JP6459056B2 - Optical scanning apparatus and image forming apparatus - Google Patents

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本発明は、光走査装置及び画像形成装置に関し、更に詳しくは、光により被走査面を走査する光走査装置及び該光走査装置を備える画像形成装置に関する。   The present invention relates to an optical scanning apparatus and an image forming apparatus, and more particularly to an optical scanning apparatus that scans a surface to be scanned with light and an image forming apparatus including the optical scanning apparatus.

近年、光により被走査面を走査する装置の開発が盛んに行われている。   In recent years, apparatuses for scanning a surface to be scanned with light have been actively developed.

例えば、特許文献1、2には、光源からの光を、複数の偏向反射面を回転軸周りに有する偏向器で偏向し、偏向された光を走査光学系により被走査面に導く装置が開示されている。   For example, Patent Documents 1 and 2 disclose an apparatus that deflects light from a light source with a deflector having a plurality of deflection reflection surfaces around a rotation axis, and guides the deflected light to a surface to be scanned by a scanning optical system. Has been.

しかしながら、従来の装置では、装置の大型化を抑制しつつ被走査面を高速かつ高密度に走査することは困難であった。   However, in the conventional apparatus, it is difficult to scan the surface to be scanned at high speed and high density while suppressing the enlargement of the apparatus.

本発明は、光源を含む光源装置と、前記光源装置からの光を偏向する、複数の偏向反射面を回転軸周りに有する偏向器と、前記偏向器により所定角度範囲に偏向された光を被走査面に導く走査光学系と、前記走査光学系の光軸に対して前記光源とは反対側に配置され、前記偏向器により前記所定角度範囲外の所定方向に偏向された光を受光する受光素子と、を備え、前記光源装置からの光は、前記偏向器により前記所定角度範囲の前記偏向器の回転方向の上流端及び前記所定方向を含む角度範囲に偏向されるとき、一部が一の偏向反射面で前記角度範囲に反射され、かつ残部の少なくとも一部が前記一の偏向反射面に対して前記回転方向の下流側に隣接する他の偏向反射面で反射され、前記光源装置からの光が前記角度範囲に偏向されるとき、前記光源装置からの光が前記一の偏向反射面で前記所定方向に反射された後に、かつ前記光源装置からの光が前記一の偏向反射面で前記所定角度範囲の前記上流端に反射される前に、前記回転軸方向から見て、前記他の偏向反射面の法線が前記光源装置からの光の入射方向に平行となる光走査装置である。   The present invention includes a light source device including a light source, a deflector having a plurality of deflection reflection surfaces around a rotation axis for deflecting light from the light source device, and light deflected in a predetermined angle range by the deflector. A scanning optical system that leads to a scanning surface, and a light receiving device that is disposed on the opposite side to the light source with respect to the optical axis of the scanning optical system and that receives light deflected in a predetermined direction outside the predetermined angular range by the deflector A part of the light from the light source device is deflected by the deflector to an upstream end in a rotation direction of the deflector within the predetermined angle range and an angle range including the predetermined direction. From the light source device, and at least a part of the remaining portion is reflected from the other deflection reflection surface adjacent to the downstream side in the rotation direction with respect to the one deflection reflection surface. When the light is deflected to the angular range After the light from the light source device is reflected in the predetermined direction by the one deflection reflection surface, and the light from the light source device is reflected by the one deflection reflection surface to the upstream end in the predetermined angle range. Before, it is an optical scanning device in which the normal line of the other deflecting / reflecting surface is parallel to the incident direction of light from the light source device when viewed from the rotation axis direction.

本発明によれば、装置の大型化を抑制しつつ被走査面を高速かつ高密度に走査することができる。   According to the present invention, it is possible to scan a surface to be scanned at high speed and high density while suppressing an increase in size of the apparatus.

第1実施形態のレーザプリンタの概略構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a laser printer according to a first embodiment. 図1の光走査装置について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the optical scanning device of FIG. 図3(A)〜図3(C)は、それぞれポリゴンミラーの偏向動作について説明するための図(その1〜その3)である。FIGS. 3A to 3C are diagrams (No. 1 to No. 3) for explaining the deflection operation of the polygon mirror, respectively. 図4(A)〜図4(C)は、それぞれポリゴンミラーの偏向動作について説明するための図(その4〜その6)である。FIGS. 4A to 4C are diagrams (Nos. 4 to 6) for explaining the deflection operation of the polygon mirror, respectively. 図5(A)〜図5(C)は、それぞれポリゴンミラーの偏向動作について説明するための図(その7〜その9)である。FIGS. 5A to 5C are diagrams (No. 7 to No. 9) for explaining the deflection operation of the polygon mirror, respectively. 第2実施形態のカラープリンタの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the color printer of 2nd Embodiment. 図7(A)は、図6の光走査装置について説明するための図であり、図7(B)は、7面のポリゴンミラーについて説明するための図である。FIG. 7A is a diagram for explaining the optical scanning device of FIG. 6, and FIG. 7B is a diagram for explaining a seven-sided polygon mirror. 図8(A)〜図8(C)は、それぞれ第2実施形態の実施例1〜3の左右の光走査系における同期検知タイミング、戻り光発生タイミング、書込開始タイミング、書込終了タイミングにおける偏向反射面の法線の基準軸に対する角度と、偏向反射面での最大振り角(偏向角度範囲)を示す表である。FIGS. 8A to 8C show the synchronization detection timing, return light generation timing, write start timing, and write end timing in the left and right optical scanning systems of Examples 1 to 3 of the second embodiment, respectively. It is a table | surface which shows the angle with respect to the reference axis of the normal line of a deflection | deviation reflective surface, and the maximum swing angle (deflection angle range) in a deflection | deviation reflective surface.

《第1実施形態》
以下、本発明の第1実施形態を図1〜図5(C)に基づいて説明する。図1には、第1実施形態の画像形成装置としてのレーザプリンタ500の概略構成が示されている。
<< First Embodiment >>
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5C. FIG. 1 shows a schematic configuration of a laser printer 500 as an image forming apparatus according to the first embodiment.

このレーザプリンタ500は、光走査装置900、感光体ドラム901、帯電チャージャ902、現像ローラ903、トナーカートリッジ904、クリーニングブレード905、給紙トレイ906、給紙コロ907、レジストローラ対908、転写チャージャ911、除電ユニット914、定着ローラ909、排紙ローラ912、及び排紙トレイ910などを備えている。   The laser printer 500 includes an optical scanning device 900, a photosensitive drum 901, a charging charger 902, a developing roller 903, a toner cartridge 904, a cleaning blade 905, a paper feeding tray 906, a paper feeding roller 907, a registration roller pair 908, and a transfer charger 911. , A static elimination unit 914, a fixing roller 909, a paper discharge roller 912, a paper discharge tray 910, and the like.

帯電チャージャ902、現像ローラ903、転写チャージャ911、除電ユニット914及びクリーニングブレード905は、それぞれ感光体ドラム901の表面近傍に配置されている。そして、感光体ドラム901の回転方向に関して、帯電チャージャ902→現像ローラ903→転写チャージャ911→除電ユニット914→クリーニングブレード905の順に配置されている。   The charging charger 902, the developing roller 903, the transfer charger 911, the charge removal unit 914, and the cleaning blade 905 are each disposed near the surface of the photosensitive drum 901. Then, with respect to the rotation direction of the photosensitive drum 901, the charging charger 902, the developing roller 903, the transfer charger 911, the static elimination unit 914, and the cleaning blade 905 are arranged in this order.

感光体ドラム901の表面には、感光層が形成されている。ここでは、感光体ドラム901は、図1における面内で時計回り(矢印方向)に回転するようになっている。帯電チャージャ902は、感光体ドラム901の表面を均一に帯電させる。   A photosensitive layer is formed on the surface of the photosensitive drum 901. Here, the photosensitive drum 901 rotates in the clockwise direction (arrow direction) in the plane in FIG. The charging charger 902 uniformly charges the surface of the photosensitive drum 901.

光走査装置900は、帯電チャージャ902で帯電された感光体ドラム901の表面に、上位装置(例えばパソコン)からの画像情報に基づいて変調された光を照射する。これにより、感光体ドラム901の表面では、画像情報に対応した潜像が感光体ドラム901の表面に形成される。ここで形成された潜像は、感光体ドラム901の回転に伴って現像ローラ903の方向に移動する。なお、この光走査装置900の構成については後述する。   The optical scanning device 900 irradiates the surface of the photosensitive drum 901 charged by the charging charger 902 with light modulated based on image information from a host device (for example, a personal computer). As a result, a latent image corresponding to the image information is formed on the surface of the photosensitive drum 901 on the surface of the photosensitive drum 901. The latent image formed here moves in the direction of the developing roller 903 as the photosensitive drum 901 rotates. The configuration of the optical scanning device 900 will be described later.

トナーカートリッジ904にはトナーが格納されており、該トナーは現像ローラ903に供給される。現像ローラ903は、感光体ドラム901の表面に形成された潜像にトナーカートリッジ904から供給されたトナーを付着させて画像情報を顕像化させる。ここでトナーが付着された潜像は、感光体ドラム901の回転に伴って転写チャージャ911の方向に移動する。   The toner cartridge 904 stores toner, and the toner is supplied to the developing roller 903. The developing roller 903 causes the toner supplied from the toner cartridge 904 to adhere to the latent image formed on the surface of the photosensitive drum 901 to visualize the image information. Here, the latent image to which the toner is attached moves in the direction of the transfer charger 911 as the photosensitive drum 901 rotates.

給紙トレイ906には記録紙913が格納されている。この給紙トレイ906の近傍には給紙コロ907が配置されており、該給紙コロ907は、記録紙913を給紙トレイ906から1枚ずつ取り出し、レジストローラ対908に搬送する。該レジストローラ対908は、転写チャージャ911の近傍に配置され、給紙コロ907によって取り出された記録紙913を一旦保持するとともに、該記録紙913を感光体ドラム901の回転に合わせて感光体ドラム901と転写チャージャ911との間隙に向けて送り出す。   Recording paper 913 is stored in the paper feed tray 906. A paper feed roller 907 is disposed in the vicinity of the paper feed tray 906, and the paper feed roller 907 takes out the recording paper 913 one by one from the paper feed tray 906 and conveys it to the registration roller pair 908. The registration roller pair 908 is disposed in the vicinity of the transfer charger 911, temporarily holds the recording paper 913 taken out by the paper feed roller 907, and the photosensitive paper drum 901 is rotated in accordance with the rotation of the photosensitive drum 901. It is sent out toward the gap between 901 and the transfer charger 911.

転写チャージャ911には、感光体ドラム901の表面上のトナーを電気的に記録紙913に引きつけるために、トナーとは逆極性の電圧が印加されている。この電圧により、感光体ドラム901の表面の潜像が記録紙913に転写される。ここで転写された記録紙913は、定着ローラ909に送られる。   A voltage having a polarity opposite to that of the toner is applied to the transfer charger 911 in order to electrically attract the toner on the surface of the photosensitive drum 901 to the recording paper 913. With this voltage, the latent image on the surface of the photosensitive drum 901 is transferred to the recording paper 913. The recording sheet 913 transferred here is sent to the fixing roller 909.

この定着ローラ909では、熱と圧力とが記録紙913に加えられ、これによってトナーが記録紙913上に定着される。ここで定着された記録紙913は、排紙ローラ912を介して排紙トレイ910に送られ、排紙トレイ910上に順次スタックされる。   In the fixing roller 909, heat and pressure are applied to the recording paper 913, whereby the toner is fixed on the recording paper 913. The recording paper 913 fixed here is sent to the paper discharge tray 910 via the paper discharge roller 912 and sequentially stacked on the paper discharge tray 910.

除電ユニット914は、感光体ドラム901の表面を除電する。クリーニングブレード905は、感光体ドラム901の表面に残ったトナー(残留トナー)を除去する。なお、除去された残留トナーは、再度利用されるようになっている。残留トナーが除去された感光体ドラム901の表面は、再度帯電チャージャ902の位置に戻る。   The neutralization unit 914 neutralizes the surface of the photosensitive drum 901. The cleaning blade 905 removes toner remaining on the surface of the photosensitive drum 901 (residual toner). The removed residual toner is used again. The surface of the photosensitive drum 901 from which the residual toner has been removed returns to the position of the charging charger 902 again.

次に、光走査装置900の構成及び作用について図2を用いて説明する。この光走査装置900は、一例として、図2に示されるように、光源としての半導体レーザ1(レーザダイオード:LD)と、カップリングレンズ6、開口素子7及びシリンドリカルレンズ8を含む結像光学系2と、偏向器としてのポリゴンミラー3と、走査レンズとしてのfθレンズ9、トロイダルレンズ10及び折り返しミラー11を含む走査光学系4と、反射ミラー14、同期レンズ15及び受光素子としてのPD16(フォトダイオード)を含む同期検知系13と、半導体レーザ1を駆動する光源ドライバ100と、を備えている。半導体レーザ1と結像光学系2とを含んで「光源装置」が構成されている。なお、光源ドライバ100を光源装置の構成要素としても良い。   Next, the configuration and operation of the optical scanning device 900 will be described with reference to FIG. As an example, this optical scanning device 900 includes an imaging optical system including a semiconductor laser 1 (laser diode: LD) as a light source, a coupling lens 6, an aperture element 7, and a cylindrical lens 8, as shown in FIG. 2, a polygon mirror 3 as a deflector, a scanning optical system 4 including an fθ lens 9 as a scanning lens, a toroidal lens 10 and a folding mirror 11, a reflection mirror 14, a synchronous lens 15, and a PD 16 as a light receiving element (photo A synchronization detection system 13 including a diode) and a light source driver 100 for driving the semiconductor laser 1. A “light source device” is configured including the semiconductor laser 1 and the imaging optical system 2. The light source driver 100 may be a component of the light source device.

半導体レーザ1から放射された発散性の光束(光ビーム)は、結像光学系2のカップリングレンズ6において、以後の光学系に適した光束形態に変換される。カップリングレンズ6により変換された光束形態は、平行光束であることも、弱い発散性あるいは弱い集束性の光束であることもできる。   A divergent light beam (light beam) emitted from the semiconductor laser 1 is converted into a light beam form suitable for the subsequent optical system in the coupling lens 6 of the imaging optical system 2. The form of the light beam converted by the coupling lens 6 can be a parallel light beam, or a light beam with weak divergence or weak convergence.

カップリングレンズ6から射出された光束は、一部(例えば中央部)が、開口素子7の開口を通り、シリンドリカルレンズ8により副走査方向に対応する方向(以下では「副走査対応方向」とも称する)にのみ集光した状態、すなわち主走査方向に対応する方向(以下では「主走査対応方向」とも称する)に長い線像の状態でポリゴンミラー3の偏向反射面に入射される。これは、走査光学系4により偏向反射面の面倒れを補正できるようにするためである。なお、「副走査方向」は、感光体ドラム901の回転方向であり、「主走査方向」は、感光体ドラム901の長手方向である。   A part of the light beam emitted from the coupling lens 6 (for example, the central portion) passes through the aperture of the aperture element 7 and is directed by the cylindrical lens 8 in the direction corresponding to the sub-scanning direction (hereinafter also referred to as “sub-scanning corresponding direction”). ) Is focused on the deflecting / reflecting surface of the polygon mirror 3 in a state of a long line image in a direction corresponding to the main scanning direction (hereinafter also referred to as “main scanning corresponding direction”). This is because the tilting of the deflection reflection surface can be corrected by the scanning optical system 4. The “sub-scanning direction” is the rotation direction of the photosensitive drum 901, and the “main scanning direction” is the longitudinal direction of the photosensitive drum 901.

ポリゴンミラー3は、一例として、高さの低い正六角柱状部材から成り、各側面が偏向反射面となっている。すなわち、ポリゴンミラー3は、回転軸周りに6つの偏向反射面を有する6面の回転多面鏡である。ポリゴンミラー3は、不図示の回転機構により、図2に示される矢印の方向に一定の角速度で回転される。以下では、ポリゴンミラー3の回転方向(図2の矢印の方向)を「ミラー回転方向」とも呼ぶ。   As an example, the polygon mirror 3 is composed of a regular hexagonal columnar member having a low height, and each side surface is a deflecting reflection surface. That is, the polygon mirror 3 is a six-sided rotary polygon mirror having six deflection reflection surfaces around the rotation axis. The polygon mirror 3 is rotated at a constant angular velocity in the direction of the arrow shown in FIG. 2 by a rotation mechanism (not shown). Hereinafter, the rotation direction of the polygon mirror 3 (the direction of the arrow in FIG. 2) is also referred to as “mirror rotation direction”.

そこで、ポリゴンミラー3の偏向反射面に入射された光束(入射光束)は、ポリゴンミラー3の回転により所定の偏向角度範囲内で等角速度的に偏向される。ここでは、各偏向反射面はポリゴンミラー3の回転軸に平行であり、該偏向反射面への入射光束及びその反射光束は、ポリゴンミラー3の回転軸に垂直な面内にある。すなわち、光源装置からの光束は、ポリゴンミラー3により該ポリゴンミラー3の回転軸に垂直な面内で偏向される。   Therefore, the light beam (incident light beam) incident on the deflection reflection surface of the polygon mirror 3 is deflected at a constant angular velocity within a predetermined deflection angle range by the rotation of the polygon mirror 3. Here, each deflection reflection surface is parallel to the rotation axis of the polygon mirror 3, and the incident light beam and its reflection light beam on the deflection reflection surface are in a plane perpendicular to the rotation axis of the polygon mirror 3. That is, the light beam from the light source device is deflected by the polygon mirror 3 in a plane perpendicular to the rotation axis of the polygon mirror 3.

偏向角度範囲内の所定角度範囲に偏向された光束は、fθレンズ9及びトロイダルレンズ10を透過し、折り返しミラー11により光路を折り返されて、被走査面901a(感光体ドラム901の表面)に集光される。なお、折り返しミラー11を設けずに、fθレンズ9及びトロイダルレンズ10を介した光を被走査面901aに直接集光させても良い。また、fθレンズ9及びトロイダルレンズ10の一方を設けない構成も可能である。   The light beam deflected to a predetermined angle range within the deflection angle range is transmitted through the fθ lens 9 and the toroidal lens 10, is returned to the optical path by the return mirror 11, and is collected on the scanned surface 901 a (the surface of the photosensitive drum 901). To be lighted. Note that the light passing through the fθ lens 9 and the toroidal lens 10 may be directly condensed on the surface to be scanned 901a without providing the folding mirror 11. A configuration in which one of the fθ lens 9 and the toroidal lens 10 is not provided is also possible.

結果として、上記所定角度範囲に偏向された光束により被走査面901aが主走査方向に走査される。そこで、以下では、上記所定角度範囲を「走査角度範囲」とも称する。   As a result, the surface to be scanned 901a is scanned in the main scanning direction by the light beam deflected in the predetermined angle range. Therefore, hereinafter, the predetermined angle range is also referred to as “scanning angle range”.

一方、偏向角度範囲内における走査角度範囲よりもミラー回転方向上流側近傍の所定方向に偏向された光束は、同期検知系13の反射ミラー14で反射され、同期レンズ15を介してPD16に入射される。以下では、ミラー回転方向上流を単に「上流」とも称し、ミラー回転方向下流を単に「下流」とも称する。   On the other hand, the light beam deflected in a predetermined direction near the upstream side of the mirror rotation direction with respect to the scanning angle range within the deflection angle range is reflected by the reflection mirror 14 of the synchronization detection system 13 and is incident on the PD 16 via the synchronization lens 15. The Hereinafter, the upstream in the mirror rotation direction is also simply referred to as “upstream”, and the downstream in the mirror rotation direction is also simply referred to as “downstream”.

ここで、第1実施形態では、ポリゴンミラー3に入射する光ビームの主走査対応方向のビーム径(ビーム幅)はポリゴンミラー3の偏向反射面の主走査対応方向の幅よりも小さく、かつ該偏向反射面の主走査対向方向の中間部では光ビームの略全部が偏向角度範囲に反射され、周辺部では光ビームの一部が偏向角度範囲に反射されない構成とされている。具体的には、従来のアンダーフィルド光学系と概ね同様であるが、ポリゴンミラー3の偏向反射面で偏向角度範囲の上流端近傍に反射される例えば同期検知に用いる光ビームの一部や、該偏向反射面で偏向角度範囲の下流端近傍に反射される光ビームの一部がケラレることとなる。   Here, in the first embodiment, the beam diameter (beam width) of the light beam incident on the polygon mirror 3 in the main scanning corresponding direction is smaller than the width of the deflection reflection surface of the polygon mirror 3 in the main scanning corresponding direction. In the intermediate part of the deflection reflection surface in the main scanning direction, almost all of the light beam is reflected in the deflection angle range, and in the peripheral part, a part of the light beam is not reflected in the deflection angle range. Specifically, it is almost the same as a conventional underfilled optical system, but a part of a light beam used for synchronous detection, for example, reflected by the deflection reflection surface of the polygon mirror 3 near the upstream end of the deflection angle range, A part of the light beam reflected near the downstream end of the deflection angle range by the deflecting reflecting surface is vignetted.

ここで、アンダーフィルド光学系は、ポリゴンミラーの偏向反射面に該偏向反射面よりも主走査対向方向に狭い光束を入射させ、偏向走査する光学系であり、レーザ走査光学系に最も広く採用されている。   Here, the underfilled optical system is an optical system that deflects and scans a deflecting reflection surface of a polygon mirror with a narrow beam incident in a direction opposite to the main scanning direction than the deflecting reflecting surface, and is most widely used in a laser scanning optical system. ing.

一方、オーバーフィルド光学系は、ポリゴンミラーの偏向反射面に該偏向反射面よりも主走査対向方向に広い光束を入射させ、偏向反射面を主走査対応方向の実質的なアパーチャ(絞り)として偏向走査する光学系である。   On the other hand, in the overfilled optical system, a wide light beam is incident on the deflecting / reflecting surface of the polygon mirror in the direction opposite to the main scanning direction than the deflecting / reflecting surface, and the deflecting / reflecting surface is deflected as a substantial aperture (aperture) in the direction corresponding to the main scanning. An optical system for scanning.

オーバーフィルド光学系は、アンダーフィルド光学系と比較して、ポリゴンミラーを大型化することなく多面化できるため、高速化、高密度化に有利である。   The overfilled optical system is advantageous in speeding up and increasing the density because the polygon mirror can be multifaceted without increasing the size as compared with the underfilled optical system.

しかしながら、オーバーフィルド光学系では、副走査方向に斜入射の光学配置をとる必要があるため、波面収差が劣化しやすく、かつ偏向反射面での光量ロスが大きい。   However, in the overfilled optical system, since it is necessary to adopt an optical arrangement with oblique incidence in the sub-scanning direction, the wavefront aberration is likely to be deteriorated, and the light amount loss at the deflecting / reflecting surface is large.

そこで、第1実施形態では、アンダーフィルド光学系を採用するとともに、以下に詳しく説明するようにポリゴンミラー3の偏向反射面の全域を実質的な反射面として利用することで、高速化、高密度化を達成している。   Therefore, in the first embodiment, an underfilled optical system is adopted, and as described in detail below, the entire deflection reflective surface of the polygon mirror 3 is used as a substantial reflective surface. Has been achieved.

以下に、図3(A)〜図3(C)を参照して、第1実施形態のポリゴンミラー3の偏向動作の具体例を説明する。   A specific example of the deflection operation of the polygon mirror 3 according to the first embodiment will be described below with reference to FIGS. 3 (A) to 3 (C).

ここでは、ポリゴンミラー3は、一例として、回転軸周りに6つの偏向反射面を有する正六角柱形状の回転多面鏡であり、6つの偏向反射面に内接する内接円の直径が18mmであり、回転中心(回転軸)から9mmの距離に6つの偏向反射面が位置している。   Here, as an example, the polygon mirror 3 is a regular hexagonal rotary polygonal mirror having six deflection reflection surfaces around the rotation axis, and the diameter of an inscribed circle inscribed in the six deflection reflection surfaces is 18 mm. Six deflection reflecting surfaces are located at a distance of 9 mm from the rotation center (rotation axis).

ポリゴンミラー3への入射光束は基準軸に対して−55°(ただし、基準軸に対してミラー回転方向に測った角度を+とし、ミラー回転方向とは反対方向に測った角度を−とする。以下同様)で入射する。被走査面における主走査方向の走査開始位置(走査角度範囲の上流端に対応する位置)及び走査終了位置(走査角度範囲の下流端に対応する位置)は、入射光束が基準軸に対してそれぞれ−40°、+40°の角度で反射される位置である。以下では、被走査面における走査開始位置から走査終了位置までの走査角度範囲に対応する領域を「走査領域」と称する。   The incident light beam to the polygon mirror 3 is −55 ° with respect to the reference axis (however, the angle measured in the mirror rotation direction with respect to the reference axis is +, and the angle measured in the direction opposite to the mirror rotation direction is −). The same applies hereinafter. The scanning start position (position corresponding to the upstream end of the scanning angle range) and the scanning end position (position corresponding to the downstream end of the scanning angle range) in the main scanning direction on the surface to be scanned are respectively determined with respect to the reference axis. It is a position reflected at an angle of −40 ° and + 40 °. Hereinafter, an area corresponding to the scanning angle range from the scanning start position to the scanning end position on the surface to be scanned is referred to as a “scanning area”.

図3(A)から分かるように、入射光束がポリゴンミラー3により走査開始位置に向けて偏向されるとき、入射光束の一部は一の偏向反射面に入射し該一の偏向反射面で走査開始位置に向けて反射され、残部の少なくとも一部は一の偏向反射面からはみ出して該一の偏向反射面の下流側に隣接する他の偏向反射面に入射し該他の偏向反射面で走査領域外に向けて反射される。すなわち、ポリゴンミラー3により走査開始位置に向けて入射光束が偏向されるとき、該入射光束は隣接する2つの偏向反射面に跨って入射される。   As can be seen from FIG. 3A, when the incident light beam is deflected by the polygon mirror 3 toward the scanning start position, a part of the incident light beam is incident on one deflection reflection surface and scanned by the one deflection reflection surface. Reflected toward the start position, at least a part of the remaining portion protrudes from one deflecting reflecting surface, enters the other deflecting reflecting surface adjacent to the downstream side of the one deflecting reflecting surface, and scans with the other deflecting reflecting surface. Reflected out of the area. That is, when the incident light beam is deflected toward the scanning start position by the polygon mirror 3, the incident light beam is incident across two adjacent deflecting reflection surfaces.

このため、走査開始位置において、反射光束幅は3.5mmであり、入射光束幅3.8mmよりも小さくなっている。   For this reason, at the scanning start position, the reflected light flux width is 3.5 mm, which is smaller than the incident light flux width of 3.8 mm.

図3(B)から分かるように、入射光束がポリゴンミラー3により走査中央位置(走査領域における走査開始位置と走査終了位置との中間位置)に向けて偏向されるとき、入射光束の略全部が一の偏向反射面に入射され、該一の偏向反射面で走査領域に向けて反射される。   As can be seen from FIG. 3B, when the incident light beam is deflected by the polygon mirror 3 toward the scanning center position (intermediate position between the scanning start position and the scanning end position in the scanning region), substantially all of the incident light beam is The light is incident on one deflection reflection surface and reflected toward the scanning region by the one deflection reflection surface.

このため、走査中央位置において、反射光束幅は3.8mmであり、入射光束幅3.8mmに等しくなっている。   For this reason, at the scanning center position, the reflected light beam width is 3.8 mm, which is equal to the incident light beam width 3.8 mm.

図3(C)から分かるように、入射光束がポリゴンミラー3により走査終了位置に向けて偏向されるとき、入射光束の一部は一の偏向反射面に入射し該一の偏向反射面で走査開始位置に向けて反射され、残部の少なくとも一部は一の偏向反射面からはみ出して該一の偏向反射面の上流側に隣接する他の偏向反射面に入射し、該他の偏向反射面で走査領域外に向けて反射される。すなわち、ポリゴンミラー3により走査終了位置に向けて入射光束が偏向されるとき、該入射光束は2つの偏向反射面に跨って入射される。   As can be seen from FIG. 3C, when the incident light beam is deflected by the polygon mirror 3 toward the scanning end position, a part of the incident light beam is incident on one deflection reflection surface and scanned by the one deflection reflection surface. Reflected toward the start position, at least a part of the remaining portion protrudes from one deflecting reflecting surface and is incident on another deflecting reflecting surface adjacent to the upstream side of the one deflecting reflecting surface. Reflected out of the scanning area. That is, when the incident light beam is deflected toward the scanning end position by the polygon mirror 3, the incident light beam is incident across the two deflecting reflection surfaces.

このため、走査終了位置において、反射光束幅は3.5mmであり、入射光束幅3.8mmよりも小さくなっている。   For this reason, at the scanning end position, the reflected light flux width is 3.5 mm, which is smaller than the incident light flux width of 3.8 mm.

以上の説明から分かるように、第1実施形態では、ポリゴンミラー3により走査領域の主走査方向の中間領域(走査領域における走査開始位置近傍及び走査終了位置近傍の双方を除く領域)に向けて光が偏向されるとき、偏向反射面で入射光束の略全てが走査領域に向けて反射されるのに対し、ポリゴンミラー3により走査領域の走査開始位置近傍及び走査終了位置近傍に向けて光が偏向されるとき、偏向反射面で入射光束の一部は走査領域に向けて反射されるが、残部はケラレ、走査領域に向けて反射されない(図4(A)〜図4(C)参照)。   As can be seen from the above description, in the first embodiment, the polygon mirror 3 emits light toward the intermediate region in the main scanning direction of the scanning region (the region excluding both the vicinity of the scanning start position and the vicinity of the scanning end position in the scanning region). When the beam is deflected, almost all of the incident light beam is reflected by the deflecting reflecting surface toward the scanning region, whereas light is deflected by the polygon mirror 3 toward the vicinity of the scanning start position and the scanning end position of the scanning region. In this case, a part of the incident light beam is reflected toward the scanning region by the deflecting reflection surface, but the remaining part is not reflected toward the vignetting and scanning region (see FIGS. 4A to 4C).

このように第1実施形態では、上述したケラレのある構成を採用することで、偏向反射面の主走査対応方向の両端部及び中間部(両端部を除く部分)を含む全域が実質的な反射面となるため、該偏向反射面による偏向角度範囲を最大限に広角化できる。このため、所望の走査幅(走査領域の主走査方向の幅、書込幅とも呼ぶ)を確保しつつポリゴンミラー3を小型化できる。   As described above, in the first embodiment, by adopting the above-described vignetting configuration, the entire area including both end portions and the intermediate portion (portions excluding both end portions) of the deflection reflection surface in the main scanning corresponding direction is substantially reflected. Therefore, the deflection angle range of the deflecting / reflecting surface can be maximized. For this reason, the polygon mirror 3 can be reduced in size while ensuring a desired scanning width (also referred to as a width of the scanning region in the main scanning direction or a writing width).

ポリゴンミラーを小型化する際、ポリゴンミラーの面数を一定にして内接円半径を小さくするためには、偏向反射面を小さくする必要がある。この場合に、偏向反射面の主走査対応方向の中間部のみが実質的な反射面となる光束のケラレのない構成を採用すると、偏向角度範囲が狭くなり、所望の走査幅を得るためには走査レンズの焦点距離を長く設定する必要があり、装置(光走査装置)が大型化してしまう。   When downsizing the polygon mirror, it is necessary to reduce the deflection reflection surface in order to reduce the inscribed circle radius while keeping the number of polygon mirror surfaces constant. In this case, if a configuration without the vignetting of the light beam in which only the intermediate portion of the deflection reflection surface in the main scanning corresponding direction becomes a substantial reflection surface is adopted, the deflection angle range becomes narrow, and in order to obtain a desired scanning width. It is necessary to set the focal length of the scanning lens to be long, and the device (optical scanning device) becomes large.

通常、6面のポリゴンミラーを用いる場合は、内接円半径を16mm〜18mm程度とするが、第1実施形態では、内接円半径を例えば9mm程度にしても、走査レンズの焦点距離を長くせずに所望の走査幅を確保できる。すなわち、第1実施形態では、装置の大型化を抑制しつつポリゴンミラー3を小型化することができる。   Normally, when a six-surface polygon mirror is used, the inscribed circle radius is set to about 16 mm to 18 mm. However, in the first embodiment, even if the inscribed circle radius is set to about 9 mm, the focal length of the scanning lens is increased. A desired scanning width can be ensured without this. That is, in the first embodiment, the polygon mirror 3 can be reduced in size while suppressing the increase in size of the apparatus.

ポリゴンミラー3の小型化により、風損が低減されるとともに、重量低減により軸受けの小径化が可能となり摩擦力が低下することなどから、ポリゴンミラー3の高速回転(回転数増大)が可能となる。   By reducing the size of the polygon mirror 3, windage loss is reduced, and by reducing the weight, the diameter of the bearing can be reduced and the frictional force can be reduced. Thus, the polygon mirror 3 can be rotated at a high speed (increase in the number of rotations). .

結果として、第1実施形態では、装置の大型化を抑制しつつ高速かつ高密度の走査を実現することができる。   As a result, in the first embodiment, high-speed and high-density scanning can be realized while suppressing an increase in size of the apparatus.

ところで、高速かつ高密度の走査は、上記ポリゴンミラーの小型化による回転数増大(回転速度増大)の他、ポリゴンミラーの面数を増やすことでも達成可能である。   Incidentally, high-speed and high-density scanning can be achieved by increasing the number of faces of the polygon mirror in addition to the increase in the number of rotations (increase in the rotation speed) by downsizing the polygon mirror.

ポリゴンミラーの内接円半径及び回転数を一定にして面数を増加させると、ポリゴンミラー1回転で被走査面を走査する走査線の本数を増加させることができる。ポリゴンミラーの小型化による回転数増大にも限界があるため、高速かつ高密度の走査に対するポリゴンミラーの面数増加の効果は大きい。   When the inscribed circle radius and the number of rotations of the polygon mirror are made constant and the number of surfaces is increased, the number of scanning lines for scanning the surface to be scanned can be increased by one rotation of the polygon mirror. Since there is a limit to the increase in the number of rotations due to the miniaturization of the polygon mirror, the effect of increasing the number of polygon mirror faces for high-speed and high-density scanning is great.

通常、ポリゴンミラー3の内接円半径を一定にして面数を多くすると偏向反射面が小さくなり、この場合に上記光束のケラレのない構成を採用すると、偏向角度範囲が狭くなり、装置の大型化を余儀なくされる。   Usually, if the inscribed circle radius of the polygon mirror 3 is made constant and the number of surfaces is increased, the deflecting / reflecting surface becomes smaller. In this case, if the configuration without the vignetting of the light beam is adopted, the deflection angle range becomes narrow and the apparatus becomes large. It is forced to become.

第1実施形態では、上記ケラレのある構成を採用しているため、装置の大型化を抑制しつつ高速かつ高密度の走査を実現することができる。   In the first embodiment, since the vignetting configuration is employed, high-speed and high-density scanning can be realized while suppressing an increase in the size of the apparatus.

しかし、ポリゴンミラーの面数を増加させるほど、走査領域(画像領域や書込領域とも呼ぶ)の画角を確保することが困難となるため、面数の増加(多面化)にも限界がある。   However, as the number of polygon mirrors increases, it becomes more difficult to ensure the angle of view of the scanning area (also referred to as an image area or a writing area). .

そこで、ポリゴンミラーの多面化と小型化(内接円半径の減少)を併せて行うことで、極力高速かつ高密度の走査を実現することができる。   Accordingly, by performing both polygon facet reduction and downsizing (decreasing the inscribed circle radius), high-speed and high-density scanning can be realized as much as possible.

例えば、ポリゴンミラーの面数を6面から7面に増やし、かつ内接円半径を18mmから13〜14mm程度に変更することで、ポリゴンミラーの回転数を増大させ、かつ1回転での走査線本数を増加させることができ、被走査面を単位時間に走査する走査線の本数を格段に増加させることができ、高速かつ高密度の走査を実現できる。   For example, the number of polygon mirrors is increased from six to seven, and the inscribed circle radius is changed from 18 mm to about 13 to 14 mm, thereby increasing the number of polygon mirror rotations and scanning lines in one rotation. The number of scanning lines can be increased, and the number of scanning lines for scanning the surface to be scanned per unit time can be significantly increased, and high-speed and high-density scanning can be realized.

ところで、ポリゴンミラーにより走査領域に向けて光を偏向する前に、受光素子(PD)に光を入射させ、走査開始タイミング(書込開始タイミング)を決める同期信号を得る必要がある。   By the way, before the light is deflected toward the scanning region by the polygon mirror, it is necessary to make the light incident on the light receiving element (PD) and obtain a synchronization signal for determining the scanning start timing (writing start timing).

そこで、第1実施形態では、図2に示されるように、ポリゴンミラー3で偏向されfθレンズ9の上流端(走査角度範囲の上流端よりも上流側の端)を介した光の光路上に反射ミラー14を配置し、該反射ミラー14で反射された光を、同期レンズ15を介してPD16に入射させることにしている。   Therefore, in the first embodiment, as shown in FIG. 2, the light is deflected by the polygon mirror 3 and passes through the upstream end of the fθ lens 9 (the upstream end of the scanning angle range upstream). A reflection mirror 14 is disposed, and light reflected by the reflection mirror 14 is incident on the PD 16 via the synchronization lens 15.

そして、第1実施形態では、光源ドライバ100が、ポリゴンミラー3での入射光束の反射方向が走査角度範囲の上流端に一致する(走査開始位置に向く)前の所定時間、半導体レーザ1を点灯(同期点灯)させてPD16に光を入射させることで、PD16からの同期信号を得ることができる。この同期信号は、光源ドライバ100に出力される。光源ドライバ100は、同期信号入力後の所定タイミング(走査開始タイミング)から走査終了タイミングまでの所定時間、半導体レーザ1を点灯(書込点灯)させる。   In the first embodiment, the light source driver 100 lights the semiconductor laser 1 for a predetermined time before the reflection direction of the incident light beam at the polygon mirror 3 coincides with the upstream end of the scanning angle range (towards the scanning start position). By synchronizing (lighting on) and making light incident on the PD 16, a synchronization signal from the PD 16 can be obtained. This synchronization signal is output to the light source driver 100. The light source driver 100 turns on (writes on) the semiconductor laser 1 for a predetermined time from the predetermined timing (scanning start timing) after the synchronization signal is input to the scanning end timing.

すなわち、光源ドライバ100は、半導体レーザ1の同期点灯、消灯、書込点灯、消灯の一連のサイクルを繰り返し行う。   That is, the light source driver 100 repeatedly performs a series of cycles of the semiconductor laser 1 that is synchronously turned on, turned off, written, and turned off.

また、第1実施形態では、光源ドライバ100は、半導体レーザ1の同期点灯、書込点灯以外に、半導体レーザ1自体がどの程度の光量を出力しているかをモニタするために一定時間(モニタ点灯時間)点灯(モニタ点灯)させる必要がある。例えば、端面発光レーザである半導体レーザ1に対しては、射出方向と反対側に自身の光量をモニタするためのモニタ用PDを配置すれば、半導体レーザ1を点灯することで光量(発光光量)を計測可能である。   Further, in the first embodiment, the light source driver 100 performs a certain period of time (monitor lighting) in order to monitor how much light the semiconductor laser 1 itself outputs in addition to the synchronous lighting and writing lighting of the semiconductor laser 1. Time) must be lit (monitor lit). For example, with respect to the semiconductor laser 1 which is an edge emitting laser, if a monitoring PD for monitoring its own light amount is arranged on the opposite side to the emission direction, the light amount (light emission amount) can be obtained by turning on the semiconductor laser 1. Can be measured.

また、第1実施形態では、ポリゴンミラー3でケラレた光ビームが、ポリゴンミラー3からの反射光として半導体レーザ1に戻り、半導体レーザ1の出力を不安定にすることを避けるための消灯時間(以下では「戻り光消灯時間」と称する)を設定する必要がある。   Further, in the first embodiment, the light beam vignetted by the polygon mirror 3 returns to the semiconductor laser 1 as reflected light from the polygon mirror 3 to turn off the output of the semiconductor laser 1 in order to avoid instability ( In the following, it is necessary to set “return light extinction time”).

つまり、1つの偏向反射面によって1回の偏向を行う時間内に、モニタ点灯時間、同期点灯時間、書込点灯時間に加えて、戻り光消灯時間を設定する必要がある。   That is, it is necessary to set the return light extinction time in addition to the monitor lighting time, the synchronous lighting time, and the writing lighting time within the time for performing one deflection by one deflecting / reflecting surface.

ポリゴンミラーの内接円半径を一定にして面数を増やすとポリゴンミラー1回転当たりの走査線本数が増加するため高速かつ高密度の走査については有利となるが、1面で偏向できる角度(偏向角度範囲)は狭くなる。このため、その偏向角度範囲内で書込点灯以外の点灯、消灯を行うためには、モニタ点灯時間、同期点灯時間、戻り光消灯時間の短縮は困難であるため、書込領域の画角を狭くせざるを得ず、所望の書込幅を得るためには、装置の大型化を余儀なくされる。   Increasing the number of surfaces while keeping the inscribed circle radius of the polygon mirror constant increases the number of scanning lines per rotation of the polygon mirror, which is advantageous for high-speed and high-density scanning. The angle range becomes narrower. For this reason, it is difficult to shorten the monitor lighting time, synchronous lighting time, and return light extinguishing time in order to turn on / off other than writing lighting within the deflection angle range. In order to obtain a desired writing width, the apparatus must be enlarged.

一方、ポリゴンミラーの偏向反射面の大きさを一定にして面数を減らすと、ポリゴンミラーの小型化による回転数向上が期待でき、高速かつ高密度の走査が可能である。また、例えば7面から6面にすることで1面での偏向角度が7面時の51.43度から60度に増え、同期検知時、書込時などにおける角度(時間)に余裕が出る。しかし、ポリゴンミラーの面数増加ほどの効果はない。   On the other hand, when the number of deflecting and reflecting surfaces of the polygon mirror is made constant and the number of surfaces is reduced, the number of rotations can be improved by downsizing the polygon mirror, and high-speed and high-density scanning is possible. Further, for example, by changing from 7 surfaces to 6 surfaces, the deflection angle on one surface is increased from 51.43 degrees in the 7th surface to 60 degrees, and there is a margin in the angle (time) at the time of synchronization detection, writing, etc. . However, it is not as effective as increasing the number of polygon mirrors.

また、ポリゴンミラーの内接円半径は、走査開始位置近傍、走査終了位置近傍に入射する書込光束や同期検知光束のケラレ量を決めるため、光学特性に応じ、最適に設定する必要がある。つまり、ポリゴンミラーの面数と内接円半径は目標とする光学特性、高速化、高密度化の仕様に応じて決めることとなる。   In addition, the inscribed circle radius of the polygon mirror needs to be optimally set according to the optical characteristics in order to determine the amount of vignetting of the writing light beam and the synchronous detection light beam incident near the scanning start position and the scanning end position. That is, the number of polygon mirror surfaces and the inscribed circle radius are determined according to the target optical characteristics, speed-up, and density-enhancing specifications.

ここで、第1実施形態では、光源装置からの入射光束のうち一の偏向反射面でケラレた光束が入射する、該一の偏向反射面に対して下流側に隣接する他の偏向反射面の法線が光源装置からの光の入射方向に平行になるタイミング(以下では「戻り光発生タイミング」とも呼ぶ)、すなわち他の偏向反射面への光の入射方向に該他の偏向反射面での光の反射方向が一致するタイミングで、該他の偏向反射面で反射された光が光源に戻るため(図5(B)参照)、このタイミングで光源を消灯し、戻り光の発生を防止している。   Here, in the first embodiment, of the incident light beams from the light source device, a light beam vignetted on one deflection reflection surface is incident on another deflection reflection surface adjacent to the downstream side with respect to the one deflection reflection surface. Timing at which the normal line becomes parallel to the incident direction of light from the light source device (hereinafter also referred to as “returned light generation timing”), that is, in the incident direction of light on the other deflecting reflecting surface, Since the light reflected by the other deflecting reflection surface returns to the light source at the timing when the light reflection directions coincide with each other (see FIG. 5B), the light source is turned off at this timing to prevent the generation of return light. ing.

ところで、戻り光発生タイミングでは光源を消灯する必要があるため、一の偏向反射面での1回の偏向走査において、戻り光発生タイミングを書込点灯時間(走査開始タイミングから走査終了タイミングまでの時間)外に設定する必要がある。   By the way, since it is necessary to turn off the light source at the return light generation timing, the return light generation timing is set to the writing lighting time (the time from the scan start timing to the scan end timing) in one deflection scan on one deflection reflection surface. Need to set outside).

一の偏向反射面での1回の偏向走査において、戻り光発生タイミングを書込点灯時間後に設定すると、後に第2実施形態で詳しく説明するように、書込領域の画角の狭角化を抑制しつつ光源装置、ポリゴンミラー、走査光学系、同期検知系をレイアウトするのが困難となることから、ここでは、戻り光発生タイミングを書込点灯時間の前(走査開始タイミングの前)に設定している(図5(B)及び図5(C)参照)。   If the return light generation timing is set after the writing lighting time in one deflection scanning on one deflection reflecting surface, the angle of view of the writing area is reduced as will be described in detail later in the second embodiment. Since it becomes difficult to lay out the light source device, polygon mirror, scanning optical system, and synchronization detection system while suppressing, the return light generation timing is set before the writing lighting time (before the scanning start timing). (See FIGS. 5B and 5C).

更に、後に第2実施形態で詳しく説明するように、戻り光発生タイミングを同期点灯時間(同期検知タイミング)の後に設定すると、上記レイアウトの自由度が向上するため、ここでは、戻り光発生タイミングを同期点灯時間の後に設定している(図5(A)及び図5(B)参照)。なお、上記レイアウトの自由度は劣るが、戻り光発生タイミングを同期点灯時間の前に設定しても良い。   Further, as will be described in detail later in the second embodiment, if the return light generation timing is set after the synchronous lighting time (synchronization detection timing), the degree of freedom of the layout is improved. It is set after the synchronous lighting time (see FIGS. 5A and 5B). Although the degree of freedom of the layout is inferior, the return light generation timing may be set before the synchronous lighting time.

そこで、第1実施形態では、戻り光消灯時間を、同期点灯時間の後、かつ書込点灯時間前に設定している。   Therefore, in the first embodiment, the return light extinction time is set after the synchronous lighting time and before the writing lighting time.

以上説明した第1実施形態の光走査装置900は、半導体レーザ1(光源)及び結像光学系2を含む光源装置と、該光源装置からの光を偏向する、複数の偏向反射面を回転軸周りに有するポリゴンミラー3(偏向器)と、該ポリゴンミラー3により走査角度範囲(所定角度範囲)に偏向された光を被走査面901aに導く走査光学系4と、ポリゴンミラー3により走査角度範囲外の所定方向に偏向された光の光路上に配置されたPD16(受光素子)と、を備え、光源装置からの光は、ポリゴンミラー3により走査角度範囲の上流端及び所定方向を含む角度範囲に偏向されるとき、一部が一の偏向反射面で該角度範囲に反射され、かつ残部の少なくとも一部が一の偏向反射面の下流側に隣接する他の偏向反射面で反射され、光源装置からの光が上記角度範囲に偏向されるとき、一の偏向反射面で走査角度範囲の上流端に光が反射される前に、ポリゴンミラー3の回転軸方向から見て、他の偏向反射面の法線が光源装置からの光の入射方向に一致する。   The optical scanning device 900 according to the first embodiment described above includes a light source device including the semiconductor laser 1 (light source) and the imaging optical system 2, and a plurality of deflection reflection surfaces that deflect light from the light source device as a rotation axis. Around the polygon mirror 3 (deflector), the scanning optical system 4 for guiding the light deflected to the scanning angle range (predetermined angle range) by the polygon mirror 3 to the surface to be scanned 901a, and the scanning angle range by the polygon mirror 3 PD16 (light receiving element) disposed on the optical path of light deflected in a predetermined outside direction, and the light from the light source device is angled including the upstream end of the scanning angle range and the predetermined direction by the polygon mirror 3 Is deflected to the angular range by one deflecting reflecting surface, and at least a part of the remaining part is reflected by another deflecting reflecting surface adjacent to the downstream side of the one deflecting reflecting surface. Light from the device When deflected to the above angle range, before the light is reflected by the one deflection reflection surface to the upstream end of the scanning angle range, the normal line of the other deflection reflection surface is seen from the rotation axis direction of the polygon mirror 3. This coincides with the incident direction of light from the light source device.

この場合、走査角度範囲の狭角化を抑制しつつポリゴンミラー3の小型化や多面化を図ることができる。   In this case, the polygon mirror 3 can be downsized and multifaceted while suppressing the narrowing of the scanning angle range.

この結果、装置の大型化を抑制しつつ被走査面を高速かつ高密度に走査することができる。   As a result, it is possible to scan the surface to be scanned at high speed and high density while suppressing an increase in the size of the apparatus.

また、第1実施形態では、走査領域の上流端付近及び下流端付近に偏向される光ビームの一部を被走査面に向けて反射しない(ポリゴンミラーの偏向反射面で蹴る)ことにより、ポリゴンミラーを小型化し高速回転可能とする。また、ポリゴンミラーの面数の多面化により1回転での走査線本数を増やすことで、高密度化への対応をコストウエイトの高い光源部の数(光源数)を増やすことなく低コストで実現でき、高速化への対応も同様に光源数を増やすことなく低コストで実施可能となる。   In the first embodiment, a part of the light beam deflected near the upstream end and the downstream end of the scanning region is not reflected toward the surface to be scanned (kicked by the deflecting / reflecting surface of the polygon mirror). The mirror is downsized and can be rotated at high speed. In addition, by increasing the number of scanning lines per rotation by increasing the number of polygon mirrors, it is possible to respond to high density at a low cost without increasing the number of light source units (the number of light sources) with high cost weight. In addition, it is possible to implement high-speed processing at a low cost without increasing the number of light sources.

従来、特に書込領域の所望の画角を確保しながら光量を一定にすべく、走査領域周辺で光ビームの一部がケラレるのを防ぐために、ポリゴンミラーを大きくするか、オーバフィルド光学系を採用していた。   Conventionally, a polygon mirror is enlarged or an overfilled optical system in order to prevent a part of the light beam from vignetting around the scanning area in order to make the light amount constant while ensuring a desired angle of view of the writing area. Was adopted.

これに対し、第1実施形態では、アンダーフィルド光学系を採用し、かつ走査領域の主走査対応方向の周辺部で光ビームの一部がケラレる構成を採用しているため、書込領域の所望の画角を確保しながらポリゴンミラーの小型化や多面化を図ることができる。   In contrast, the first embodiment employs a configuration in which an underfilled optical system is employed and a part of the light beam is vignetted in the peripheral portion of the scanning region in the main scanning corresponding direction. The polygon mirror can be reduced in size and multifaceted while ensuring a desired angle of view.

一方、ケラレのない従来の光走査装置でポリゴンミラーの小型化や多面化を図ると、偏向角度範囲が小さくなるため、書込領域の所望の画角を確保しようとすると、ポリゴンミラーの大型化によるポリゴンミラーの回転数の低下及び騒音の発生や、装置の大型化などの問題が生じる。   On the other hand, when the polygon mirror is reduced in size and multifaceted with a conventional optical scanning device without vignetting, the deflection angle range becomes smaller. Therefore, if the desired angle of view of the writing area is to be secured, the polygon mirror becomes larger. This causes problems such as a decrease in the number of rotations of the polygon mirror, noise, and an increase in the size of the apparatus.

また、光源装置からの光が上記角度範囲に偏向されるとき、光源装置からの光が一の偏向反射面で上記所定方向に反射された後に、ポリゴンミラーの回転軸方向から見て、他の偏向反射面の法線が光源装置からの光の入射方向に平行となる。   Further, when the light from the light source device is deflected in the angle range, after the light from the light source device is reflected in the predetermined direction by one deflection reflection surface, the other light is seen from the direction of the rotation axis of the polygon mirror. The normal line of the deflection reflection surface is parallel to the incident direction of light from the light source device.

この場合、走査角度範囲の狭角化を更に抑制でき、装置の大型化を更に抑制できる。   In this case, the narrowing of the scanning angle range can be further suppressed, and the enlargement of the apparatus can be further suppressed.

また、PD16は、他の偏向反射面で反射される、光源装置からの光の残部の少なくとも一部の光路に対してポリゴンミラー3の回転方向の上流側に配置されている。   Further, the PD 16 is arranged on the upstream side in the rotational direction of the polygon mirror 3 with respect to at least a part of the optical path of the remaining light from the light source device reflected by another deflecting reflection surface.

また、光源装置からの光の一の偏向反射面への入射方向及び該光の一の偏向反射面からの反射方向は、ポリゴンミラー3の回転軸に垂直な同一面内にある。   In addition, the incident direction of light from the light source device to the deflection reflection surface and the reflection direction of the light from the deflection reflection surface are in the same plane perpendicular to the rotation axis of the polygon mirror 3.

この場合、波面収差の劣化及び一の偏向反射面での光量ロスを抑制できる。   In this case, it is possible to suppress the deterioration of the wavefront aberration and the light quantity loss on the one deflecting / reflecting surface.

また、光源装置からの光が上記角度範囲に偏向されるとき、ポリゴンミラー3の回転軸方向から見て、他の偏向反射面の法線が光源装置からの光の入射方向に平行となるタイミングでは、光源装置から光が射出されないため、戻り光が発生せず、光源の出力変動が抑制される。   Further, when the light from the light source device is deflected in the above-mentioned angular range, the timing at which the normal lines of the other deflection reflection surfaces are parallel to the incident direction of the light from the light source device when viewed from the rotational axis direction of the polygon mirror 3. Then, since no light is emitted from the light source device, no return light is generated, and output fluctuation of the light source is suppressed.

また、PD16は、走査光学系の光軸に対して半導体レーザ1とは反対側に配置されているため、光源装置、ポリゴンミラー、走査光学系、同期検知系13等のレイアウト上の自由度が高い。   Further, since the PD 16 is disposed on the side opposite to the semiconductor laser 1 with respect to the optical axis of the scanning optical system, the degree of freedom in layout of the light source device, polygon mirror, scanning optical system, synchronization detection system 13 and the like is increased. high.

また、光源装置からの光は、一の偏向反射面で走査角度範囲の下流端を含む角度範囲に偏向されるとき、一部が一の偏向反射面で上記角度範囲に反射され、かつ残部の少なくとも一部が一の偏向反射面に対して上流側に隣接する他の偏向反射面に入射する。   Further, when the light from the light source device is deflected by one deflection reflection surface into an angle range including the downstream end of the scanning angle range, a part of the light is reflected by the one deflection reflection surface in the angle range, and the remaining At least part of the light is incident on another deflecting / reflecting surface adjacent to the upstream side of the one deflecting / reflecting surface.

この場合、走査角度範囲の狭角化を更に抑制できる。   In this case, narrowing of the scanning angle range can be further suppressed.

また、ポリゴンミラー3に入射する光の主走査方向に対応する方向のビーム径は、偏向反射面の主走査方向に対応する方向の幅よりも小さいため、アンダーフィルド光学系において、最大限の広角化を図ることができ、ひいてはポリゴンミラー3の小型化や多面化を図ることができる。   In addition, since the beam diameter in the direction corresponding to the main scanning direction of the light incident on the polygon mirror 3 is smaller than the width of the deflecting / reflecting surface in the direction corresponding to the main scanning direction, the maximum wide angle in the underfilled optical system. As a result, the polygon mirror 3 can be reduced in size and multifaceted.

また、レーザプリンタ500は、感光体ドラム901(像担持体)と、該感光体ドラム901の表面を走査する光走査装置900と、を備えるため、高精細な画像を高速で形成できる。   Further, since the laser printer 500 includes the photosensitive drum 901 (image carrier) and the optical scanning device 900 that scans the surface of the photosensitive drum 901, a high-definition image can be formed at high speed.

《第2実施形態》
以下、第2実施形態について、図6〜図8(C)を参照して説明する。
<< Second Embodiment >>
Hereinafter, the second embodiment will be described with reference to FIGS. 6 to 8C.

第2実施形態では、ポリゴンミラーの面数を7面、内接円半径を14mmとし、従来多く使われていた6面で内接円半径18mmに対し、面数アップと小型化を両立している。   In the second embodiment, the number of faces of the polygon mirror is 7 and the inscribed circle radius is 14 mm. The 6 faces that have been widely used in the past have an inscribed circle radius of 18 mm, and both the number of faces is increased and the size is reduced. Yes.

図6には、第2実施形態の画像形成装置としてのカラープリンタ2000の概略構成が示されている。   FIG. 6 shows a schematic configuration of a color printer 2000 as an image forming apparatus according to the second embodiment.

図6に示されるように、装置内の下部側には水平方向に配設された給紙カセット30から給紙される転写紙(図示せず)を搬送する搬送ベルト17が設けられている。この搬送ベルト17上にはイエローY用の感光体ドラム7Y、マゼンタM用の感光体ドラム7M、シアンC用の感光体ドラム7C及びブラックK用の感光体ドラム7Kが、転写紙の搬送方向上流側から順に等間隔で配設されている。なお、以下、符号に対する添字Y,M,C,Kを適宜付けて区別するものとする。   As shown in FIG. 6, a transport belt 17 that transports transfer paper (not shown) fed from a paper feed cassette 30 disposed in the horizontal direction is provided on the lower side in the apparatus. On this conveying belt 17, a photosensitive drum 7Y for yellow Y, a photosensitive drum 7M for magenta M, a photosensitive drum 7C for cyan C, and a photosensitive drum 7K for black K are upstream in the conveying direction of the transfer paper. They are arranged at equal intervals in order from the side. Hereinafter, subscripts Y, M, C, and K are appropriately added to the reference numerals for distinction.

これらの感光体ドラム7Y,7M,7C,7Kは全て同一径に形成されたもので、その周囲には、電子写真プロセスにしたがって各プロセスを実行するプロセス部材が順に配設されている。感光体ドラム7Yを例に採れば、帯電チャージャ8Y、光走査系6Y、現像装置10Y、転写チャージャ11Y、クリーニング装置12Y等が順に配設されている。他の感光体ドラム7M,7C,7Kに対しても同様である。すなわち、第2実施形態では、感光体ドラム7Y,7M,7C,7Kの表面を各色毎に設定された被走査面(ないしは被照射面)とするものであり、各々の感光体ドラムに対して光走査系6Y,6M,6C,6Kが1対1の対応関係で設けられている。また、搬送ベルト17の周囲には、感光体ドラム7Yよりも上流側に位置させてレジストローラ16と、ベルト帯電チャージャ20が設けられ、感光体ドラム7Kよりもベルト17の回転方向下流側に位置させてベルト除電チャージャ21が設けられている。また、ベルト除電チャージャ21よりも転写紙搬送方向下流側には、定着ニップを形成する一対の定着ローラ24a、24bを含む定着装置24が設けられ、排紙トレイ26に向けて排紙ローラ25で結ばれている。   These photosensitive drums 7Y, 7M, 7C, and 7K are all formed to have the same diameter, and process members that execute the respective processes according to the electrophotographic process are sequentially arranged around the photosensitive drums 7Y, 7M, 7C, and 7K. Taking the photoconductor drum 7Y as an example, a charging charger 8Y, an optical scanning system 6Y, a developing device 10Y, a transfer charger 11Y, a cleaning device 12Y, and the like are sequentially arranged. The same applies to the other photosensitive drums 7M, 7C, and 7K. In other words, in the second embodiment, the surfaces of the photoconductive drums 7Y, 7M, 7C, and 7K are set as scan surfaces (or irradiated surfaces) set for the respective colors. Optical scanning systems 6Y, 6M, 6C, and 6K are provided in a one-to-one correspondence relationship. Further, a registration roller 16 and a belt charging charger 20 are provided around the transport belt 17 so as to be positioned upstream of the photosensitive drum 7Y, and are positioned downstream of the photosensitive drum 7K in the rotation direction of the belt 17. A belt static elimination charger 21 is provided. Further, a fixing device 24 including a pair of fixing rollers 24 a and 24 b that form a fixing nip is provided downstream of the belt static elimination charger 21 in the transfer paper conveyance direction, and the discharge roller 25 faces the discharge tray 26. Tied.

このような概略構成において、例えば、フルカラーモード(複数色モード)時であれば、各感光体ドラム7Y,7M,7C,7Kに対してY,M,C,K用の各色の画像信号に基づき各々の光走査系6Y,6M,6C,6Kによる光ビームの光走査で、各感光体ドラム表面に、各色信号に対応した静電潜像が形成される。これらの静電潜像は各々の対応する現像装置で色トナーにより現像されてトナー像となり、搬送ベルト17上に静電的に吸着されて搬送される転写紙上に順次転写されることにより重ね合わせられ、転写紙上にフルカラー画像が形成される。このフルカラー像は定着装置24で定着された後、排紙ローラ25により排紙トレイ26に排紙される。   In such a schematic configuration, for example, in the full color mode (multiple color mode), the photosensitive drums 7Y, 7M, 7C, and 7K are based on the image signals of the colors Y, M, C, and K. An electrostatic latent image corresponding to each color signal is formed on the surface of each photosensitive drum by optical scanning of the light beam by each of the optical scanning systems 6Y, 6M, 6C, and 6K. These electrostatic latent images are developed with color toners by the corresponding developing devices to become toner images, which are superposed by being sequentially transferred onto transfer paper that is electrostatically attracted onto the transport belt 17 and transported. As a result, a full-color image is formed on the transfer paper. This full-color image is fixed by the fixing device 24 and then discharged to a discharge tray 26 by a discharge roller 25.

カラープリンタ2000の4つの光走査系6Y,6M,6C,6Kそれぞれを、前述の第1実施形態に係る光走査装置900とすることで、高精細なカラー画像を高速で形成可能な画像形成装置を実現することができる。   By using each of the four optical scanning systems 6Y, 6M, 6C, and 6K of the color printer 2000 as the optical scanning device 900 according to the first embodiment, an image forming apparatus that can form a high-definition color image at high speed. Can be realized.

第2実施形態の光走査装置1000は、光走査系6Y,6M,6C,6Kを含んで構成されている。   The optical scanning device 1000 of the second embodiment is configured to include optical scanning systems 6Y, 6M, 6C, and 6K.

詳述すると、光走査装置1000は、図6及び図7(A)に示されるように、一例として、4色(Y、M、C、K)に対応する4つの光源装置と、各光源装置からの光を偏向する1つのポリゴンミラーと、4つの光源装置に個別に対応して設けられた4つの走査光学系と、2つの同期検知系とを備えている。   More specifically, as shown in FIGS. 6 and 7A, the optical scanning device 1000 includes four light source devices corresponding to four colors (Y, M, C, and K), and each light source device as an example. Are provided with one polygon mirror for deflecting light from the four light sources, four scanning optical systems provided individually corresponding to the four light source devices, and two synchronization detection systems.

すなわち、各光走査系は、固有の光源装置、4つの光走査系で共通のポリゴンミラー、固有の走査光学系、上下2つの光走査系で共通の同期検知系を含む。ここでは、各光走査系の走査光学系は、1枚の走査レンズ、2枚の折り返しミラーを含んで構成されている。各同期検知系は、ポリゴンミラーで偏向され走査レンズの上流端を介した光の光路上に配置された同期レンズ、該同期レンズを介した光の光路上に配置された同期検知用受光素子(例えばPD)含んで構成されている。なお、同期検知系を光走査系毎に設けても良い。また、各光走査系において、レイアウトに応じて、折り返しミラーは、1枚でも良いし、0枚でも良い。   That is, each optical scanning system includes a specific light source device, four polygon mirrors common to the four optical scanning systems, a specific scanning optical system, and a synchronous detection system common to the two upper and lower optical scanning systems. Here, the scanning optical system of each optical scanning system includes one scanning lens and two folding mirrors. Each synchronization detection system includes a synchronization lens that is deflected by a polygon mirror and disposed on the optical path of the light passing through the upstream end of the scanning lens, and a synchronization detection light-receiving element disposed on the optical path of the light that passes through the synchronization lens ( For example, PD). A synchronization detection system may be provided for each optical scanning system. In each optical scanning system, the number of folding mirrors may be one or zero depending on the layout.

ここでは、ポリゴンミラーは、一例として、上下2段に配置された、回転軸を共有する2つの回転多面体を含んで構成されている。2つの回転多面体は、一例として、実質的に同形かつ同大であり、回転軸周りの位置も同一である。   Here, as an example, the polygon mirror is configured to include two rotating polyhedra arranged in two upper and lower stages and sharing a rotation axis. As an example, the two rotating polyhedrons have substantially the same shape and the same size, and the positions around the rotation axis are also the same.

図6及び図7(A)において、光走査系6Y,6Mの光源装置、走査光学系は、ポリゴンミラーの右側に配置されているため、光走査系6Y,6Mを右側の光走査系とも総称する。更に、光走査系6Yは上段に配置されているため右側上段の光走査系とも称し、光走査系6Mは下段に配置されているため右側下段の光走査系とも称する。同様に、光走査系6C,6Kの光源装置、走査光学系は、ポリゴンミラーの左側に配置されているため、光走査系6C,6Kを左側の光走査系とも総称する。更に、光走査系6Cは上段に配置されているため左側上段の光走査系とも称し、光走査系6Kは下段に配置されているため左側下段の光走査系とも称する。   In FIG. 6 and FIG. 7A, since the light source devices and scanning optical systems of the optical scanning systems 6Y and 6M are arranged on the right side of the polygon mirror, the optical scanning systems 6Y and 6M are also collectively referred to as the right optical scanning system. To do. Further, since the optical scanning system 6Y is arranged in the upper stage, it is also referred to as the upper right optical scanning system, and the optical scanning system 6M is also referred to as the lower right optical scanning system because it is arranged in the lower stage. Similarly, since the light source devices and scanning optical systems of the optical scanning systems 6C and 6K are arranged on the left side of the polygon mirror, the optical scanning systems 6C and 6K are also collectively referred to as the left optical scanning system. Furthermore, since the optical scanning system 6C is arranged in the upper stage, it is also referred to as the upper left optical scanning system, and the optical scanning system 6K is also referred to as the lower left optical scanning system, because it is arranged in the lower stage.

ここでは、対向する左側上段及び右側上段の光走査系の走査光学系の光軸は略一致し、対向する左側下段及び右側下段の光走査系の走査光学系の光軸は略一致している。   Here, the optical axes of the scanning optical systems of the left upper and right upper optical scanning systems that are opposed to each other are substantially coincident, and the optical axes of the scanning optical systems of the lower left and right optical scanning systems that are opposed to each other are substantially coincident. .

そこで、左側上段及び右側上段の光走査系の光源装置から射出された2つの光は、ポリゴンミラーの上段の異なる2つの偏向反射面に入射し、該2つの偏向反射面で対応する2つの走査光学系に向けて偏向され、該2つの走査光学系により対応する2つの感光体ドラム7C、7Yの表面(被走査面)に個別に導かれる。   Therefore, the two lights emitted from the light source devices of the upper left and upper right optical scanning systems are incident on two different deflection reflection surfaces on the upper stage of the polygon mirror, and the corresponding two scans by the two deflection reflection surfaces. The light is deflected toward the optical system and is individually guided to the corresponding surfaces (scanned surfaces) of the two photosensitive drums 7C and 7Y by the two scanning optical systems.

また、左側下段及び右側下段の光走査系の光源装置から射出された2つの光は、ポリゴンミラーの下段の異なる2つの偏向反射面に入射し、該2つの偏向反射面で対応する2つの走査光学系に向けて偏向され、該2つの走査光学系により対応する2つの感光体ドラム7K、7Mの表面(被走査面)に個別に導かれる。   In addition, two lights emitted from the light source device of the light scanning system on the lower left side and the lower right side are incident on two different deflecting reflection surfaces on the lower stage of the polygon mirror, and corresponding two scans on the two deflecting reflection surfaces. The light is deflected toward the optical system and is individually guided to the surfaces (scanned surfaces) of the two corresponding photosensitive drums 7K and 7M by the two scanning optical systems.

このように、第2実施形態の光走査装置1000では、対向走査方式が採用されている。   As described above, the counter scanning method is employed in the optical scanning device 1000 of the second embodiment.

特に、第2実施形態では、図7(B)及び図7(A)に示されるように、ポリゴンミラーの面数を7面とし、内接円半径を14mmとしている。また、被走査面の法線を基準軸(0度)としたとき、書込領域の画角は±38°(トータル76°、半画角38°)、右側の光走査系の同期検知光束の入射角を40.5°、左側の光走査系の同期検知光束の入射角を−43.5°とする。ポリゴンミラーに入射する光束(入射光束)の入射角は62°である。ここでは、基準軸から上方に向けて測った角度を+、下方に向けて測った角度を−とする。   In particular, in the second embodiment, as shown in FIG. 7B and FIG. 7A, the number of polygon mirrors is 7 and the inscribed circle radius is 14 mm. Further, when the normal of the surface to be scanned is the reference axis (0 degree), the field angle of the writing area is ± 38 ° (total 76 °, half field angle 38 °), and the right-side optical scanning system synchronization detection light beam Is 40.5 °, and the incident angle of the left optical scanning system synchronization detection light beam is −43.5 °. The incident angle of the light beam (incident light beam) incident on the polygon mirror is 62 °. Here, the angle measured upward from the reference axis is +, and the angle measured downward is-.

図8(A)〜図8(C)の表には、それぞれ第2実施形態の実施例1〜3における左右の光走査系における同期検知タイミング、戻り光発生タイミング、書込開始タイミング、書込終了タイミングでのポリゴンミラーの法線の基準軸に対する角度、及び偏向反射面(1面)での最大振り角(偏向角度範囲)が示されている。上記画角と異なり、ポリゴンミラーに入射する光束の入射角が62°の場合、被走査面の法線と偏向反射面での反射光とが平行になるときの、該偏向反射面の法線の角度は、31°となる。   8A to 8C show the synchronization detection timing, return light generation timing, write start timing, and write in the left and right optical scanning systems in Examples 1 to 3 of the second embodiment, respectively. The angle with respect to the reference axis of the normal line of the polygon mirror at the end timing, and the maximum swing angle (deflection angle range) on the deflection reflection surface (one surface) are shown. Unlike the angle of view, when the incident angle of the light beam incident on the polygon mirror is 62 °, the normal line of the deflecting reflecting surface when the normal line of the scanned surface and the reflected light on the deflecting reflecting surface are parallel to each other The angle is 31 °.

左側の光走査系では、走査光学系の光軸に対して同期検知用受光素子(例えばPD)が光源と反対側に配置されている。右側の光走査系では、走査光学系の光軸に対して同期検知用受光素子(例えばPD)が光軸に対して光源と同じ側に配置されている。   In the left optical scanning system, a light-receiving element for synchronization detection (for example, PD) is disposed on the opposite side of the light source with respect to the optical axis of the scanning optical system. In the right optical scanning system, a light-receiving element for synchronization detection (for example, PD) is disposed on the same side as the light source with respect to the optical axis of the scanning optical system.

実施例1、3では、図8(A)、図8(C)に示されるように、左側の光走査系において、光源装置からの入射光束がポリゴンミラーの一の偏向反射面で偏向角度範囲内の上流側に偏向される際、該一の偏向反射面に対して下流側に隣接する他の偏向反射面の法線が入射光束の入射方向(光路)に平行となるタイミング(戻り光発生タイミング)が、一の偏向反射面で反射された光が走査光学系の光軸に対して光源とは反対側に配置された受光素子に入射するタイミングと、一の偏向反射面で反射された光が走査開始位置(書込開始位置)に入射するタイミングとの間になるようにレイアウトされている。   In the first and third embodiments, as shown in FIGS. 8A and 8C, in the left optical scanning system, the incident light beam from the light source device is deflected at one deflection reflection surface of the polygon mirror. Timing when the normal line of the other deflecting / reflecting surface adjacent to the downstream side of the one deflecting / reflecting surface is parallel to the incident direction (optical path) of the incident light beam. Timing) when the light reflected by one deflecting reflecting surface is incident on the light receiving element disposed on the side opposite to the light source with respect to the optical axis of the scanning optical system, and reflected by one deflecting reflecting surface. It is laid out so that it falls between the timing when light enters the scan start position (write start position).

具体的には、図5(A)〜図5(C)に示されるように、第2実施形態ではポリゴンミラーへの入射光束の入射角が62°であることから、ポリゴンミラーの一の偏向反射面でケラレた光束の一部を反射する隣接する他の偏向反射面の法線の角度が62°のとき、ケラレた光束の一部の反射方向(進行方向)が入射光束の入射方向に一致する、すなわち他の偏向反射面の法線が入射光束の入射方向に平行になる(図5(A)〜図5(C)中、破線矢印がケラレた光束である)。   Specifically, as shown in FIGS. 5A to 5C, in the second embodiment, since the incident angle of the incident light beam to the polygon mirror is 62 °, one deflection of the polygon mirror is performed. When the normal angle of another adjacent deflecting reflecting surface that reflects a part of the luminous flux vignetted by the reflecting surface is 62 °, the reflection direction (traveling direction) of the part of the vignetting luminous flux is the incident direction of the incident luminous flux. That is, the normal lines of the other deflecting and reflecting surfaces are parallel to the incident direction of the incident light beam (the broken line arrows in FIGS. 5A to 5C are vignetting light beams).

このとき、図8(A)の左側の表から分かるように、7面のポリゴンミラーの場合、ケラレた光束の反射方向が入射光束の入射方向に略一致するときの(戻り光発生タイミングでの)偏向反射面の法線の角度は10.57°となる(7面ポリゴンの内角は128.57°)。偏向反射面の法線の角度は、同期検知タイミングでは9.25°、書込開始タイミングでは12°であり、戻り光発生タイミングでは同期検知タイミングと書込開始タイミングとの間となっている。   At this time, as can be seen from the table on the left side of FIG. 8A, in the case of a 7-sided polygon mirror, the reflection direction of the vignetting light beam substantially coincides with the incident direction of the incident light beam (at the return light generation timing). ) The angle of the normal line of the deflecting reflecting surface is 10.57 ° (the inner angle of the 7-sided polygon is 128.57 °). The normal angle of the deflecting reflecting surface is 9.25 ° at the synchronization detection timing and 12 ° at the writing start timing, and is between the synchronization detection timing and the writing start timing at the return light generation timing.

左側の光走査系は、図7(A)において光束を右回り(時計回り)に回転させるため、図8(A)の偏向反射面の法線の角度が、大きくなるにつれ、同期検知タイミング、戻り光発生タイミング、書込開始タイミングと順に移行していく。前述したように、戻り光発生タイミングでは、光源を消灯するのが望ましい。なお、戻り光発生タイミングでは、戻り光が実際に発生しても光源の出力に影響しない程度の微小出力で光源を点灯させても構わない。なお、図7(A)では、便宜上、4つの被走査面のうち2つの被走査面のみを図示している。   The left optical scanning system rotates the light flux clockwise (clockwise) in FIG. 7A, and therefore, as the normal angle of the deflecting reflecting surface in FIG. The sequence proceeds in the order of return light generation timing and writing start timing. As described above, it is desirable to turn off the light source at the return light generation timing. At the return light generation timing, the light source may be turned on with a minute output that does not affect the output of the light source even if the return light is actually generated. Note that in FIG. 7A, for convenience, only two of the four scanned surfaces are illustrated.

図8(A)の左側の表から分かるように、左側の光走査系において、同期検知タイミングと戻り光発生タイミングとの間の偏向反射面の法線の角度差は1.32°であり、戻り光発生タイミングと書込開始タイミングとの間の偏向反射面の法線の角度差は1.43°である。右側の光走査系において、同期検知タイミングと書込開始タイミングとの間の偏向反射面の法線の角度差は1.25°であり、書込終了タイミングと戻り光発生タイミングとの間の偏向反射面の法線の角度差は1.43°となる。ポリゴンミラーの回転数にもよるが、仮に50000rpmでも、ミラー面数が7面の場合、1°あたり3.3μsの時間があるため、光源を同期検知タイミングで点灯後、消灯し、再度書込開始タイミングで点灯することは、時間的に十分可能であると考えられる。   As can be seen from the table on the left side of FIG. 8 (A), in the left optical scanning system, the angle difference between the normal lines of the deflecting reflecting surface between the synchronization detection timing and the return light generation timing is 1.32 °. The angle difference between the normal lines of the deflecting reflecting surface between the return light generation timing and the writing start timing is 1.43 °. In the optical scanning system on the right side, the angle difference of the normal line of the deflecting reflecting surface between the synchronization detection timing and the writing start timing is 1.25 °, and the deflection between the writing end timing and the return light generation timing is The angle difference between the normal lines of the reflecting surfaces is 1.43 °. Although it depends on the number of rotations of the polygon mirror, if the number of mirror surfaces is 7 even at 50000 rpm, there is a time of 3.3 μs per degree. It can be considered that it is sufficiently possible to light at the start timing.

例えば、図8(B)に示される実施例2では、戻り光発生タイミングを同期検知タイミングよりも前に設定している。書込領域の半画角を38°で固定し、同期検知光束の角度も固定した場合、光源装置から射出されポリゴンミラーに入射する光束(入射光束)の入射角を56.5°にする必要が生じる。(図5(B)で左側の同期に向かう反射光より図中下側に反射光をもっていく必要があり、入射角は小さくなる方向に動く)。   For example, in the second embodiment shown in FIG. 8B, the return light generation timing is set before the synchronization detection timing. When the half angle of view of the writing area is fixed at 38 ° and the angle of the synchronous detection light beam is also fixed, the incident angle of the light beam (incident light beam) emitted from the light source device and incident on the polygon mirror needs to be 56.5 °. Occurs. (In FIG. 5B, it is necessary to bring the reflected light downward in the figure from the reflected light toward the left side, and the incident angle moves in the direction of decreasing).

上記図8(A)に示される実施例1の説明の通り、ポリゴンミラーへの入射光束の入射角(入射方向)でポリゴンミラーへの戻り光の反射角(反射方向)が決まることとなる。(実施例2では、ポリゴンミラーへの入射光束の入射角は、上記最小角度差が実施例1と同じ程度になるように設定されている。具体的には、1度以上とされている。)   As described in the first embodiment shown in FIG. 8A, the reflection angle (reflection direction) of the return light to the polygon mirror is determined by the incident angle (incident direction) of the incident light beam to the polygon mirror. (In Example 2, the incident angle of the incident light beam to the polygon mirror is set so that the minimum angle difference is the same as in Example 1. Specifically, it is set to 1 degree or more. )

実施例2において、左側の光走査系では、戻り光発生タイミングと同期検知タイミングとの間の偏向反射面の法線の角度差は1.43°であり、同期検知タイミングと書込開始タイミングとの間の偏向反射面の法線の角度差は2.75°である。右側の光走査系では、同期検知タイミングと書込開始タイミングとの間の偏向反射面の法線の角度差は1.25°であり、書込終了タイミングと戻り光発生タイミングとの間の偏向反射面の法線の角度差は4.18°となる。   In the second embodiment, in the left optical scanning system, the angle difference between the normal lines of the deflecting reflecting surface between the return light generation timing and the synchronization detection timing is 1.43 °, and the synchronization detection timing and the write start timing are The angle difference of the normal of the deflecting reflecting surface between the two is 2.75 °. In the optical scanning system on the right side, the angle difference of the normal line of the deflection reflection surface between the synchronization detection timing and the writing start timing is 1.25 °, and the deflection between the writing end timing and the return light generation timing. The angle difference between the normals of the reflecting surfaces is 4.18 °.

ここで、第2実施形態では、ポリゴンミラーへの光束の入射角を左右の光走査系で同じにしている。左右の光走査系でポリゴンミラーへの入射角を異ならせることもできるが、左右の光走査系で実質的に同一の走査レンズを採用することがコスト的にもメリットがある。そして、左右の光走査系で実質的に同一の走査レンズを用いた場合、ポリゴンミラーへの入射角を左右の光走査系で異ならせると、左右の光走査系での光学特性が異なってしまう(一方が悪くなる)ため、ポリゴンミラーへの入射角を左右の光走査系で同じにすることが望ましい。   Here, in the second embodiment, the incident angle of the light beam to the polygon mirror is the same in the left and right optical scanning systems. Although the incident angle to the polygon mirror can be made different between the left and right optical scanning systems, it is advantageous in terms of cost to employ substantially the same scanning lens in the left and right optical scanning systems. If substantially the same scanning lens is used in the left and right optical scanning systems, the optical characteristics of the left and right optical scanning systems will be different if the angle of incidence on the polygon mirror differs between the left and right optical scanning systems. Therefore, it is desirable that the angle of incidence on the polygon mirror is the same in the left and right optical scanning systems.

ポリゴンミラーの回転数にもよるが、仮に上記と同様に該回転数が50000rpmでも、ポリゴンミラーの面数が7面だと1度あたり3.3μsの時間があり、時間間隔的には十分成立可能と考えられる。   Although it depends on the rotation speed of the polygon mirror, even if the rotation speed is 50000 rpm as described above, if the number of polygon mirror faces is 7, it takes 3.3 μs per degree, which is sufficient for the time interval. It seems possible.

しかし、この場合、右側の光走査系において、ポリゴンミラーへの入射角を62°から56.5°にしたことで、ポリゴンミラーへ入射する光束(入射角56.5°)と、同期検知光束(40.5°)が近づきすぎ(図7(A)の角度Aが小さくなりすぎる)、光源とポリゴンミラーとの間に配置される光学素子や、走査光学系の素子との干渉や、組付け時の冶具との干渉が生じるため好ましくない。もしくは、著しく生産性が悪く、コストアップにつながってしまう。   However, in this case, in the right optical scanning system, the incident angle to the polygon mirror is changed from 62 ° to 56.5 °, so that the light beam incident on the polygon mirror (incident angle 56.5 °) and the synchronization detection light beam (40.5 °) is too close (angle A in FIG. 7A becomes too small), interference with optical elements arranged between the light source and the polygon mirror, elements of the scanning optical system, This is not preferable because it causes interference with the jig during attachment. Or, productivity is remarkably poor, leading to an increase in cost.

すなわち、入射光束と同期検知光束は、少なくとも20°程度は離すことが望ましく、これを実現させるためには書込領域の画角±38°(トータル76°)を小さくする必要がある。画角が小さくなると、走査光学系における光路長を長くする必要があり、装置の大型化やビームスポット径の劣化などが生じる。   That is, it is desirable that the incident light beam and the synchronization detection light beam be separated from each other by at least about 20 °. In order to realize this, it is necessary to reduce the angle of view ± 38 ° (total 76 °) of the writing area. When the angle of view is reduced, it is necessary to increase the optical path length in the scanning optical system, resulting in an increase in the size of the apparatus and a deterioration in the beam spot diameter.

また、光源の光量モニタに関しては、光学素子の配置に関係なく、ポリゴンミラーの1面での偏向角度範囲内で実施すれば良い。光量モニタに要する時間は、戻り光発生タイミングで消灯するのとは異なり長い。しかし、右側の光走査系では戻り光発生タイミングから次の同期検知タイミングまでの時間、左側の光走査系では書込終了タイミングから次の同期検知タイミングまでの時間が長く、この時間で十分実施可能である。光量モニタは、どの領域で実施しても光が同期検知系や走査領域に入らなければ問題がなく、ポリゴンミラーで走査される光を用いないため、ポリゴンミラーの偏向反射面によるケラレの影響も受けない。先にも述べたが、LD(レーザダイオード)では射出方向と逆側に配置されたPDを用いて光量をモニタする。   The light amount monitor of the light source may be implemented within the deflection angle range on one surface of the polygon mirror regardless of the arrangement of the optical elements. The time required for monitoring the light amount is long, unlike turning off at the return light generation timing. However, in the right optical scanning system, the time from the return light generation timing to the next synchronization detection timing is long, and in the left optical scanning system, the time from the write end timing to the next synchronization detection timing is long. It is. There is no problem if the light intensity monitor does not enter the synchronous detection system or scanning area, and the light quantity monitor does not use the light scanned by the polygon mirror. I do not receive it. As described above, the LD (laser diode) monitors the amount of light using a PD disposed on the opposite side to the emission direction.

第2実施形態でも、一の偏向反射面で書込領域の上流端近傍に偏向されるとき、一の偏向反射面で反射された光が書込開始位置(走査開始位置)に入射する前に、一の偏向反射面からはみ出した入射光束の一部が入射する、一の偏向反射面に対して下流側に隣接する他の偏向反射面の法線が入射光束の入射方向に平行となるようにレイアウトされることで、装置の大型化を抑制しつつポリゴンミラーの小型化や面数アップが実現可能である。更に、一の偏向反射面で反射された光が走査光学系の光軸に対して光源と反対側に配置される受光素子に入射した後に、他の偏向反射面の法線が入射光束の入射方向に平行になるようにレイアウトされることで、装置の大型化を更に抑制することが可能である。   Also in the second embodiment, when light is deflected by the one deflecting / reflecting surface to the vicinity of the upstream end of the writing region, before the light reflected by the one deflecting / reflecting surface enters the writing start position (scanning start position). A part of the incident light beam that protrudes from one deflection reflection surface is incident so that the normal line of another deflection reflection surface adjacent to the downstream side with respect to the one deflection reflection surface is parallel to the incident direction of the incident light beam. Thus, it is possible to reduce the size of the polygon mirror and increase the number of surfaces while suppressing the increase in size of the apparatus. Furthermore, after the light reflected by one deflection reflection surface is incident on the light receiving element disposed on the opposite side of the light source with respect to the optical axis of the scanning optical system, the normal line of the other deflection reflection surface is incident on the incident light beam. By laying out so as to be parallel to the direction, it is possible to further suppress the enlargement of the apparatus.

また、入射光束が走査領域の両端(上流端及び下流端)に向けて偏向されるときに入射光束の一部を蹴る第1及び第2実施形態では、書込領域の画角を±で均等にし、偏向反射面の主走査対応方向の両端でのケラレ量を一致させることが望ましい。そこで、書込領域の画角が、被走査面の法線を0度としたとき、±でほぼ均等であり、かつ第2実施形態の構成を満足すれば、書込領域の画角の広角化を達成できる。   Further, in the first and second embodiments in which a part of the incident light beam is kicked when the incident light beam is deflected toward both ends (upstream end and downstream end) of the scanning region, the field angle of the writing region is equalized by ±. It is desirable that the amount of vignetting at both ends of the deflecting / reflecting surface in the main scanning corresponding direction is matched. Therefore, if the field angle of the writing area is substantially equal to ± when the normal of the surface to be scanned is set to 0 degree and the configuration of the second embodiment is satisfied, the wide angle of the field angle of the writing area is satisfied. Can be achieved.

以上の説明の通り、第1及び2実施形態では、「一の偏向反射面で被走査面に向けて反射されない光束(ケラレた光束)が入射する、該一の偏向反射面に対して下流側に隣接する他の偏向反射面の法線が入射光束の入射方向に平行となるタイミングが、走査光学系の光軸に対して光源と反対側に配置される受光素子を走査するタイミングと、一の偏向反射面で走査開始位置に向けて光が反射されるタイミングとの間になるように設定」するとともに、ポリゴンミラーに入射する光ビームの主走査対応方向のビーム幅が該ポリゴンミラーの偏向反射面の主走査対応方向の幅よりも小さく、かつ偏向角度範囲内の上流端近傍及び下流端近傍でのみ光ビームの一部が被走査面に向け反射されない構成を採用している。この場合、ポリゴンミラーの面数を従来の6面から7面に増やしかつ小型化を図ることができ、かつ所望の書込領域の画角を確保できることで光路長を長く設定する必要も無く、装置の大型化を抑制しつつ高速かつ高密度の走査を実現できる。更に、1枚の走査レンズで構成される低コストな走査光学系において焦点距離を短く設定することも可能となるため、被走査面上のビームスポット径も小さく絞ることが可能となり、光学特性も向上させることが可能となる。   As described above, in the first and second embodiments, “a light beam that is not reflected toward the scanning surface by one deflection reflection surface (a vignetting light beam) is incident on the downstream side with respect to the one deflection reflection surface. The timing at which the normal line of another deflecting reflecting surface adjacent to the light beam is parallel to the incident direction of the incident light beam is equal to the timing at which the light receiving element disposed on the opposite side of the light source with respect to the optical axis of the scanning optical system And the beam width in the main scanning direction of the light beam incident on the polygon mirror is deflected by the polygon mirror. A configuration is adopted in which a part of the light beam is not reflected toward the scanning surface only near the upstream end and the downstream end within the deflection angle range, which is smaller than the width of the reflecting surface in the main scanning correspondence direction. In this case, the number of polygon mirror surfaces can be increased from the conventional 6 surfaces to 7 surfaces and the size can be reduced, and the angle of view of the desired writing area can be secured, so there is no need to set a long optical path length. High-speed and high-density scanning can be realized while suppressing the enlargement of the apparatus. Furthermore, since the focal length can be set short in a low-cost scanning optical system composed of a single scanning lens, the beam spot diameter on the surface to be scanned can be reduced and the optical characteristics can be reduced. It becomes possible to improve.

また、他の偏向反射面での反射方向が該他の偏向反射面への入射光束の入射方向に一致するタイミングが、一の偏向反射面で反射された光束が受光素子や走査領域に入射するタイミングとは異なるため、受光素子での受光量不足や出力画像(最終画像)のエッジ部での乱れを抑制できる。   The timing at which the reflection direction on the other deflecting / reflecting surface coincides with the incident direction of the incident light beam on the other deflecting / reflecting surface is such that the light beam reflected on the one deflecting / reflecting surface enters the light receiving element or the scanning region. Since it is different from the timing, it is possible to suppress an insufficient amount of light received by the light receiving element and a disturbance at the edge portion of the output image (final image).

一般的には、アンダフィルド光学系で使用されるポリゴンミラーの面数は6面以下であり、7面以上では全ての光束が偏向反射面でケラレないようにするためには、ポリゴンミラーの内接円半径を大きくする必要があり、ポリゴンミラーの回転数も減少するため、採用に至らない。   In general, the number of polygon mirrors used in the underfilled optical system is six or less, and in order to prevent all light beams from being vignetted on the deflecting reflection surface when the number is seven or more, the polygon mirror has Since it is necessary to increase the tangent radius and the number of rotations of the polygon mirror is reduced, it is not adopted.

ポリゴンミラーの偏向反射面の端近傍に入射する例えば同期検知に用いる光ビームは一部が偏向反射面でケラレることとなり、光量低下やビームスポット径の劣化(太り)が発生する。   For example, a portion of the light beam used for synchronization detection that enters the vicinity of the end of the deflecting / reflecting surface of the polygon mirror is vignetted on the deflecting / reflecting surface, resulting in a decrease in light amount and deterioration (thickening) of the beam spot diameter.

ビームスポット径の劣化に関しては、変化量も数μm程度と小さく、最終画像への影響は小さい。一方、光量低下に関しては、光量不足による同期検知エラー、画像部であれば光量低下による終端での濃度むらの発生など画像品質を劣化させてしまう。   Regarding the deterioration of the beam spot diameter, the amount of change is as small as about several μm, and the influence on the final image is small. On the other hand, regarding the light amount reduction, the image quality deteriorates, such as a synchronization detection error due to insufficient light amount, and in the case of an image portion, density unevenness occurs at the end due to the light amount reduction.

光量低下への対策としては、光源の出力を走査方向に変化させる補正方法が一般的である。具体的には、光量が低下した分だけ光源の発光光量を上げ、像面上で一定にすることが可能である。また、同期に関しては、同期検知用のPDの感度を調整することでも対応可能となる。   As a countermeasure against a decrease in the amount of light, a correction method that changes the output of the light source in the scanning direction is generally used. Specifically, it is possible to increase the amount of light emitted from the light source by the amount corresponding to the decrease in the amount of light and make it constant on the image plane. Further, the synchronization can also be handled by adjusting the sensitivity of the synchronization detection PD.

また、第2実施形態では、更に書込領域の画角を広げてポリゴンミラーの小型化を図るため、1つのポリゴンミラーを共用する左右の光走査系の一方(例えば図7(A)の左側の光走査系)において、同期検知用受光素子は、走査光学系の光軸に対して光源と反対側に配置されている。そして、該同期検知用受光素子でのみ同期検知を行うこととしている。つまり、対向走査の片側のみ(左右の光走査系の一方のみ)の同期検知で対向走査の両側(左右の光走査系)の書込開始タイミングを決めることとしている。   Further, in the second embodiment, in order to further widen the angle of view of the writing area and reduce the size of the polygon mirror, one of the left and right optical scanning systems sharing one polygon mirror (for example, the left side of FIG. 7A). In this optical scanning system, the synchronization detection light-receiving element is disposed on the opposite side of the light source with respect to the optical axis of the scanning optical system. The synchronization detection is performed only by the light receiving element for synchronization detection. That is, the write start timing is determined on both sides of the opposing scan (left and right optical scanning systems) by synchronous detection of only one side of the opposing scan (only one of the left and right optical scanning systems).

例えば、上記第2実施形態で書込領域の画角を広げた場合、戻り光発生タイミングから書込開始タイミングまでの時間が短くなり、戻り光発生タイミングでの消灯が困難となる。   For example, when the angle of view of the writing area is widened in the second embodiment, the time from the return light generation timing to the write start timing is shortened, and it is difficult to turn off at the return light generation timing.

そこで、ポリゴンミラーへの光束の入射角を小さくし、戻り光発生タイミングと書込開始タイミングとの時間差を長くすることが考えられる。このとき、先に述べた通り、右側の光走査系(光源側で同期検知する光走査系)では、ポリゴンミラーへの入射光束と同期検知光束の角度差が小さくなる。ポリゴンミラーへの入射光束と同期検知光束の干渉を避けるため同期検知光束の角度も小さくする場合、同期検知光束と書込開始位置に向かう光束(書込開始光束とも称する)との間隔が保てずレイアウトの成立が困難になる。   Therefore, it is conceivable to reduce the incident angle of the light beam to the polygon mirror and to increase the time difference between the return light generation timing and the writing start timing. At this time, as described above, in the right optical scanning system (the optical scanning system that performs synchronous detection on the light source side), the angle difference between the incident light beam on the polygon mirror and the synchronous detection light beam becomes small. When the angle of the synchronization detection light beam is also reduced in order to avoid interference between the incident light beam on the polygon mirror and the synchronization detection light beam, an interval between the synchronization detection light beam and the light beam toward the writing start position (also referred to as a writing start light beam) is maintained. This makes it difficult to establish a layout.

しかし、右側の光走査系の同期検知(光源側の同期検知)を廃止し左側の光走査系の同期検知(反光源側の同期検知)のみとすることで、レイアウト上の問題を解決できる。ポリゴンミラーへの光束の入射角を小さくしても、右側の光走査系では同期検知が廃止されているため、入射光束と書込開始光束とが干渉しないように配置すれば良いため、レイアウトが成立できることとなり、かつ画像領域(書込領域)の画角も広げることが可能となる。このときの具体的な数値が実施例3の表である図8(C)に記載されている。なお、片側同期検知が行われる場合には、図7(A)の右側の光走査系の同期検知系は不要となる。   However, the problem of layout can be solved by eliminating the synchronization detection of the right optical scanning system (synchronous detection on the light source side) and performing only the synchronization detection of the left optical scanning system (synchronous detection on the opposite light source side). Even if the incident angle of the light beam to the polygon mirror is reduced, the right-side optical scanning system does not detect synchronization, so it is sufficient to arrange the incident light beam and the writing start light beam so that they do not interfere with each other. In addition, the angle of view of the image area (writing area) can be increased. Specific numerical values at this time are described in FIG. 8C which is a table of the third embodiment. When single-sided synchronization detection is performed, the right-side optical scanning system synchronization detection system in FIG.

具体的には、戻り光抑制タイミングと書込開始タイミングの確保のため、ポリゴンミラーへの光束の入射角を例えば62°から60.5°に小さくする。また、画像領域は例えば±38°から±40°に広げる。この結果、右側の光学系では同期検知の角度を40.5°のままにすると、画像領域の書込開始との間隔が0.25°と狭くなり、レイアウトの成立が困難である。   Specifically, in order to ensure the return light suppression timing and the writing start timing, the incident angle of the light beam on the polygon mirror is reduced from, for example, 62 ° to 60.5 °. Further, the image area is expanded from ± 38 ° to ± 40 °, for example. As a result, if the synchronization detection angle is left at 40.5 ° in the right optical system, the interval from the start of writing the image area becomes as narrow as 0.25 °, making it difficult to establish the layout.

更に、ポリゴンミラーへの光束の入射角も小さくなることから、ポリゴンミラーへの入射光束、同期検知光束、書込光束を光学素子の配置も含め干渉させずに配置することが困難なレイアウトとなる。つまり、第2実施形態では、右側の光走査系(光源側で同期検知する光走査系)において同期検知系を用いることは実際には困難である。   Further, since the incident angle of the light beam to the polygon mirror is also reduced, it is difficult to arrange the incident light beam, the synchronization detection light beam, and the writing light beam to the polygon mirror without interfering with the arrangement of the optical elements. . That is, in the second embodiment, it is actually difficult to use the synchronization detection system in the right optical scanning system (the optical scanning system that performs synchronization detection on the light source side).

一方、左側の光走査系では、戻り光と書込開始光束との間隔を広げるため、ポリゴンミラーへの光束の入射角を例えば62°から60.5°に小さくする。このとき、同期検知光束と戻り光との間隔が狭くなるため、同期検知光束の像高を−45°とする。この同期検知光束の角度(同期角度)やポリゴンミラーへの光束の入射角は、同期に必要な光量などを考慮して最適に設定できる。例えば、ポリゴンミラーへの光束の入射角を60.7°、同期角度を−44.5°などに適宜設定可能である。   On the other hand, in the left optical scanning system, in order to increase the interval between the return light and the writing start light beam, the incident angle of the light beam on the polygon mirror is reduced from 62 ° to 60.5 °, for example. At this time, since the interval between the synchronization detection light beam and the return light becomes narrow, the image height of the synchronization detection light beam is set to −45 °. The angle of the synchronization detection light beam (synchronization angle) and the incident angle of the light beam on the polygon mirror can be optimally set in consideration of the amount of light necessary for synchronization. For example, the incident angle of the light beam to the polygon mirror can be appropriately set to 60.7 °, the synchronization angle to −44.5 °, and the like.

図8(C)では、左側の光走査系において、戻り光と書込開始光束との角度差が最も小さく1.18度である。上記第1実施形態での説明同様、この角度差は1°以上確保できれば、レイアウトの成立が可能と考えられる(ポリゴンミラー回転数が50000rpmでも3.3μsの時間を確保可能。実際の回転数はもっと低いことが多い。   In FIG. 8C, in the left optical scanning system, the angle difference between the return light and the writing start light beam is the smallest, 1.18 degrees. As described in the first embodiment, it is considered that the layout can be established if the angle difference can be secured by 1 ° or more (a time of 3.3 μs can be secured even when the polygon mirror rotational speed is 50000 rpm. The actual rotational speed is Often lower.

つまり、走査光学系の光軸に対して光源と反対側の同期検知系でのみ同期を取る構成(図7(A)の左側の光走査系)とすることで、更なる広画角化を実現できることとなる。また、この場合も、「一の偏向反射面で被走査面に向けて反射されない光(ケラレた光)が入射する、該一の偏向反射面の下流側に隣接する他の偏向反射面の法線が入射光束の入射方向に平行となるタイミングが、一の偏向反射面で走査光学系の光軸に対して光源と逆側に配置される受光素子に向けて光が反射されるタイミングと、一の偏向反射面で走査開始位置に向けて光が反射されるタイミングとの間になるように設定」することで、書込領域を最大限に広画角化できる。   In other words, a configuration in which only the synchronization detection system on the opposite side of the light source with respect to the optical axis of the scanning optical system is synchronized (the optical scanning system on the left side in FIG. 7A) can further widen the angle of view. It can be realized. Also in this case, “the method of another deflecting / reflecting surface adjacent to the downstream side of the one deflecting / reflecting surface on which light that is not reflected by the one deflecting / reflecting surface toward the scanning surface (vignetting light) is incident. The timing at which the line is parallel to the incident direction of the incident light beam is the timing at which the light is reflected toward the light receiving element disposed on the opposite side of the light source with respect to the optical axis of the scanning optical system on one deflection reflection surface, By setting the timing so that the light is reflected toward the scanning start position on one deflecting reflecting surface, the writing area can be maximized in view angle.

上記第1実施形態でも説明したように、戻り光発生タイミングを同期検知タイミングより前に設定する場合(例えば実施例2の場合)にも、ポリゴンミラーへの入射角を小さくする必要があるが、「一の偏向反射面で被走査面に向けて反射されない光束(ケラレた光束)が入射する、該一の偏向反射面の下流側に隣接する他の偏向反射面の法線が入射光束の入射方向に平行になるタイミングが、一の偏向反射面で走査光学系の光軸に対して光源と逆側に配置される受光素子に向けて光が反射されるタイミングと、一の偏向反射面で書込開始位置に向けて光が反射されるタイミングとの間になるように設定」するとともに、光源側の同期検知(右側の光走査系の同期検知系)を廃止しポリゴンミラーへの光束の入射角を小さく設定することで広画角化を達成できる。   As described in the first embodiment, when the return light generation timing is set before the synchronization detection timing (for example, in the case of the second embodiment), it is necessary to reduce the incident angle to the polygon mirror. “A light beam that is not reflected by one deflecting reflection surface toward the scanning surface (a vignetting light beam) is incident, and the normal line of another deflecting reflecting surface adjacent to the downstream side of the one deflecting reflection surface is incident on the incident light beam. The timing at which the light becomes parallel to the direction is the timing at which light is reflected toward the light receiving element disposed on the opposite side of the light source with respect to the optical axis of the scanning optical system at one deflection reflection surface, and the one deflection reflection surface. Set to be between the timing when the light is reflected toward the writing start position ”, and the synchronization detection on the light source side (synchronous detection system of the right optical scanning system) is abolished, and the light flux to the polygon mirror is eliminated. Widen by setting the incident angle small The keratinocytes can be achieved.

次に、上述した片側同期について説明を加える。   Next, a description will be given of the one-side synchronization described above.

通常、左右の光走査系それぞれで書込開始前に同期検知する。すなわち、両側同期で書込開始のタイミングを決めている。この場合、同期検知と書込開始は同じ光源からの光束と同じポリゴンミラー面で、かつ検知後の時間間隔も短いことから精度良く書込開始位置を設定可能である。   Usually, the left and right optical scanning systems detect synchronously before starting writing. That is, the write start timing is determined by both-side synchronization. In this case, since the synchronization detection and the writing start are performed on the same polygon mirror surface as the light beam from the same light source and the time interval after the detection is short, the writing start position can be set with high accuracy.

一方、片側同期の場合、対向側の走査光学系の書込開始タイミングの設定は容易だが、同期検知光束と書込光束を偏向する偏向反射面が異なると、偏向反射面間での形状誤差の影響を受けやすくなる。   On the other hand, in the case of one-side synchronization, it is easy to set the writing start timing of the scanning optical system on the opposite side. However, if the deflection detection surface that deflects the synchronization detection light beam and the writing light beam is different, the shape error between the deflection reflection surfaces is reduced. Be susceptible.

このため、タイミングの設定は、同期検知光束と対向側での書込開始光束が同一の偏向反射面で偏向されるように設定することが望ましい。更に、対向側では同期検知から書込開始の時間が長いことから、ポリゴンミラーの回転ムラの影響を受けやすい。この回転ムラは比較的高周期で発生するため、ポリゴンミラー1回転の時間も計測しておくことでフィードバック制御し安定的にポリゴンミラーを回転させることが可能である。この結果、片側のみの同期検知でも、書込開始位置を精度良く設定することが可能である。   For this reason, it is desirable to set the timing so that the synchronous detection light beam and the writing start light beam on the opposite side are deflected by the same deflection reflection surface. In addition, the opposite side is prone to be affected by uneven rotation of the polygon mirror because the write start time from synchronization detection is long. Since this rotation unevenness occurs at a relatively high cycle, it is possible to stably rotate the polygon mirror by performing feedback control by measuring the time of one rotation of the polygon mirror. As a result, it is possible to set the writing start position with high accuracy even with synchronous detection on only one side.

また、工場出荷時に、様々な誤差要因による書込開始位置の変動をキャンセルするように、左右の光走査系に対応する画像領域が一致するように書込開始のタイミングを計測により設定することも可能である。   In addition, at the time of shipment from the factory, the writing start timing may be set by measurement so that the image areas corresponding to the left and right optical scanning systems coincide so as to cancel the fluctuation of the writing start position due to various error factors. Is possible.

以上説明した第2実施形態の光走査装置1000では、光源装置は4つあり、走査光学系は4つの光源装置に対応してポリゴンミラー(偏向器)を挟む両側に2つずつ配置され、被走査面は4つの走査光学系に対応して4つあり、各走査光学系は、対応する光源装置から射出されポリゴンミラーで偏向された光を対応する被走査面に導き、PD(受光素子)の出力信号に基づいて各被走査面の走査開始タイミングが決定される。   In the optical scanning device 1000 according to the second embodiment described above, there are four light source devices, and two scanning optical systems are arranged on both sides of the polygon mirror (deflector) so as to correspond to the four light source devices. There are four scanning surfaces corresponding to the four scanning optical systems, and each scanning optical system guides the light emitted from the corresponding light source device and deflected by the polygon mirror to the corresponding surface to be scanned, and PD (light receiving element) The scanning start timing of each scanned surface is determined based on the output signal.

光走査装置1000によれば、左右の光走査系の一方の同期検知におけるレイアウト上の制約による不都合を解消でき、かつ上記第1実施形態と同様の効果を奏するカラー画像対応の光走査装置を実現できる。   According to the optical scanning device 1000, a color image-compatible optical scanning device that can solve the disadvantages due to layout restrictions in the synchronization detection of one of the left and right optical scanning systems and has the same effects as the first embodiment is realized. it can.

そこで、第2実施形態のカラープリンタ2000によれば、光走査装置1000を備えているため、高精細なカラー画像を高速で形成できる。   Therefore, according to the color printer 2000 of the second embodiment, since the optical scanning device 1000 is provided, a high-definition color image can be formed at high speed.

なお、上記第2実施形態では、光走査装置が一体的に構成される場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、各感光体ドラム毎に光走査装置が設けられても良いし、2つの感光体ドラム毎に光走査装置が設けられても良い。   In the second embodiment, the case where the optical scanning device is integrally configured has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, an optical scanning device may be provided for each photosensitive drum, or an optical scanning device may be provided for every two photosensitive drums.

また、上記第2実施形態では、カラープリンタ2000は、感光体ドラムを4つ備えているが、これに限定されるものではない。例えば、感光体ドラムを5つ以上備えていても良い。   In the second embodiment, the color printer 2000 includes four photosensitive drums. However, the present invention is not limited to this. For example, five or more photosensitive drums may be provided.

なお、上記各実施形態では、ポリゴンミラーの偏向反射面による偏向角度範囲(総画角)をω1、走査角度範囲の半画角(走査角度範囲の画角の1/2)をω2としたとき、ω2/ω1≧0.7が満足されることが好ましい。   In each of the above embodiments, when the deflection angle range (total angle of view) by the deflection reflection surface of the polygon mirror is ω1, and the half angle of view of the scanning angle range (1/2 of the angle of view of the scanning angle range) is ω2, It is preferable that ω2 / ω1 ≧ 0.7 is satisfied.

ω2/ω1が0.7未満になると、画角が狭くなりポリゴンミラーの偏向反射面の走査角度範囲に充分な余裕が生じる。つまり、高速かつ高密度走査のために、各実施形態の構成を徒に採用しても、ポリゴンミラーの内接円半径を小さくすることのみの対応となり、ポリゴンミラーの面数が最適化されない。このため、ポリゴンミラーの面数と内接円半径のバランスがとれず、高速、高密度に向けたポテンシャルを最大限に引き出せない。   When ω2 / ω1 is less than 0.7, the angle of view becomes narrow, and a sufficient margin is generated in the scanning angle range of the deflecting / reflecting surface of the polygon mirror. In other words, even if the configuration of each embodiment is adopted for high-speed and high-density scanning, only the inscribed circle radius of the polygon mirror is reduced, and the number of polygon mirror faces is not optimized. For this reason, the number of faces of the polygon mirror and the inscribed circle radius cannot be balanced, and the potential for high speed and high density cannot be maximized.

ω2/ω1が0.7以上になるように設定することで、必要な画像領域(書込領域)の画角に対してポリゴンミラーの面数を最適に設定でき、上記第1又は第2実施形態で説明した構成を採用することで、高速、高密度、広画角を限界まで向上することが可能となる。   By setting ω2 / ω1 to be 0.7 or more, the number of polygon mirror faces can be set optimally for the angle of view of the required image area (writing area). By adopting the configuration described in the embodiment, it is possible to improve the high speed, high density, and wide angle of view to the limit.

また、上記各実施形態では、高速かつ高密度走査のため、一つの被走査面を複数の光ビームで走査するマルチビーム方式を採用した場合、被走査面を走査する複数の光ビームのうちより後行の光ビームを受光素子(例えばPD)に入射させて同期信号を得ることが望ましい。   Further, in each of the above embodiments, when a multi-beam method for scanning one surface to be scanned with a plurality of light beams for high-speed and high-density scanning, the plurality of light beams for scanning the surface to be scanned is used. It is desirable to obtain a synchronization signal by making a subsequent light beam incident on a light receiving element (for example, PD).

例えば、パッケージ内に複数の発光点をもつLDA(レーザダイオードアレイ)をマルチビーム光源として用いる場合、主走査断面では光源からの発散光束を平行もしくは略平行光に変換するカップリングレンズを透過することで、ポリゴンミラーへ若干ではあるが異なる角度で入射する。この結果、同期検知のための受光素子へ反射するポリゴンミラーの回転角度はビーム間で異なることとなる。例えば2ビームの場合、被走査面を走査する光ビームとしては、先行して走査する(偏向反射面に先に入射する)光ビームと後行で走査する(偏向反射面に後に入射する)光ビームとなる。   For example, when an LDA (laser diode array) having a plurality of light emitting points in a package is used as a multi-beam light source, it transmits through a coupling lens that converts a divergent light beam from the light source into parallel or substantially parallel light in the main scanning section. Thus, the light enters the polygon mirror at a slightly different angle. As a result, the rotation angle of the polygon mirror reflected to the light receiving element for synchronization detection differs between the beams. For example, in the case of two beams, as the light beam for scanning the surface to be scanned, the light beam scanned in advance (incident on the deflection reflection surface) and the light scanned in the subsequent direction (incident on the deflection reflection surface) Become a beam.

上記各実施形態の光走査装置では、偏向角度範囲内の周辺に向かうほどポリゴンミラーによる光束のケラレが大きくなり光量が低下する。偏向角度範囲内の周辺に配置される同期検知用の受光素子への光量が著しく低下すると光を検知できないおそれがある。同期検知での光源の光量を上げる制御も可能だが、光源の出力範囲にも制限があるため、ポリゴンミラーでのケラレ量はできるだけ小さいほうが良いことは言うまでもない。   In the optical scanning device of each of the embodiments described above, the vignetting of the light beam by the polygon mirror increases and the amount of light decreases toward the periphery within the deflection angle range. If the amount of light to the light receiving element for synchronous detection arranged in the vicinity of the deflection angle range is significantly reduced, there is a possibility that the light cannot be detected. Although it is possible to increase the amount of light of the light source in synchronization detection, it is needless to say that the amount of vignetting in the polygon mirror should be as small as possible because the output range of the light source is limited.

そこで、同期検知に用いる光ビームをマルチビームの中で後行走査する光ビーム(好ましくは、最も後行走査する光ビーム)とすることで光量低下の影響を軽減することができる。後行の光ビームほど、同期検知に向かう光束の偏向反射面上での反射位置は偏向反射面中心側にシフトするため、ポリゴンミラーの偏向反射面での光束のケラレは小さくなり光量低下を軽減できることとなる。   Therefore, the influence of the light amount reduction can be reduced by using the light beam used for the synchronization detection as the light beam that performs the subsequent scanning in the multi-beam (preferably, the light beam that performs the subsequent scanning most). As the subsequent light beam, the reflection position of the light beam toward the synchronous detection on the deflecting / reflecting surface shifts toward the center of the deflecting / reflecting surface, so that the vignetting of the light beam on the deflecting / reflecting surface of the polygon mirror is reduced and the reduction in the amount of light is reduced. It will be possible.

要は、最も先行する光ビーム以外の光ビームを同期検知に用いることが好ましい。   In short, it is preferable to use a light beam other than the most advanced light beam for synchronous detection.

また、上記各実施形態では、光源装置からの光の偏向反射面への入射方向と該偏向反射面での反射方向がポリゴンミラーの回転軸に垂直な同一面内にあるが、これに限られなに。例えば、光源装置からの光の偏向反射面への入射角をポリゴンミラーの回転軸に対して傾斜させても良い。すなわち、光源装置からの光を偏向反射面に斜入射させても良い。この場合、戻り光発生タイミングでも、実際には光源への戻り光が発生しないため、戻り光発生タイミングで消灯する必要がない。この場合であっても、ポリゴンミラー3の回転軸方向から見て、他の偏向反射面の法線が入射光束の入射方向に一致するタイミング(戻り光発生タイミング)が、一の偏向反射面で走査角度範囲の上流端に光が反射されるタイミングの前であることが好ましい。更に、戻り光発生タイミングが、一の偏向反射面で受光素子に向けて光が反射されるタイミングの後であることがより好ましい。   Further, in each of the above embodiments, the incident direction of the light from the light source device on the deflecting / reflecting surface and the reflecting direction on the deflecting / reflecting surface are in the same plane perpendicular to the rotation axis of the polygon mirror. what. For example, the incident angle of the light from the light source device to the deflecting / reflecting surface may be inclined with respect to the rotation axis of the polygon mirror. That is, the light from the light source device may be obliquely incident on the deflecting / reflecting surface. In this case, since the return light to the light source is not actually generated even at the return light generation timing, it is not necessary to turn off the light at the return light generation timing. Even in this case, the timing at which the normal line of the other deflecting reflecting surface coincides with the incident direction of the incident light beam (return light generation timing) when viewed from the rotational axis direction of the polygon mirror 3 is the one deflecting reflecting surface. It is preferably before the timing at which light is reflected at the upstream end of the scanning angle range. Furthermore, it is more preferable that the return light generation timing is after the timing at which the light is reflected toward the light receiving element by the one deflection reflection surface.

また、上記各実施形態では、走査領域の上流端近傍及び下流端近傍に向けて光束を偏向するとき、光束の一部がケラレる構成を採用しているが、要は、走査領域の少なくとも上流端近傍に向けて光束を偏向するときに光束の一部がケラレる構成を採用することが好ましい。すなわち、走査領域の下流端近傍に向けて光束を偏向するときに該光束の一部がケラレない構成としても良い。   In each of the above embodiments, a configuration is adopted in which when the light beam is deflected toward the vicinity of the upstream end and the downstream end of the scanning region, a part of the light beam is vignetted. It is preferable to adopt a configuration in which a part of the light beam is vignetted when the light beam is deflected toward the vicinity of the end. That is, a configuration may be adopted in which a part of the light beam is not vignetted when the light beam is deflected toward the vicinity of the downstream end of the scanning region.

また、同期検知系の構成は、上記各実施形態で説明したものに限らず、適宜変更可能である。例えば、上記第1実施形態において、反射ミラーを省略し、ポリゴンミラーで偏向された光束を同期レンズを介してPDに入射させても良い。また、上記各実施形態では、ポリゴンミラーで偏向された光束を走査レンズ(例えばfθレンズ)を介して同期検知系に導いているが、走査レンズを介さずに同期検知系に導くようにしても良い。また、上記各実施形態では、同期検知系の受光素子として、PD(フォトダイオード)を用いているが、例えば、フォトトランジスタ等の他のフォトディテクタであっても良い。   The configuration of the synchronization detection system is not limited to that described in each of the above embodiments, and can be changed as appropriate. For example, in the first embodiment, the reflection mirror may be omitted, and the light beam deflected by the polygon mirror may be incident on the PD via the synchronous lens. In each of the above embodiments, the light beam deflected by the polygon mirror is guided to the synchronization detection system via the scanning lens (for example, the fθ lens), but may be guided to the synchronization detection system without passing the scanning lens. good. In each of the above embodiments, a PD (photodiode) is used as the light-receiving element of the synchronization detection system. However, for example, another photo detector such as a phototransistor may be used.

また、光源装置の構成は、上記各実施形態で説明したものに限らず、適宜変更可能である。例えば、上記各実施形態では、光源として、端面発光レーザ(LD)が用いられているが、これに限らず、例えば面発光レーザ(VCSEL)、その他のレーザ等を用いても良い。また、光源を含む光源装置の数や光源装置における光源の数は、光走査装置の仕様に応じて、適宜変更可能である。   In addition, the configuration of the light source device is not limited to that described in the above embodiments, and can be changed as appropriate. For example, in each of the above embodiments, an edge-emitting laser (LD) is used as a light source. However, the present invention is not limited to this, and for example, a surface-emitting laser (VCSEL), another laser, or the like may be used. In addition, the number of light source devices including the light source and the number of light sources in the light source device can be appropriately changed according to the specifications of the optical scanning device.

また、走査光学系の構成は、上記各実施形態で説明したものに限らず、適宜変更可能である。例えば、上記第1実施形態の走査光学系を、トロイダルレンズを省略して、fθレンズのみで構成しても良い。また、例えば、上記第2実施形態の各走査光学系を、複数枚の走査レンズで構成しても良い。   Further, the configuration of the scanning optical system is not limited to that described in the above embodiments, and can be changed as appropriate. For example, the scanning optical system of the first embodiment may be configured with only an fθ lens, omitting the toroidal lens. Further, for example, each scanning optical system of the second embodiment may be composed of a plurality of scanning lenses.

また、例えば、レーザ光によって発色する媒体(例えば、用紙)に直接、レーザ光を照射する画像形成装置であっても良い。   Further, for example, an image forming apparatus that directly irradiates laser light onto a medium (for example, paper) that develops color with laser light may be used.

また、像担持体として銀塩フィルムを用いた画像形成装置であっても良い。この場合には、光走査により銀塩フィルム上に潜像が形成され、この潜像は通常の銀塩写真プロセスにおける現像処理と同等の処理で可視化することができる。そして、通常の銀塩写真プロセスにおける焼付け処理と同等の処理で印画紙に転写することができる。このような画像形成装置は光製版装置や、CTスキャン画像等を描画する光描画装置として実施できる。   Further, an image forming apparatus using a silver salt film as the image carrier may be used. In this case, a latent image is formed on the silver salt film by optical scanning, and this latent image can be visualized by a process equivalent to a developing process in a normal silver salt photographic process. Then, it can be transferred to photographic paper by a process equivalent to a printing process in a normal silver salt photographic process. Such an image forming apparatus can be implemented as an optical plate making apparatus or an optical drawing apparatus that draws a CT scan image or the like.

また、画像形成装置として、プリンタ以外の画像形成装置、例えば、デジタル複写機、ファクシミリ、又はこれらが集約された複合機であっても良い。   Further, the image forming apparatus may be an image forming apparatus other than a printer, for example, a digital copying machine, a facsimile, or a complex machine in which these are integrated.

以下に、発明者が上記実施形態及び各変形例を発案するに至った思考プロセスを説明する。   Below, the thought process which the inventor came up with the said embodiment and each modification is demonstrated.

一般に、例えばレーザプリンタ等の画像形成装置に搭載される光走査装置は、光源からの光ビームを偏向器により偏向させ、fθレンズ等の走査レンズを含む走査光学系により被走査面に集光して被走査面上に光スポットを形成し、この光スポットで被走査面を光走査(主走査)するように構成されている。   In general, for example, an optical scanning device mounted on an image forming apparatus such as a laser printer deflects a light beam from a light source by a deflector and condenses it on a surface to be scanned by a scanning optical system including a scanning lens such as an fθ lens. Thus, a light spot is formed on the surface to be scanned, and the surface to be scanned is optically scanned (main scan) with this light spot.

被走査面の実体をなすものは、光導電性の感光体ドラム等の感光媒体の感光面である。例えばレーザプリンタに代表される画像形成装置においては、高速、高画質へのニーズが高く、搭載される光走査装置においても、高速、高密度への要求が強い。高速、高密度への対応としては、偏向器としてのポリゴンミラーの回転数を上げることで対応可能であるが、回転数を上げるにも限界がある。   What forms the surface to be scanned is the photosensitive surface of a photosensitive medium such as a photoconductive photosensitive drum. For example, an image forming apparatus represented by a laser printer has a high need for high speed and high image quality, and an optical scanning apparatus to be mounted has a strong demand for high speed and high density. High speed and high density can be dealt with by increasing the rotational speed of the polygon mirror as a deflector, but there is a limit to increasing the rotational speed.

この解決手段として、オーバーフィルド光学系の技術が開示されている(例えば特許文献1:特開平10−206778号公報参照)。   As a means for solving this problem, a technique of an overfilled optical system is disclosed (for example, see Patent Document 1: Japanese Patent Laid-Open No. 10-206778).

オーバーフィルド光学系は、偏向器としてのポリゴンミラーの偏向反射面を小さくし外接円形を大きくすることなく偏向反射面の数を増やし、偏向反射面より主走査対応方向に大きな光束を入射させ、ポリゴンミラーの回転数を上げることなく1回転当たりの走査数を増やすことで、高速化、高密度化に対応する技術である。   The overfilled optical system reduces the deflection reflection surface of the polygon mirror as a deflector, increases the number of deflection reflection surfaces without enlarging the circumscribed circle, and makes a large light beam incident in the main scanning direction from the deflection reflection surface. This is a technique for increasing speed and density by increasing the number of scans per rotation without increasing the number of rotations of the mirror.

しかし、オーバーフィルド光学系では、ポリゴンミラーの偏向反射面の数を多くしていることから、偏向できる角度が狭い。この結果、被走査面上で所望の主走査方向の書込み幅を確保するためには、ポリゴンミラーから被走査面までの光路長を長くする必要があり、装置が大型化してしまう。   However, in the overfilled optical system, since the number of deflecting reflecting surfaces of the polygon mirror is increased, the angle at which deflection is possible is narrow. As a result, in order to ensure a desired writing width in the main scanning direction on the surface to be scanned, it is necessary to lengthen the optical path length from the polygon mirror to the surface to be scanned, which increases the size of the apparatus.

また、ポリゴンミラーに入射する光束を切り出して走査することから、中心像高から周辺像高に向かい光量が低下してしまう。   In addition, since the light beam incident on the polygon mirror is cut out and scanned, the amount of light decreases from the center image height to the peripheral image height.

一方、偏向器の偏向反射面よりも主走査対向方向に小さな光束を光偏向器に入射させるアンダーフィルド光学系に関しては、回転数を上げることなく、光源数を増やすマルチビーム書込方式により、高速化、高密度化に対応する技術が広く知られている。   On the other hand, for the underfill optical system that makes the light deflector enter the light deflector in a direction opposite to the main scanning direction from the deflecting / reflecting surface of the deflector, the multi-beam writing method that increases the number of light sources without increasing the number of rotations enables high speed. Techniques for dealing with higher density and higher density are widely known.

しかし、光源数を増加させると、光源駆動回路の大型化を招き、コストが大幅に高くなる。光走査装置において、光源を含む光源装置のコスト比率は高く、光走査装置を安価で提供するためには大きな弊害となってしまう。   However, increasing the number of light sources leads to an increase in the size of the light source driving circuit, resulting in a significant increase in cost. In the optical scanning device, the cost ratio of the light source device including the light source is high, which is a serious adverse effect in providing the optical scanning device at low cost.

さらに、フルカラー機に対応する光走査装置においては、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックなどの各々異なる色に対応した光走査装置が必要であり、各色に対応する光源を用意する場合には、光源数は更に増加してしまう。   Furthermore, in the optical scanning device corresponding to the full color machine, an optical scanning device corresponding to each of different colors such as yellow, magenta, cyan, and black is necessary, and when the light source corresponding to each color is prepared, Will increase further.

そこで、本出願人は、特許文献2(特開2005−092129号公報)で、カラー機対応のアンダーフィルド光学系において光源数を低減する方式を提案している。具体的には、1つの光源からの光束をハーフミラーなどを用いることで2つの光束に分割し、各々異なる色に対応する被走査面に導く構成である。   Therefore, the present applicant has proposed a method for reducing the number of light sources in an underfilled optical system compatible with a color machine in Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2005-092129). Specifically, the light beam from one light source is divided into two light beams by using a half mirror or the like, and guided to the scanned surface corresponding to each different color.

特許文献2によれば、1つの被走査面に対応する光源数は増加するが、この光源を複数の被走査面で共用可能であるため、光走査装置全体での光源数は半減できることとなる。   According to Patent Document 2, the number of light sources corresponding to one surface to be scanned increases. However, since this light source can be shared by a plurality of surfaces to be scanned, the number of light sources in the entire optical scanning device can be halved. .

しかしながら、特許文献2では、光束を分割する光学素子など構成部品が増加する他、1つの光源からの光束を分割し複数の被走査面に書込む方式であるため、時間分割し順次書込みを行う必要があり、光束分割をしない従来の光学系に比べ、偏向できる角度が狭くなる。この結果、被走査面上で所望の主走査方向の書込み幅を確保するためには、偏向器から被走査面までの光路長を長くする必要があり、装置が大型化してしまう。   However, in Patent Document 2, the number of components such as an optical element that divides a light beam is increased, and the light beam from one light source is divided and written on a plurality of scanned surfaces. Compared with a conventional optical system that does not perform beam splitting, the deflectable angle becomes narrower. As a result, in order to ensure a desired writing width in the main scanning direction on the surface to be scanned, it is necessary to lengthen the optical path length from the deflector to the surface to be scanned, which increases the size of the apparatus.

特許文献2では、オーバーフィルド光学系を採用する特許文献1に比べると、光路長の増加は少ないが、高速かつ高密度走査のニーズに加え、小型化、低コスト化への要求も大きい光走査装置にとっては、大きな問題となる。更に、偏向できる角度が小さいと大型化してしまう他、低コストな1枚構成の走査レンズを用いた場合、焦点距離が長くなり、被走査面上でのビームスポット径が大きくなる問題も生じる。   In Patent Document 2, compared with Patent Document 1 that employs an overfilled optical system, the optical path length increases little, but in addition to the need for high-speed and high-density scanning, there is a great demand for downsizing and cost reduction. For the device, it becomes a big problem. Furthermore, if the angle that can be deflected is small, the size is increased, and when a low-cost scanning lens having a single lens structure is used, the focal length becomes long and the beam spot diameter on the surface to be scanned increases.

そこで、以上のような問題を解決すべく、発明者は、上記各実施形態を発案するに至った。   In order to solve the above problems, the inventors have come up with the above embodiments.

1…半導体レーザ(光源、光源装置の一部)、3…ポリゴンミラー(偏向器)、6…カップリングレンズ(光源装置の一部)、7…開口素子、8…シリンドリカルレンズ(光源装置の一部)、4…走査光学系、9…fθレンズ(走査光学系の一部)、10…トロイダルレンズ(走査光学系の一部)、11…折り返しミラー(走査光学系の一部)、7K、7C、7M、7Y、901…感光体ドラム、500…レーザプリンタ(画像形成装置)、900、1000…光走査装置、901a…感光体ドラムの表面(被走査面)、2000…カラープリンタ(画像形成装置)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor laser (light source, a part of light source device), 3 ... Polygon mirror (deflector), 6 ... Coupling lens (a part of light source device), 7 ... Aperture element, 8 ... Cylindrical lens (one of light source device) 4) scanning optical system, 9 ... fθ lens (part of scanning optical system), 10 ... toroidal lens (part of scanning optical system), 11 ... folding mirror (part of scanning optical system), 7K, 7C, 7M, 7Y, 901 ... photosensitive drum, 500 ... laser printer (image forming apparatus), 900, 1000 ... optical scanning apparatus, 901a ... photosensitive drum surface (scanned surface), 2000 ... color printer (image forming) apparatus).

特許第3562190号公報Japanese Patent No. 3562190 特許第4445234号公報Japanese Patent No. 4445234 特開2010−122248号公報JP 2010-122248 A

Claims (11)

光源を含む光源装置と、
前記光源装置からの光を偏向する、複数の偏向反射面を回転軸周りに有する偏向器と、
前記偏向器により所定角度範囲に偏向された光を被走査面に導く走査光学系と、
前記走査光学系の光軸に対して前記光源とは反対側に配置され、前記偏向器により前記所定角度範囲外の所定方向に偏向された光を受光する受光素子と、を備え、
前記光源装置からの光は、前記偏向器により前記所定角度範囲の前記偏向器の回転方向の上流端及び前記所定方向を含む角度範囲に偏向されるとき、一部が一の偏向反射面で前記角度範囲に反射され、かつ残部の少なくとも一部が前記一の偏向反射面に対して前記回転方向の下流側に隣接する他の偏向反射面で反射され、
前記光源装置からの光が前記角度範囲に偏向されるとき、前記光源装置からの光が前記一の偏向反射面で前記所定方向に反射された後に、かつ前記光源装置からの光が前記一の偏向反射面で前記所定角度範囲の前記上流端に反射される前に、前記回転軸方向から見て、前記他の偏向反射面の法線が前記光源装置からの光の入射方向に平行となる光走査装置。
A light source device including a light source;
A deflector that deflects light from the light source device and has a plurality of deflection reflection surfaces around a rotation axis;
A scanning optical system that guides light deflected by the deflector to a predetermined angle range to a surface to be scanned;
A light receiving element that is disposed on the opposite side of the light source with respect to the optical axis of the scanning optical system and that receives light deflected in a predetermined direction outside the predetermined angular range by the deflector;
When the light from the light source device is deflected by the deflector to an upstream end in the rotation direction of the deflector within the predetermined angle range and an angle range including the predetermined direction, a part of the light is reflected on the one deflection reflection surface. Reflected by the angular range, and at least a part of the remaining portion is reflected by another deflecting reflecting surface adjacent to the one deflecting reflecting surface downstream in the rotation direction,
When the light from the light source device is deflected to the angular range, the light from the light source device is reflected in the predetermined direction by the one deflection reflection surface, and the light from the light source device is Before being reflected from the deflection reflection surface to the upstream end of the predetermined angle range, the normal line of the other deflection reflection surface is parallel to the incident direction of the light from the light source device as seen from the rotation axis direction. Optical scanning device.
前記受光素子は、前記他の偏向反射面で反射される、前記光源装置からの光の前記残部の少なくとも一部の光路に対して前記回転方向の上流側に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の光走査装置。   The light receiving element is disposed on the upstream side in the rotation direction with respect to at least a part of the optical path of the remaining portion of the light from the light source device, which is reflected by the other deflection reflection surface. The optical scanning device according to claim 1. 前記光源装置から射出され前記一の偏向反射面に入射する光の主走査方向に対応する方向のビーム幅は、前記一の偏向反射面の主走査方向に対応する方向の幅よりも狭いことを特徴とする請求項1又は2に記載の光走査装置。   The beam width in the direction corresponding to the main scanning direction of the light emitted from the light source device and incident on the one deflection reflection surface is narrower than the width of the one deflection reflection surface in the direction corresponding to the main scanning direction. The optical scanning device according to claim 1 or 2, characterized in that 前記光源装置からの光は、前記偏向器により前記所定角度範囲の前記回転方向の下流端を含む角度範囲に偏向されるとき、一部が前記一の偏向反射面で前記角度範囲に反射され、残部の少なくとも一部が前記一の偏向反射面に対して前記回転方向の上流側に隣接する他の偏向反射面に入射することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の光走査装置。   When the light from the light source device is deflected by the deflector to an angle range including the downstream end in the rotation direction of the predetermined angle range, a part is reflected to the angle range by the one deflection reflection surface, The at least part of the remaining portion is incident on another deflecting / reflecting surface adjacent to the one deflecting / reflecting surface on the upstream side in the rotation direction. Optical scanning device. 前記光源装置は、複数あり、
前記走査光学系は、複数の前記光源装置に対応して、前記偏向器を挟む両側に少なくとも1つずつ配置され、
前記被走査面は、複数の前記走査光学系に対応して複数あり、
各走査光学系は、対応する前記光源装置から射出され前記偏向器で偏向された光を対応する前記被走査面に導き、
前記受光素子の出力信号に基づいて各被走査面の走査開始タイミングが決定されることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の光走査装置。
There are a plurality of the light source devices,
The scanning optical system is disposed at least one each on both sides of the deflector, corresponding to the plurality of light source devices,
There are a plurality of the scanned surfaces corresponding to the plurality of scanning optical systems,
Each scanning optical system guides the light emitted from the corresponding light source device and deflected by the deflector to the corresponding scanned surface,
5. The optical scanning device according to claim 1, wherein a scanning start timing of each scanned surface is determined based on an output signal of the light receiving element.
前記一の偏向反射面による光の偏向角度範囲をω1、前記所定角度範囲の1/2をω2としたとき、
ω2/ω1>0.7
が満足されることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の光走査装置。
When the deflection angle range of light by the one deflection reflection surface is ω1, and ½ of the predetermined angle range is ω2.
ω2 / ω1> 0.7
Is satisfied, The optical scanning device according to any one of claims 1 to 5.
前記光源装置は、複数の光を射出し、
前記複数の光のうち前記一の偏向反射面に最も早く入射する光以外の光が前記受光素子に入射することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の光走査装置。
The light source device emits a plurality of lights,
7. The optical scanning device according to claim 1, wherein light other than the light that enters the first deflecting / reflecting surface among the plurality of lights is incident on the light receiving element.
前記複数の光のうち前記一の偏向反射面に最も遅く入射する光が前記受光素子に入射することを特徴とする請求項7に記載の光走査装置。   8. The optical scanning device according to claim 7, wherein the light that enters the first deflecting / reflecting surface among the plurality of lights is incident on the light receiving element. 9. 前記光源装置からの光の前記一の偏向反射面への入射方向と該一の偏向反射面での反射方向は、前記回転軸に垂直な同一面内にあることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の光走査装置。   The incident direction of the light from the light source device on the one deflection reflection surface and the reflection direction on the one deflection reflection surface are in the same plane perpendicular to the rotation axis. 9. The optical scanning device according to claim 8. 前記回転軸方向から見て、前記他の偏向反射面の法線が前記光源装置からの光の入射方向に平行となるとき、前記光源装置から光が射出されないことを特徴とする請求項9に記載の光走査装置。   10. The light source device according to claim 9, wherein light is not emitted from the light source device when a normal line of the other deflection reflection surface is parallel to an incident direction of light from the light source device when viewed from the rotation axis direction. The optical scanning device described. 像担持体と、
前記像担持体の表面を走査する請求項1〜10のいずれか一項に記載の光走査装置と、を備える画像形成装置。
An image carrier;
An image forming apparatus comprising: the optical scanning device according to claim 1 that scans a surface of the image carrier.
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