
レンズ11aとシリンダレンズ11bとは「第1光学
系」を構成するが、第1光学系はこの形態に限らず「他
のレンズ構成」とすることも可能である。偏向反射面1
2aにより反射された光束は、光偏向器12の矢印方向
への等速回転に伴い等角速度的に時計回りに偏向する偏
向光束となる。偏向光束は、第2光学系13により、被
走査面14上に光スポットとして集光し、被走査面14
を光走査する。第2光学系13は、光スポットの走査速
度を等速化する機能を有する。上記線像は偏向反射面1
2aの近傍に結像し、第2光学系13は、副走査対応方
向に関して上記線像を物点として光スポットを被走査面
上に結像させるから、図1の光走査光学系は偏向反射面
12aの「面倒れ」を補正する機能を有している。
FIG. 1 shows a "semiconductor laser".
The divergent light beam emitted from the light source unit 10 using the light source as a light source is coupled by a coupling lens 11a and converted into a parallel light beam or a weakly convergent or weakly divergent light beam. `` Polygon mirror ''
Is formed in the vicinity of the deflecting reflection surface 12a of the optical deflector 12 as a "long line image in the main scanning corresponding direction". The coupling lens 11a and the cylinder lens 11b constitute a "first optical system", but the first optical system is not limited to this mode, and may have another lens configuration. Deflective reflection surface 1
The light beam reflected by 2a becomes a deflected light beam that is deflected clockwise at a constant angular velocity as the light deflector 12 rotates at a constant speed in the direction of the arrow. The deflected light beam is condensed as a light spot on the scanned surface 14 by the second optical system 13,
Is optically scanned. The second optical system 13 has a function of equalizing the scanning speed of the light spot. The line image is a deflection reflection surface 1
2a, and the second optical system 13 forms a light spot on the surface to be scanned with the line image as an object point in the sub-scanning corresponding direction. Therefore, the optical scanning optical system of FIG. It has a function of correcting “surface tilt” of the surface 12a.

【0014】第2光学系13は図1の実施の形態におい
ては単玉構成であるが、2枚以上のレンズで構成しても
良く、これらのレンズと同様の結像作用のある凹面鏡に
より構成することもできる。第2光学系を単玉構成とす
ることにはコスト上のメリットがあることは言うまでも
ない。偏向光束は、第2光学系により被走査面上に集光
される光スポットによる光走査に先立ち、第3光学系1
5を介して光偏向器17に入射する。光偏向器17はこ
のようにして偏向光束を受光すると出力を発し、この出
力に基づき光走査開始のための同期信号が生成される。
この同期信号に基づき、偏向光束による光走査が、被走
査面14における光走査開始位置Aから開始される。上
記光走査開始位置Aを一定に保つためには、上記同期信
号が安定していなければならない。このため第3光学系
は、光走査開始位置Aへ向かう偏向光束を、ある程度小
さいスポット径を持つ光スポットとして光検出器の受光
面に形成しなければならない。安定した同期信号を生成
するには、光検出器の出力が時間的に急峻であるほど良
いが、光検出器の受光面上に形成される光スポットの径
が大きくなると、光検出器の出力の時間的な急峻性が悪
くなり、同期信号が不安定になるからである。
Although the second optical system 13 has a single lens configuration in the embodiment of FIG. 1, it may be composed of two or more lenses, and is composed of a concave mirror having an image forming function similar to these lenses. You can also. Needless to say, there is a cost advantage to forming the second optical system in a single lens configuration. The deflected light beam is supplied to the third optical system 1 prior to optical scanning by a light spot focused on the surface to be scanned by the second optical system.
5 and enters the optical deflector 17. When the light deflector 17 receives the deflected light beam in this way, it generates an output, and based on the output, generates a synchronization signal for starting optical scanning.
On the basis of this synchronization signal, optical scanning with the deflected light beam is started from the optical scanning start position A on the surface 14 to be scanned. In order to keep the optical scanning start position A constant, the synchronization signal must be stable. For this reason, the third optical system must form the deflected light beam toward the optical scanning start position A as a light spot having a spot diameter that is somewhat small on the light receiving surface of the photodetector. In order to generate a stable synchronization signal, it is better that the output of the photodetector is steep in time, but if the diameter of the light spot formed on the light receiving surface of the photodetector becomes large, the output of the photodetector will increase. This is because the temporal steepness is deteriorated and the synchronization signal becomes unstable.

【0015】このため光検出器17の受光面は、第3光
学系15による「偏向光束の結像位置近傍」に位置され
ることになる。必要に応じて、上記受光面と第3光学系
15との間にナイフエッジやスリットを設けて受光面に
入射する偏向光束を制限することにより、光検出器の出
力の時間的な急峻性を高めても良く、これらスリットや
ナイフエッジを光走査光学系のハウジングに一体に設け
ることもできる。偏向光束は、走査方向には平行光束ま
たは弱い集束性もしくは発散性の光束で、走査直交方向
には発散性であるから、光検出器の受光面に適当なスポ
ット径を持つ光スポットとして偏向光束を結像させるた
めには、第3光学系は「走査直交方向により強い正のパ
ワーを持つアナモフィックなレンズ」である必要があ
る。このようなアナモフィックなレンズを構成する方法
は種々あるが、この発明においては、レンズ面を安価且
つ容易に精度良く形成できる点を重視し、面形状として
単純なシリンダ面と凸の球面を選択し、少なくとも一方
の面をシリンダ面とし、他方の面を凸の球面もしくはシ
リンダ面として組み合わせることとした。以下の説明で
は、第1光学系におけるカップリングレンズがコリメー
トレンズであるものとして説明する。従って第1光学系
からの光束は「主走査対応方向において平行光束」であ
る。
Therefore, the light receiving surface of the photodetector 17 is positioned “near the image forming position of the deflected light beam” by the third optical system 15. If necessary, a knife edge or a slit may be provided between the light receiving surface and the third optical system 15 to restrict the deflecting light flux incident on the light receiving surface, thereby reducing the time sharpness of the output of the photodetector. These slits and knife edges may be provided integrally with the housing of the optical scanning optical system. The deflected light beam is a parallel light beam or a weakly convergent or divergent light beam in the scanning direction, and is divergent in the scanning orthogonal direction. Therefore, the deflected light beam is a light spot having an appropriate spot diameter on the light receiving surface of the photodetector. In order to form an image, it is necessary that the third optical system is an “anamorphic lens having a stronger positive power in the scanning orthogonal direction”. Although there are various methods for constructing such an anamorphic lens, in the present invention, a simple cylinder surface and a convex spherical surface are selected as surface shapes, with emphasis on the fact that the lens surface can be formed easily and accurately with low cost. At least one surface is a cylinder surface, and the other surface is a convex spherical surface or a cylinder surface. In the following description, it is assumed that the coupling lens in the first optical system is a collimating lens. Therefore, the light beam from the first optical system is a “parallel light beam in the main scanning corresponding direction”.

【0016】図2は、第3光学系として、偏向反射面1
2a側が「凸の球面」で、光検出器17側が「走査直交
方向に集光作用を持つシリンダ面」である第3光学系1
5Aを用いたときの結像の様子(請求項1、2)を、走
査方向(図2(a))および走査直交方向(同(b))
に就いて示した。このように、走査直交方向に必要な強
い正のパワーを、凸の球面とシリンダ面とに割り振るこ
とにより、各面における集光力(正のパワー)を小さく
することができる。第3光学系を成形加工で製造する場
合には、パワーの小さい面ほど成形誤差に影響されにく
い。従って、このように走査直交方向の正のパワーを両
面に分散して各面のパワーを弱めることにより、片面に
大きなパワーを持たせる場合に比して、第3光学系を成
形誤差の影響を受けにくくできる。また、凸の球面を偏
向反射面側にすることにより、同一位置にある光検出器
に対して走査方向の焦点距離が長くなり、偏向光束によ
る光検出器17の受光面に形成される光スポットが上記
受光面を横切る速度が大きくなるから、光検出器17の
出力の時間的な急峻性が良くなる。さらに、シリンダ面
を光検出器側に向けることにより走査直交方向の横倍率
を小さくでき、偏向反射面の面倒れの影響を受け難くす
ることができる。
FIG. 2 shows a deflecting and reflecting surface 1 as a third optical system.
The third optical system 1 in which the 2a side is a “convex spherical surface” and the photodetector 17 side is a “cylinder surface having a light condensing action in the scanning orthogonal direction”.
The state of image formation (claims 1 and 2) when 5A is used is described in the scanning direction (FIG. 2A) and the scanning orthogonal direction (FIG. 2B).
It was shown about. In this way, by allocating the strong positive power required in the scanning orthogonal direction to the convex spherical surface and the cylinder surface, the light condensing power (positive power) on each surface can be reduced. In the case where the third optical system is manufactured by molding, the surface with lower power is less affected by molding errors. Accordingly, by dispersing the positive power in the scanning orthogonal direction to both surfaces and weakening the power of each surface, the influence of the molding error on the third optical system is reduced as compared with the case where one surface has a large power. It is hard to receive. Further, by setting the convex spherical surface on the deflecting / reflecting surface side, the focal length in the scanning direction becomes longer with respect to the photodetector at the same position, and the light spot formed on the light receiving surface of the photodetector 17 by the deflected light beam Increases the speed of crossing the light receiving surface, so that the temporal steepness of the output of the photodetector 17 is improved. Further, by directing the cylinder surface toward the photodetector, the lateral magnification in the scanning orthogonal direction can be reduced, and the effect of the tilting of the deflecting reflection surface can be reduced.

【0017】図3は、第3光学系として、偏向反射面1
2a側が「走査方向に集光作用を持つシリンダ面」で、
光検出器17側が「走査直交方向に集光作用を持つシリ
ンダ面」である第3光学系15Bを用いたときの結像の
様子(請求項3、4)を、走査方向(図3(a))およ
び走査直交方向(同(b))に就いて示した。このよう
に、走査直交方向の正のパワーと走査直交方向の正のパ
ワーを、別個のシリンダ面に割り振ることにより、走査
方向と走査直交方向の集光作用を分離できる。また、各
面がシリンダ面であるので、両面の光軸合わせの精度が
緩和され、製造が容易となる。また、走査方向に集光作
用のあるシリンダ面が偏向反射面側に向いているので、
同一位置にある光検出器に対して走査方向の焦点距離が
長くなり、走査直交方向に集光作用のあるシリンダ面を
光検出器側に向けたことにより、走査直交方向の横倍率
を小さくできる。従って、図2の実施の形態の場合と同
じく、光検出器17の出力の時間的な急峻性が良く、偏
向反射面の面倒れの影響を受けにくい。
FIG. 3 shows a deflecting and reflecting surface 1 as a third optical system.
2a side is the “cylinder surface that has a light condensing function in the scanning direction”
The image formation state (claims 3 and 4) when the third optical system 15B in which the photodetector 17 side is a “cylinder surface having a light condensing action in the scanning orthogonal direction” is used in the scanning direction (FIG. )) And the scanning orthogonal direction ((b)). In this way, by allocating the positive power in the scanning orthogonal direction and the positive power in the scanning orthogonal direction to different cylinder surfaces, the light condensing action in the scanning direction and in the scanning orthogonal direction can be separated. Further, since each surface is a cylinder surface, the precision of optical axis alignment of both surfaces is relaxed, and manufacturing is facilitated. In addition, since the cylinder surface that has a light condensing effect in the scanning direction faces the deflecting reflection surface side,
The focal length in the scanning direction is longer than that of the photodetector at the same position, and the lateral magnification in the scanning orthogonal direction can be reduced by directing the cylinder surface having the light condensing function in the scanning orthogonal direction toward the photodetector. . Therefore, as in the case of the embodiment of FIG. 2, the output of the photodetector 17 has good temporal steepness, and is hardly affected by the tilting of the deflecting reflection surface.

【0018】図4は、第3光学系として、偏向反射面1
2a側が「凸の球面」で、光検出器17側が「走査方向
に発散作用を持つシリンダ面」である第3光学系15C
を用いたときの結像の様子(請求項5)を、走査方向
(図4(a))および走査直交方向(同(b))に就い
て示した。
FIG. 4 shows a deflecting and reflecting surface 1 as a third optical system.
The third optical system 15C in which the 2a side is a “convex spherical surface” and the photodetector 17 side is a “cylinder surface having a diverging action in the scanning direction”.
The state of image formation (claim 5) when using is shown in the scanning direction (FIG. 4A) and the scanning orthogonal direction (FIG. 4B).

【0019】このように、凸の球面による走査方向の集
束性を「走査方向に発散作用を持つシリンダ面」で弱め
ることにより走査方向における焦点距離を延ばして、走
査直交方向の光束集光性とのバランスを取り、光検出器
17の受光面近傍に偏向光束を集光させるのである。図
5は、図4の実施の形態の変形例を示す。この形態では
第3光学系15Dの光偏向器側の面が「走査方向に発散
作用をもつシリンダ面」であり光偏向器側が「凸の球
面」である。図4,5に示す実施の形態のように、第3
光学系のレンズ面をシリンダ面と凸の球面の組み合わせ
とし、シリンダ面に「走査方向の発散作用」を持たせる
ことにより、走査方向におけるレンズ形状が正のメニス
カス形状となるので、走査方向の結像性能を良好にで
き、光検出器の出力の時間的な急峻性を高めて、光走査
開始の同期精度を向上させることができる。
As described above, the focal length in the scanning direction is extended by weakening the convergence in the scanning direction due to the convex spherical surface by the "cylinder surface having a diverging effect in the scanning direction", thereby improving the light flux condensing property in the scanning orthogonal direction. Is balanced, and the deflected light beam is collected near the light receiving surface of the photodetector 17. FIG. 5 shows a modification of the embodiment of FIG. In this embodiment, the surface of the third optical system 15D on the optical deflector side is a “cylinder surface having a diverging action in the scanning direction”, and the optical deflector side is a “convex spherical surface”. As in the embodiment shown in FIGS.
By making the lens surface of the optical system a combination of a cylinder surface and a convex spherical surface and giving the cylinder surface a "diverging effect in the scanning direction", the lens shape in the scanning direction becomes a positive meniscus shape. The image performance can be improved, the temporal steepness of the output of the photodetector can be increased, and the synchronization accuracy at the start of optical scanning can be improved.

【0020】この発明の光走査光学系における第3光学
系の各面の作用(集光作用もしくは集光作用と発散作
用)を調整することにより、図1に示すように、光検出
器17の位置を「被走査面から光偏向器に近づいた位
置」に配備するようにできる。このようにすることによ
り、光検出器の配備位置の自由度が増し、光検出器を被
走査面の延長上に設ける必要が無いので、被走査面をな
す感光体と光検出器との位置関係を調整する必要が無
く、光走査光学系のコンパクト化も可能となる。
By adjusting the action (light-collecting action or light-collecting action and diverging action) of each surface of the third optical system in the optical scanning optical system of the present invention, as shown in FIG. The position can be arranged at “a position close to the optical deflector from the surface to be scanned”. By doing so, the degree of freedom of the arrangement position of the photodetector is increased, and it is not necessary to provide the photodetector on the extension of the surface to be scanned. There is no need to adjust the relationship, and the optical scanning optical system can be made compact.

【0021】[0021]

【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば新規な光走査光学系を実現できる。この発明の光走査
光学系では、同期信号発生のために偏向光束を光検出器
に導く第3光学系を、偏向光束を被走査面上に集光させ
る第2光学系と別体としたので、第2光学系を介して偏
向光束を光検出器に導く場合に比して、第2光学系の口
径を小さくでき、第1〜第3光学系の個々を別個にハウ
ジングに取付けるので、各光学系の取付け態位を独立に
精度良く容易に調整できる。また、第3光学系のレンズ
面として、凸の球面とシリンダ面、あるいはシリンダ面
とシリンダ面という単純な形状の面を採用したので、第
3光学系を成形により精度良く、容易且つ低コストで実
現できる。
As described above, according to the present invention, a novel optical scanning optical system can be realized. In the optical scanning optical system according to the present invention, the third optical system for guiding the deflected light beam to the photodetector for generating the synchronization signal is separate from the second optical system for condensing the deflected light beam on the surface to be scanned. The diameter of the second optical system can be made smaller than when the deflected light beam is guided to the photodetector via the second optical system, and each of the first to third optical systems is separately mounted on the housing. The mounting position of the optical system can be easily and accurately adjusted independently. Further, since a simple spherical surface such as a convex spherical surface and a cylinder surface or a cylinder surface and a cylinder surface is employed as the lens surface of the third optical system, the third optical system can be formed with high precision by molding, easily and at low cost. realizable.

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

【図1】この発明の光走査光学系の実施の1形態を説明
するための図である。
FIG. 1 is a diagram for explaining an optical scanning optical system according to an embodiment of the present invention.

【図2】請求項2記載の発明の実施の形態の特徴部分を
説明するための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining a characteristic portion of the embodiment of the invention described in claim 2;

【図3】請求項4記載の発明の実施の形態の特徴部分を
説明するための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining a characteristic portion of the embodiment of the invention described in claim 4;

【図4】請求項5記載の発明の実施の形態の特徴部分を
説明するための図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining a characteristic portion of the embodiment of the invention described in claim 5;

【図5】請求項5記載の発明の実施の別形態の特徴部分
を説明するための図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining a characteristic portion of another embodiment of the invention described in claim 5;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 光源部 11a,11b 第1光学系 12 光偏向器 12a 偏向反射面 13 第2光学系 14 被走査面 A 光走査開始位置 15 第3光学系 17 光検出器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Light source part 11a, 11b 1st optical system 12 Optical deflector 12a Deflection / reflection surface 13 2nd optical system 14 Scanning surface A Optical scanning start position 15 3rd optical system 17 Photodetector

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−3610(JP,A) 特開 昭61−193116(JP,A) 特開 平8−43754(JP,A) 特開 平5−323221(JP,A) 特開 平7−281113(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 26/10 Continuation of the front page (56) References JP-A-6-3610 (JP, A) JP-A-61-193116 (JP, A) JP-A-8-43754 (JP, A) JP-A-5-323221 (JP, A) , A) JP-A-7-281113 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G02B 26/10

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】光源部と、この光源部からの光束を主走査
対応方向に長い線像に結像させる第1光学系と、上記線
像の結像位置近傍に偏向反射面を有し、第1光学系から
の光束を偏向させる光偏向器と、偏向された光束を被走
査面上に光スポットとして集光させる第2光学系と、光
走査開始位置へと向かう偏向光束を検出し、光走査開始
のための同期信号を発生するための光検出器と、上記光
走査開始位置へと向かう偏向光束を上記光検出器に導く
第3光学系とを有し、 上記第1、第2および第3光学系は互いに別体であり、 上記第3光学系が単一のアナモフィックレンズであり、
その一方の面がシリンダ面であり、このシリンダ面が走
査直交方向に集光作用を持ち、上記シリンダ面と逆の側
のレンズ面は凸の球面であることを特徴とする光走査光
学系。
A light source unit, a first optical system for forming a light beam from the light source unit into a long line image in the main scanning direction, and a deflecting / reflecting surface near an image forming position of the line image; An optical deflector for deflecting a light beam from the first optical system, a second optical system for condensing the deflected light beam as a light spot on a surface to be scanned, and detecting a deflected light beam toward an optical scanning start position; A photodetector for generating a synchronization signal for starting optical scanning, and a third optical system for guiding a deflected light beam toward the optical scanning start position to the photodetector; And the third optical system is separate from the other, the third optical system is a single anamorphic lens,
An optical scanning optical system characterized in that one of the surfaces is a cylinder surface, the cylinder surface has a light condensing function in a direction perpendicular to the scanning direction, and the lens surface opposite to the cylinder surface is a convex spherical surface.
【請求項2】請求項1記載の光走査光学系において、 第3光学系の、走査直交方向に集光作用を持つシリンダ
面が光検出器側に向けられたことを特徴とする光走査光
学系。
2. The optical scanning optical system according to claim 1, wherein a cylinder surface of said third optical system having a light condensing function in a direction orthogonal to scanning is directed to a photodetector. system.
【請求項3】光源部と、この光源部からの光束を主走査
対応方向に長い線像に結像させる第1光学系と、上記線
像の結像位置近傍に偏向反射面を有し、第1光学系から
の光束を偏向させる光偏向器と、偏向された光束を被走
査面上に光スポットとして集光させる第2光学系と、光
走査開始位置へと向かう偏向光束を検出し、光走査開始
のための同期信号を発生するための光検出器と、上記光
走査開始位置へと向かう偏向光束を上記光検出器に導く
第3光学系とを有し、 上記第1、第2および第3光学系は互いに別体であり、 上記第3光学系が単一のアナモフィックレンズであり、
この第3光学系の一方の面が走査直交方向に集光作用を
持つシリンダ面であり、他方の面が走査方向に集光作用
を持つシリンダ面であることを特徴とする光走査光学
系。
3. A light source unit, a first optical system for forming a light beam from the light source unit into a line image long in the main scanning direction, and a deflecting / reflecting surface near an image forming position of the line image; An optical deflector for deflecting a light beam from the first optical system, a second optical system for condensing the deflected light beam as a light spot on a surface to be scanned, and detecting a deflected light beam toward an optical scanning start position; A photodetector for generating a synchronization signal for starting optical scanning, and a third optical system for guiding a deflected light beam toward the optical scanning start position to the photodetector; And the third optical system is separate from the other, the third optical system is a single anamorphic lens,
An optical scanning optical system characterized in that one surface of the third optical system is a cylinder surface having a light condensing action in a scanning orthogonal direction, and the other surface is a cylinder surface having a light condensing action in a scanning direction.
【請求項4】請求項3記載の光走査光学系において、 第3光学系の、走査直交方向に集光作用を持つシリンダ
面が光検出器側に向けられたことを特徴とする光走査光
学系。
4. An optical scanning optical system according to claim 3, wherein a cylinder surface of said third optical system having a light condensing function in a scanning orthogonal direction is directed to the photodetector. system.
【請求項5】光源部と、この光源部からの光束を主走査
対応方向に長い線像に結像させる第1光学系と、上記線
像の結像位置近傍に偏向反射面を有し、第1光学系から
の光束を偏向させる光偏向器と、偏向された光束を被走
査面上に光スポットとして集光させる第2光学系と、光
走査開始位置へと向かう偏向光束を検出し、光走査開始
のための同期信号を発生するための光検出器と、上記光
走査開始位置へと向かう偏向光束を上記光検出器に導く
第3光学系とを有し、 上記第1、第2および第3光学系は互いに別体であり、 上記第3光学系が単一のアナモフィックレンズであり、
その一方の面がシリンダ面であり、このシリンダ面は走
査方向に発散作用を持ち、上記第3光学系における他方
の面は凸の球面であることを特徴とする光走査光学系。
5. A light source unit, a first optical system for forming a light beam from the light source unit into a long line image in the main scanning direction, and a deflecting / reflecting surface near an image forming position of the line image; An optical deflector for deflecting a light beam from the first optical system, a second optical system for condensing the deflected light beam as a light spot on a surface to be scanned, and detecting a deflected light beam toward an optical scanning start position; A photodetector for generating a synchronization signal for starting optical scanning, and a third optical system for guiding a deflected light beam toward the optical scanning start position to the photodetector; And the third optical system is separate from the other, the third optical system is a single anamorphic lens,
An optical scanning optical system characterized in that one surface is a cylinder surface, the cylinder surface has a diverging action in the scanning direction, and the other surface in the third optical system is a convex spherical surface.
【請求項6】請求項1〜5の任意の1に記載の光走査光
学系において、 第3光学系が、被走査面から光偏向器に近づいた位置に
設けられた光検出器に偏向光束を導くように、各面の作
用を調整されていることを特徴とする光走査光学系。
6. The optical scanning optical system according to claim 1, wherein the third optical system includes a light beam deflected by a photodetector provided at a position close to the light deflector from the surface to be scanned. An optical scanning optical system characterized in that the operation of each surface is adjusted so as to guide the optical scanning.
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