JP3320239B2 - Scanning optical device - Google Patents

Scanning optical device

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JP3320239B2
JP3320239B2 JP3767495A JP3767495A JP3320239B2 JP 3320239 B2 JP3320239 B2 JP 3320239B2 JP 3767495 A JP3767495 A JP 3767495A JP 3767495 A JP3767495 A JP 3767495A JP 3320239 B2 JP3320239 B2 JP 3320239B2
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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】本発明は走査光学装置に関し、特
に光源手段から光変調され出射した光束を回転多面鏡等
より成る光偏向器(光偏向素子)で偏向反射させた後、
fθ特性を有する少なくとも2枚のミラーから成る結像
素子を介して被走査面上を光走査して画像情報を記録す
るようにした、例えば電子写真プロセスを有するレーザ
ービームプリンター(LBP)やデジタル複写機等の装
置に好適な走査光学装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a scanning optical device, and more particularly to a scanning optical device which deflects a light beam emitted from a light source means after being modulated by an optical deflector (optical deflecting element) comprising a rotary polygon mirror or the like.
For example, a laser beam printer (LBP) having an electrophotographic process or digital copying, in which image information is recorded by optically scanning the surface to be scanned through an imaging element including at least two mirrors having fθ characteristics. The present invention relates to a scanning optical device suitable for a device such as a machine.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来よりレーザービームプリンター等の
走査光学装置においては画像信号に応じて光源手段から
光変調され出射した光束を、例えば回転多面鏡(ポリゴ
ンミラー)より成る光偏向器により周期的に偏向させ、
fθ特性を有する結像光学系によって感光性の記録媒体
(感光ドラム)面上にスポット状に集束させ、その面上
を光走査して画像記録を行なっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a scanning optical device such as a laser beam printer, a light beam which is light-modulated from a light source means in accordance with an image signal and emitted is periodically transmitted by an optical deflector comprising a rotating polygon mirror (polygon mirror). Deflect,
The light is focused in the form of a spot on a photosensitive recording medium (photosensitive drum) surface by an imaging optical system having fθ characteristics, and the surface is optically scanned to record an image.

【0003】図5は従来の走査光学装置の要部概略図で
ある。
FIG. 5 is a schematic view of a main part of a conventional scanning optical device.

【0004】同図において光源手段51から出射した発
散光束はコリメーターレンズ52により略平行光束とさ
れ、絞り53によって該光束(光量)を制限して副走査
方向にのみ所定の屈折力を有するシリンドリカルレンズ
54に入射している。シリンドリカルレンズ54に入射
した平行光束のうち主走査断面内においてはそのまま平
行光束の状態で射出する。又副走査断面内においては集
束して回転多面鏡(ポリゴンミラー)から成る光偏向器
55の偏向面(反射面)55aにほぼ線像として結像し
ている。
In FIG. 1, a divergent light beam emitted from a light source means 51 is converted into a substantially parallel light beam by a collimator lens 52, and the light beam (light amount) is restricted by a stop 53, and the cylindrical light beam has a predetermined refractive power only in the sub-scanning direction. The light is incident on the lens 54. Of the parallel light beams incident on the cylindrical lens 54, they are emitted as parallel light beams as they are in the main scanning section. In the sub-scanning section, the light is converged and formed as a substantially linear image on the deflection surface (reflection surface) 55a of the optical deflector 55 composed of a rotating polygon mirror (polygon mirror).

【0005】そして光偏向器55の偏向面55aで偏向
反射された光束をfθ特性を有する結像光学系(fθレ
ンズ)56を介して被走査面としての感光ドラム58面
上に導光し、該光偏向器55を矢印A方向に回転させる
ことによって該感光ドラム58面上を矢印B方向に光走
査して画像情報の記録を行なっている。
The light beam deflected and reflected by the deflecting surface 55a of the optical deflector 55 is guided through an imaging optical system (fθ lens) 56 having fθ characteristics onto a surface of a photosensitive drum 58 as a surface to be scanned. By rotating the optical deflector 55 in the direction of arrow A, the surface of the photosensitive drum 58 is optically scanned in the direction of arrow B to record image information.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】近年、このような走査
光学装置において結像素子として用いる結像レンズ(f
θレンズ)にはプラスチック材料より成るレンズ(プラ
スチックレンズ)が多く用いられている。このプラスチ
ックレンズは面形状を非球面にすることで走査光学装置
の光学性能が向上すること、又コストが安く生産性が良
いこと等の特長を有している。
In recent years, an imaging lens (f) used as an imaging element in such a scanning optical device has been proposed.
For the θ lens), a lens (plastic lens) made of a plastic material is often used. The plastic lens has features such as improvement of the optical performance of the scanning optical device by making the surface shape aspherical, and low cost and good productivity.

【0007】しかしながらその反面、ガラス材料より成
るレンズ(ガラスレンズ)に比べて環境特性が劣り、特
に温度変化に対する屈折率変化が大きいという問題点が
ある。
[0007] On the other hand, however, there is a problem that environmental characteristics are inferior to lenses made of glass material (glass lenses), and that a change in refractive index with respect to temperature change is particularly large.

【0008】その為、プラスチックレンズを用いた従来
の走査光学装置では、該装置の周辺から発生する熱によ
る昇温により結像レンズ(fθレンズ)が屈折力変化を
起こし、その結果、像面移動や像面湾曲等が生じてしま
うという問題点があった。特に前述した従来例のように
副走査方向の結像倍率が高い走査光学装置では、該副走
査方向の像面移動(ピントズレ)が大きくなる。例えば
昇温によりfθレンズの屈折力が小さくなった場合、副
走査方向のfθレンズによる結像点は被走査面の後方に
移動される為、該被走査面上でのスポット形状が悪化
し、その結果、高品位な印字を得ることが難しかった。
For this reason, in a conventional scanning optical device using a plastic lens, the imaging lens (fθ lens) undergoes a change in refractive power due to temperature rise due to heat generated from the periphery of the device, and as a result, the image plane shifts. And there is a problem that image field curvature and the like occur. In particular, in a scanning optical device having a high imaging magnification in the sub-scanning direction as in the above-described conventional example, the image plane movement (defocus) in the sub-scanning direction becomes large. For example, when the refractive power of the fθ lens decreases due to the temperature rise, the imaging point of the fθ lens in the sub-scanning direction is moved to the rear of the scanned surface, so that the spot shape on the scanned surface deteriorates, As a result, it was difficult to obtain high quality printing.

【0009】又、図6に示すようにプラスチック材料よ
り成る1枚のfθレンズ66と長尺シリンドリカルミラ
ー67とを組み合わせて結像光学系70を構成した従来
の走査光学装置では、前述した副走査方向の環境変動に
よる像面移動(ピントズレ)は少なくなるが、その反
面、長尺シリンドリカルミラー67による走査線の曲が
りや被走査面でのスポットの回転等が問題点となってい
た。尚図6において図5に示した要素と同一要素には同
符番を付している。
Further, as shown in FIG. 6, in the conventional scanning optical apparatus in which an imaging optical system 70 is constituted by combining one fθ lens 66 made of a plastic material and a long cylindrical mirror 67, the above-described sub-scanning is performed. Image plane movement (defocus) due to environmental changes in the direction is reduced, but on the other hand, there are problems such as bending of the scanning line by the long cylindrical mirror 67 and rotation of the spot on the surface to be scanned. In FIG. 6, the same elements as those shown in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals.

【0010】この為、従来の走査光学装置では、例えば
fθレンズを光軸に対して回転偏心させたり、あるいは
平行偏心させて走査線の曲がりを補正する方法が用いら
れてきたが、すべての項目を同時に補正することは非常
に困難であり、高精度な画像形成を行なう上でこのこと
は大きな問題点となっていた。
For this reason, in the conventional scanning optical apparatus, for example, a method of correcting the bending of the scanning line by rotating or eccentrically rotating the fθ lens with respect to the optical axis or using parallel eccentricity has been used. It is very difficult to correct the image at the same time, and this has been a serious problem in performing highly accurate image formation.

【0011】本発明は偏向素子からの光束をfθ特性を
有する第2の光学素子により被走査面上に結像させる
際、該第2の光学素子を少なくとも2つのミラーより構
成し、該2つのミラーの形状及び配置位置等を適切に設
定することにより、環境変動による屈折力変化の影響を
無くすと共に、従来ミラーを結像素子の一要素として用
いた際に問題となっていた走査線の曲がりや被走査面で
のスポットの回転等を良好に補正し、高品位な印字を得
ることができる走査光学装置の提供を目的とする。
According to the present invention, when the light beam from the deflection element is imaged on the surface to be scanned by the second optical element having the fθ characteristic, the second optical element is constituted by at least two mirrors, By properly setting the shape and arrangement position of the mirror, the influence of changes in refractive power due to environmental fluctuations can be eliminated, and the bending of the scanning line, which has been a problem when using a mirror as an element of an imaging element in the past, It is an object of the present invention to provide a scanning optical device capable of satisfactorily correcting spot rotation on a scanning surface or the like and obtaining high-quality printing.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明の走査光
学装置は、光源手段から出射した光束を第1の光学素子
を介して偏向素子面上に導光し、該偏向素子で偏向され
た光束を第2の光学素子を介し被走査面上にスポット状
に結像させて該被走査面上を走査する走査光学装置にお
いて、該第2の光学素子は第1、第2ミラーから成り、
該偏向素子から該第1ミラーに向かう光路と該第2ミラ
ーから該被走査面に向かう光路とが互いに交差するよう
に配置されており、副走査面内における該第1ミラーの
光軸と入射光束との成す角度をθ1 、副走査面内におけ
る該第2ミラーの光軸と入射光束との成す角度をθ2
該第1ミラーの最軸外光束の偏向点における平面からの
変位量をL1 、該第2ミラーの最軸外光束の偏向点にお
ける平面からの変位量をL2 としたとき(但し、θ1
θ2,L1 ,L2 の符号はすべて正とする) |2(L1 sinθ1 −L2 sinθ2 )|<0.5 ・・・(1) なる条件を満足することを特徴としている。請求項2の
発明は請求項1の発明において、前記第1、第2ミラー
は、主走査面内において共に正の屈折力を有しているこ
とを特徴としている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a scanning optical device which guides a light beam emitted from a light source means onto a deflection element surface via a first optical element, and is deflected by the deflection element. In a scanning optical device that scans the surface to be scanned by forming a focused light beam on the surface to be scanned through the second optical element in a spot shape, the second optical element includes first and second mirrors. ,
An optical path from the deflecting element to the first mirror and an optical path from the second mirror to the surface to be scanned are arranged so as to intersect with each other, and are incident on the optical axis of the first mirror in the sub-scanning surface. The angle between the light beam and the incident light beam is θ 1 , and the angle between the optical axis of the second mirror and the incident light beam in the sub-scanning plane is θ 2 .
When the displacement of the most off-axis light flux of the first mirror from the plane at the deflection point is L 1 , and the displacement of the most off-axis light flux of the second mirror from the plane at the deflection point is L 2 (where θ 1 ,
The signs of θ 2 , L 1 , and L 2 are all positive. | 2 (L 1 sin θ 1 −L 2 sin θ 2 ) | <0.5 (1) . According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the first and second mirrors both have a positive refractive power in the main scanning plane.

【0013】請求項3の発明のレーザビームプリンタ
は、請求項1又は2の走査光学装置と、前記被走査面に
感光ドラムを有することを特徴としている。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a laser beam printer including the scanning optical device according to the first or second aspect and a photosensitive drum on the surface to be scanned.

【0014】[0014]

【実施例】図1は本発明の実施例1の要部概略図、図2
(A),(B)は各々本発明の実施例1の主走査方向と
副走査方向の要部断面図である。
FIG. 1 is a schematic view of a main part of a first embodiment of the present invention, and FIG.
3A and 3B are main-portion cross-sectional views of a main scanning direction and a sub-scanning direction of Embodiment 1 of the present invention, respectively.

【0015】図中、1は光源手段であり、例えば半導体
レーザより成っている。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes light source means, which is made of, for example, a semiconductor laser.

【0016】2は第1の光学素子としてのコリメーター
レンズであり、光源手段1から出射された発散光束(光
ビーム)を平行光束に変換している。
Reference numeral 2 denotes a collimator lens as a first optical element, which converts a divergent light beam (light beam) emitted from the light source means 1 into a parallel light beam.

【0017】3は絞りであり、光束(光量)を制限して
いる。
Reference numeral 3 denotes a stop, which limits a light flux (light quantity).

【0018】4はシリンドリカルレンズ(シリンダー)
であり、副走査方向にのみ所定の屈折力を有しており、
絞り3を通過した光束を副走査断面内で後述する光偏向
器5の偏向面5aにほぼ線像として結像させている。
4 is a cylindrical lens (cylinder)
And has a predetermined refractive power only in the sub-scanning direction,
The light beam that has passed through the stop 3 is formed as a substantially linear image on a deflecting surface 5a of an optical deflector 5 described later in the sub-scanning cross section.

【0019】5は偏向素子としての、例えばポリゴンミ
ラー(回転多面鏡)より成る光偏向器であり、モータ等
の駆動手段(不図示)により図中矢印A方向に一定速度
で回転している。
Reference numeral 5 denotes an optical deflector as a deflecting element, for example, a polygon mirror (rotating polygon mirror), which is rotated at a constant speed in a direction indicated by an arrow A in the figure by a driving means (not shown) such as a motor.

【0020】10は第2の光学素子としてのfθ特性を
有する結像光学系(結像素子)であり、主走査面(偏向
走査面)内において共に正の屈折力を有する第1ミラー
としてのシリンドリカルミラー6と第2ミラーとしての
トーリックミラー7の2つのミラーを有しており、該2
つのミラー6,7は光偏向器5からシリンドリカルミラ
ー6に向かう光路S1とトーリックミラー7から被走査
面8に向かう光路S2とが互いに交差するように副走査
面内において入射光束に対してそれぞれ角度θ1 ,θ2
(θ1 >0,θ2 >0)だけ偏心させて(傾けて)配置
しており、該光偏向器5によって偏向反射された画像情
報に基づく光束を被走査面としての感光ドラム8面上に
結像させている。
Reference numeral 10 denotes an image forming optical system (image forming element) having fθ characteristics as a second optical element, which serves as a first mirror having a positive refractive power in a main scanning plane (deflection scanning plane). It has two mirrors, a cylindrical mirror 6 and a toric mirror 7 as a second mirror.
The two mirrors 6 and 7 are respectively angled with respect to the incident light beam in the sub-scanning plane such that an optical path S1 from the optical deflector 5 to the cylindrical mirror 6 and an optical path S2 from the toric mirror 7 to the scanning surface 8 cross each other. θ 1 , θ 2
1 > 0, θ 2 > 0) and are decentered (inclined), and a light beam based on image information deflected and reflected by the optical deflector 5 is transferred onto the surface of the photosensitive drum 8 as a surface to be scanned. Image.

【0021】本実施例において半導体レーザ1より出射
した発散光束はコリメータレンズ2により平行光束に変
換され、絞り3によって該光束(光量)を制限してシリ
ンドリカルレンズ4に入射している。シリンドリカルレ
ンズ4に入射した光束のうち主走査断面においてはその
ままの状態で射出する。又副走査断面においては収束し
て光偏向器5の偏向面5aにほぼ線像(主走査方向に長
手の線像)として結像している。そして光偏向器5の偏
向面5aで偏向反射された光束は主走査方向にのみ屈折
力を有するシリンドリカルミラー6を介して主走査方向
と副走査方向とで互いに異なる屈折力を有するトーリッ
クミラー7に入射する。これら2つのミラー6,7の形
状は、光軸との交点を原点とし、光軸方向をX軸、主走
査方向において光軸と直交する軸をY軸、副走査方向に
おいて光軸と直交する軸をZ軸としたとき、 主走査方向(母線方向) XY平面
In this embodiment, a divergent light beam emitted from a semiconductor laser 1 is converted into a parallel light beam by a collimator lens 2, and the light beam (light amount) is restricted by a stop 3 before being incident on a cylindrical lens 4. The light beam incident on the cylindrical lens 4 is emitted as it is in the main scanning section. In the sub-scan section, the light converges and forms a substantially linear image (a linear image elongated in the main scanning direction) on the deflecting surface 5a of the optical deflector 5. The light beam deflected and reflected by the deflecting surface 5a of the optical deflector 5 passes through a cylindrical mirror 6 having a refractive power only in the main scanning direction to a toric mirror 7 having different refractive powers in the main scanning direction and the sub-scanning direction. Incident. The shape of these two mirrors 6, 7 is such that the origin is an intersection point with the optical axis, the optical axis direction is the X axis, the axis perpendicular to the optical axis in the main scanning direction is the Y axis, and the optical axis is orthogonal to the sub scanning direction. When the axis is the Z axis, the main scanning direction (general line direction) XY plane

【0022】[0022]

【数1】 但し、Rは光軸上での曲率半径、K,B4 ,B6 ,B
8 ,B10は非球面係数 副走査方向(子線方向) XZ平面
(Equation 1) Where R is the radius of curvature on the optical axis, K, B 4 , B 6 , B
8, B 10 are aspherical coefficients subscanning direction (sagittal direction) XZ plane

【0023】[0023]

【数2】 ここでr´=(1+D22 +D44 +D66 +D
88 +D1010) 但し、rは光軸上での曲率半径 D2,D4,D6,D8,D10は各係数 なる式で表わせるものである。
(Equation 2) Where r'= (1 + D 2 Y 2 + D 4 Y 4 + D 6 Y 6 + D
8 Y 8 + D 10 Y 10 ) where r is the radius of curvature D 2 , D 4 , D 6 , D 8 , and D 10 on the optical axis can be expressed by the following equation.

【0024】又、上式(a),(b)は主走査方向が1
0次までの関数で表わせる非球面であり、副走査方向は
Yの値によって曲率の異なるトーリック面であることを
示している。
In the above equations (a) and (b), the main scanning direction is 1
The aspheric surface can be represented by a function up to the 0th order, and the sub-scanning direction indicates a toric surface having a different curvature depending on the value of Y.

【0025】そしてこのような形状より成る2つのミラ
ー6,7を介した画像情報に基づく光束は感光体ドラム
8面上に導光され、光偏向器5を矢印A方向に回転させ
ることによって該感光体ドラム8面上を矢印B方向に光
走査している。これにより画像記録を行なっている。
The light beam based on the image information via the two mirrors 6 and 7 having such a shape is guided on the surface of the photosensitive drum 8 and is rotated by rotating the light deflector 5 in the direction of arrow A. Optical scanning is performed in the direction of arrow B on the surface of the photosensitive drum 8. Thereby, image recording is performed.

【0026】図3は第1ミラーとしてのシリンドリカル
ミラー6近傍の光路図であり、副走査方向の要部断面図
(光線の主光線のみを表示)である。
FIG. 3 is an optical path diagram in the vicinity of the cylindrical mirror 6 as the first mirror, and is a cross-sectional view of a main part in the sub-scanning direction (only the principal ray of light rays is shown).

【0027】同図において21は軸上光束(光軸に対し
て平行に偏向された光束)、22は最軸外光束、6a,
6bは各々シリンドリカルミラー6の偏向面(反射面)
であり、6aは軸上光束における偏向面、6bは最軸外
光束における偏向面である。
In FIG. 1, reference numeral 21 denotes an on-axis light beam (light beam deflected parallel to the optical axis), 22 denotes the most off-axis light beam, and 6a and 6a.
Reference numeral 6b denotes a deflecting surface (reflection surface) of the cylindrical mirror 6, respectively.
6a is a deflection surface for the on-axis light beam, and 6b is a deflection surface for the most off-axis light beam.

【0028】シリンドリカルミラー6は前述の如く主走
査方向に正の屈折力を有している為、最軸外光束の偏向
点は軸上光束の偏向点よりも距離(変位量)L1 (mm)だ
け手前(光偏向器5側)にある。この距離L1 は主走査
面内における最軸外光束の偏向点と光軸間との距離をY
m (mm)とするとき
Since the cylindrical mirror 6 has a positive refractive power in the main scanning direction as described above, the deflection point of the most off-axis light beam is a distance (displacement) L 1 (mm) from the deflection point of the on-axis light beam. ) Is on the near side (the optical deflector 5 side). The distance between the between the deflection point and the optical axis of the outermost off-axis light beam in the distance L 1 is a main scanning plane Y
m (mm)

【0029】[0029]

【数3】 但し、Rは光軸上での曲率半径、K,B4 ,B6 ,B
8 ,B10は非球面係数で表わせる。
(Equation 3) Where R is the radius of curvature on the optical axis, K, B 4 , B 6 , B
8, B 10 is expressed by the aspherical surface coefficients.

【0030】又、本実施例では前述した如くシリンドリ
カルミラー6を副走査面内において、その光軸(曲率中
心を通る軸)を入射光束に対して角度θ1 (deg) (θ1
>0)だけ偏心させて配置しているので、偏向後の走査
線はB1だけ曲がりを持つことになる。ここで曲がり量
B1は B1=2L1 sinθ1 で表わすことができる。
In the present embodiment, as described above, the optical axis (the axis passing through the center of curvature) of the cylindrical mirror 6 in the sub-scanning plane is angled by θ 1 (deg) (θ 1 ) with respect to the incident light beam.
> 0), the scanning line after deflection has a curvature of B1. Here the amount of flexure B1 may be represented by B1 = 2L 1 sinθ 1.

【0031】一方、第2ミラーとしてのトーリックミラ
ー7もシリンドリカルミラー6とほぼ同様に取り扱うこ
とができる為、該トーリックミラー7により生じる走査
線の曲がり量B2も B2=2L2 sinθ2 と表わすことができる。ここでθ2 は副走査面内におけ
るトーリックミラー7の光軸と入射光束との成す角度(d
eg) 、L2 はトーリックミラー7の最軸外光束の偏向点
における平面(軸上光束の偏向点)からの変位量(mm)で
あり、上記に示した式(c)と同様に表わすことができ
る。
On the other hand, since the toric mirror 7 as the second mirror can be handled almost in the same manner as the cylindrical mirror 6, the amount of bending B2 of the scanning line caused by the toric mirror 7 can be expressed as B2 = 2L 2 sin θ 2. it can. Here, θ 2 is the angle (d) between the optical axis of the toric mirror 7 and the incident light beam in the sub-scanning plane.
eg), L 2 is the displacement (mm) from the plane (the deflection point of the on-axis light beam) at the deflection point of the most off-axis light beam of the toric mirror 7, and is expressed in the same manner as the above equation (c). Can be.

【0032】又、このときトーリックミラー7では子線
方向の曲率によっても走査線の曲がりを生じるが、子線
方向の曲率は小さい為、ここでは無視することができ
る。
At this time, in the toric mirror 7, the scanning line is also bent by the curvature in the sagittal direction, but since the curvature in the sagittal direction is small, it can be ignored here.

【0033】よって本装置全体での走査線の曲がり量B
は B=B1−B2=2(L1 sinθ1 −L2 sinθ2 ) となり、走査線の曲がりの少ない高精度な画像情報の記
録を行なう為には |2(L1 sinθ1 −L2 sinθ2 )|<0.5 ‥‥(1) (但し、θ1 ,θ2 ,L1 ,L2 の符号はすべて正とす
る。)なる条件を満足するよう各ミラー6,7の形状及
び配置位置を設定するのが良い。
Therefore, the amount of bending B of the scanning line in the entire apparatus is
Is B = B1-B2 = 2 ( L 1 sinθ 1 -L 2 sinθ 2) next, in order to perform recording of small high-precision image information with bending of the scanning line is | 2 (L 1 sinθ 1 -L 2 sinθ 2 ) | <0.5 ‥‥ (1) (However, the signs of θ 1 , θ 2 , L 1 , L 2 are all positive.) It is good to set the position.

【0034】そこで本実施例では後述する数値実施例で
示すように各要素を適切に設定することにより条件式
(1)を満足させ、これにより結像素子としてミラーを
用いた際に問題となる走査線の曲がりや被走査面上での
スポットの回転等を良好に補正することができ、高品位
な印字を得ている。
Therefore, in this embodiment, conditional expressions (1) are satisfied by appropriately setting each element as shown in numerical embodiments described later, which causes a problem when a mirror is used as an imaging element. It is possible to satisfactorily correct the scanning line bending and the rotation of the spot on the surface to be scanned, and obtain high-quality printing.

【0035】条件式(1)は各ミラー6,7の形状及び
配置位置に関するものであり、条件式(1)を外れると
走査線の曲がりや被走査面上でのスポットの回転等を良
好に補正することが難しくなり、高品位な印字が得られ
なくなってくるので良くない。
Conditional expression (1) relates to the shape and arrangement of each of the mirrors 6 and 7, and if conditional expression (1) is not satisfied, bending of the scanning line, rotation of the spot on the surface to be scanned, etc. will be satisfactory. Correction becomes difficult, and high-quality printing cannot be obtained.

【0036】次の本発明における数値実施例を示す。Next, numerical examples according to the present invention will be described.

【0037】 有効走査域 A3サイズ相当(±148.5mm) 焦点距離 f=213mm(第1、第2ミラーの主走査方向の合成焦点 距離) シリンドリカルレンズ r1=30.789mm r2=∞ d=6mm 硝材 OHARA BSL7(登録商標) 光偏向器 φ50 6面ポリゴン 第1ミラー (シリンドリカルミラー) 母線方向 R=−1017 K=−1.028 B4=−1.314E−9 子線方向 r=∞ 第2ミラー (トーリックミラー) 母線方向 R=−613.3 K=−0.989 B4=1.871E−9 子線方向 r=−181.9 D2=−2.248E−6 D4=2.163E−11 シリンダー〜 ポリゴン間 48.3mm ポリゴン 〜 第1ミラー間 108.9mm 第1ミラー 〜 第2ミラー間 65.1mm 第2ミラー 〜 被走査面間 186.9mm 第1ミラーの傾角 20° 第2ミラーの傾角 5° 本実施例では上記に示したように第1ミラー6の傾角
(θ1 )を20°、第2ミラー7の傾角(θ2 )を5°
に設定し、光偏向器5から第1ミラー6に向かう光路と
第2ミラー7から被走査面8に向かう光路とが交差する
ように構成している。このときの走査線の曲がり量B
は、L1 =3.879、L2 =10.974より B=B1−B2= 2*(3.879 *sin20°−10.974*sin5 °) =0.370 となり、これは前述した条件式(1)を満足している。
Effective scanning area A3 size equivalent (± 148.5 mm) Focal length f = 213 mm (combined focal length of first and second mirrors in the main scanning direction) Cylindrical lens r1 = 30.789 mm r2 = ∞d = 6 mm Glass material OHARA BSL7 (registered trademark) Optical deflector φ50 6-sided polygon First mirror (cylindrical mirror) Generating line direction R = -1017 K = -1.028 B4 = -1.314E-9 Child direction r = ∞ Second mirror ( Toric mirror) Generating direction R = −613.3 K = −0.989 B4 = 1.871E−9 Child direction r = −181.9 D2 = −2.248E−6 D4 = 2.163E−11 Between polygons 48.3 mm Polygon-Between first mirrors 108.9 mm Between first mirror and second mirror 65.1 mm Second mirror- Inclination of the first mirror 6 to the inclination angle 5 ° embodiment of inclination 20 ° second mirror of 186.9mm first mirror between scan plane shown in (theta 1) the 20 °, the inclination angle of the second mirror 7 (Θ 2 ) is 5 °
And the optical path from the optical deflector 5 to the first mirror 6 and the optical path from the second mirror 7 to the surface 8 to be scanned intersect. The bending amount B of the scanning line at this time
From L 1 = 3.879 and L 2 = 1.974, B = B1−B2 = 2 * (3.879 * sin20 ° −10.974 * sin5 °) = 0.370, which is the above-mentioned conditional expression (1). Are satisfied.

【0038】図4は本実施例における像面湾曲、走査線
湾曲、歪曲収差を示した諸収差図である。これら収差図
から明らかなように本実施例では各収差が良好に補正さ
れていることが分かる。
FIG. 4 is a diagram showing various aberrations showing the curvature of field, the curvature of the scanning line, and the distortion in this embodiment. As is apparent from these aberration diagrams, it is understood that each aberration is satisfactorily corrected in the present embodiment.

【0039】このように本実施例においては前述の如く
偏向素子5からの光束を被走査面8上に結像させる第2
の光学素子10を2枚のミラー6,7から構成し、かつ
2枚のミラー6,7の主走査面(偏向走査面)の屈折力
を共に正とし、該偏向素子5から第1ミラー6に向かう
光路と第2ミラー7から被走査面8に向かう光路とが互
いに交差するように該2枚のミラー6,7を配置し、か
つ条件式(1)を満足させることにより、環境変動によ
る屈折力変化の影響を無くすことができ、又従来、結像
素子の一要素にミラーを使用した際に問題となっていた
走査線の曲がりや被走査面でのスポットの回転等を良好
に補正することができ、これにより高品位な印字を得て
いる。
As described above, in the present embodiment, the light beam from the deflection element 5 is focused on the surface 8 to be scanned 8 as described above.
The optical element 10 is composed of two mirrors 6 and 7, and the refractive power of the main scanning surface (deflection scanning surface) of the two mirrors 6 and 7 is both positive. By arranging the two mirrors 6 and 7 so that the optical path going to the optical path and the optical path going from the second mirror 7 to the surface 8 to be scanned intersect with each other, and satisfying the conditional expression (1), the environmental Eliminates the effects of changes in refractive power and satisfactorily corrects scanning line bending and spot rotation on the scanned surface, which were problems when using mirrors as an element of the imaging element. As a result, high quality printing is obtained.

【0040】[0040]

【発明の効果】本発明によれば前述の如く偏向素子から
の光束をfθ特性を有する第2の光学素子により被走査
面上に結像させる際、該第2の光学素子を主走査面内に
おいて共に正の屈折力を有する少なくとも2枚のミラー
から構成し、かつ該偏向素子から第1ミラーに向かう光
路と第2ミラーから被走査面に向かう光路とが互いに交
差するように該2つのミラーを配置すると共に条件式
(1)を満足させるように各要素を適切に設定すること
により、昇温等の環境変動に強く、又走査線の曲がりや
スポットの回転等の少ない高精度な画像形成を行なうこ
とができる走査光学装置を達成することができる。
According to the present invention, when the light beam from the deflection element is imaged on the surface to be scanned by the second optical element having the fθ characteristic as described above, the second optical element is moved in the main scanning plane. And at least two mirrors each having a positive refractive power, and the two mirrors are arranged such that an optical path from the deflecting element to the first mirror and an optical path from the second mirror to the surface to be scanned intersect each other. By setting each element appropriately so as to satisfy the conditional expression (1), the image forming apparatus is resistant to environmental fluctuations such as temperature rise and the like, and is capable of forming a high-precision image with less scanning line bending and spot rotation. Can be achieved.

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

【図1】 本発明の実施例1の要部概略図FIG. 1 is a schematic view of a main part of a first embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の実施例1の主走査方向及び副走査方
向の要部断面図
FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part in a main scanning direction and a sub-scanning direction according to the first embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の実施例1における第1ミラー近傍の
副走査方向の要部断面図
FIG. 3 is a sectional view of a main part in the sub-scanning direction near a first mirror according to the first embodiment of the present invention.

【図4】 本発明の実施例1の諸収差図FIG. 4 is a diagram showing various aberrations of the first embodiment of the present invention.

【図5】 従来の走査光学装置の光学系の要部概略図FIG. 5 is a schematic view of a main part of an optical system of a conventional scanning optical device.

【図6】 従来の走査光学装置の光学系の要部概略図FIG. 6 is a schematic view of a main part of an optical system of a conventional scanning optical device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光源手段 2 第1の光学素子(コリメーターレンズ) 3 絞り 4 シリンドリカルレンズ 5 偏向素子(光偏向器) 10 第2の光学素子 6 第1ミラー 7 第2ミラー 8 被走査面(感光体ドラム) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source means 2 1st optical element (collimator lens) 3 Aperture 4 Cylindrical lens 5 Deflection element (optical deflector) 10 2nd optical element 6 1st mirror 7 2nd mirror 8 Scanning surface (photosensitive drum)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 光源手段から出射した光束を第1の光学
素子を介して偏向素子面上に導光し、該偏向素子で偏向
された光束を第2の光学素子を介し被走査面上にスポッ
ト状に結像させて該被走査面上を走査する走査光学装置
において、 該第2の光学素子は第1、第2ミラーから成り、該偏向
素子から該第1ミラーに向かう光路と該第2ミラーから
該被走査面に向かう光路とが互いに交差するように配置
されており、 副走査面内における該第1ミラーの光軸と入射光束との
成す角度をθ 1 、副走査面内における該第2ミラーの光
軸と入射光束との成す角度をθ 2 、該第1ミラーの最軸
外光束の偏向点における平面からの変位量をL 1 、該第
2ミラーの最軸外光束の偏向点における平面からの変位
量をL 2 としたとき(但し、θ 1 ,θ 2 ,L 1 ,L 2
符号はすべて正とする) |2(L 1 sinθ 1 −L 2 sinθ 2 )|<0.5 なる条件を満足する ことを特徴とする走査光学装置。
1. A light beam emitted from a light source means is guided to a deflecting element surface via a first optical element, and a light beam deflected by the deflecting element is projected onto a surface to be scanned via a second optical element. In a scanning optical device that forms an image in a spot shape and scans the surface to be scanned, the second optical element includes first and second mirrors , and an optical path from the deflecting element to the first mirror and the second optical element. An optical path from the second mirror to the surface to be scanned intersects with each other, and an optical axis of the first mirror and an incident light beam in the sub-scanning surface are arranged .
The angle formed is θ 1 , and the light of the second mirror in the sub-scanning plane is
The angle formed between the axis and the incident light beam is θ 2 , and the highest axis of the first mirror
The displacement amount of the external light beam from the plane at the deflection point is L 1 ,
Displacement of the most off-axis light flux of two mirrors from the plane at the deflection point
When the amount was L 2 (where, theta 1, of θ 2, L 1, L 2
All codes are positive) | 2 (L 1 sinθ 1 -L 2 sinθ 2) | < scanning optical apparatus, characterized by satisfying 0.5 following condition.
【請求項2】 前記第1、第2ミラーは、主走査面内に
おいて共に正の屈折力を有していることを特徴とする請
求項1に記載の走査光学装置。
2. The scanning optical device according to claim 1, wherein the first and second mirrors both have a positive refractive power in a main scanning plane.
【請求項3】 請求項1又は2の走査光学装置と、前記
被走査面に感光ドラムを有することを特徴とするレーザ
ビームプリンタ。
3. The scanning optical device according to claim 1 or 2,
Laser having a photosensitive drum on a surface to be scanned
Beam printer.
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