JPH01200222A - Light beam scanning optical system - Google Patents

Light beam scanning optical system

Info

Publication number
JPH01200222A
JPH01200222A JP63025412A JP2541288A JPH01200222A JP H01200222 A JPH01200222 A JP H01200222A JP 63025412 A JP63025412 A JP 63025412A JP 2541288 A JP2541288 A JP 2541288A JP H01200222 A JPH01200222 A JP H01200222A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
spherical mirror
light beam
scanning
mirror
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP63025412A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Muneo Kuroda
黒田 宗男
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Minolta Co Ltd
Original Assignee
Minolta Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Minolta Co Ltd filed Critical Minolta Co Ltd
Priority to JP63025412A priority Critical patent/JPH01200222A/en
Publication of JPH01200222A publication Critical patent/JPH01200222A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
  • Fax Reproducing Arrangements (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

PURPOSE:To condense light on the surface of a photosensitive body without passing a light-semitransmissive means by providing a toroidal lens between a deflector and a spherical mirror and inclining and arranging the toroidal lens and the spherical mirror in a plane perpendicular to a deflecting face. CONSTITUTION:In a light beam scanning optical system, a spherical mirror 20 is used instead of an ftheta lens and the scanning speed in the main scanning direction is so corrected that it is uniform throughout from the center to both end parts of the scanning area. A toroidal lens 13 is provided between a polygonal mirror 10 and the spherical mirror 20, and the toroidal lens 13 and the spherical mirror 20 are inclined and arranged in a plane perpendicular to the deflecting face. Consequently, the luminous flux is reflected in a direction different from the incidence direction by the spherical mirror 20 and is condensed on the surface of a photosensitive body 30 without using a light-semitransmissive means like a beam splitter. Curvature of a scanning line on the surface of the photosensitive body 30 due to inclination of the spherical mirror 20 is corrected because the toroidal lens 13 is inclined similarly.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、光ビーム走査光学系、特にレーザビーム・プ
リンタやファクシミリ等に組み込まれ、画像情報を乗せ
た光束を感光体上に集光させる光ビーム走査光学系の構
造に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention is a light beam scanning optical system, particularly a light beam that is incorporated into a laser beam printer, facsimile, etc., and focuses a light beam carrying image information onto a photoreceptor. Regarding the structure of a scanning optical system.

従来の技術とその課題 一般に、レーザビーム・プリンタやファクシミリで使用
されている光ビーム走査光学系は、基本的には、光源と
しての半導体レーザ、ポリゴンミラー、ガルバノミラ−
等の偏向器、fθレンズにより構成されている。偏向器
は半導体レーザから発せられた光束を等角速度で走査す
るものであり、そのままでは集光面で主走査方向中心部
から両端部にわたって走査速度に差を生じ、等質な画像
が得られない。fθレンズは、この様な走査速度差を補
正するために設置されている。
Conventional technology and its problems In general, light beam scanning optical systems used in laser beam printers and facsimile machines basically consist of a semiconductor laser as a light source, a polygon mirror, and a galvano mirror.
It is composed of a deflector such as, and an fθ lens. A deflector scans the light beam emitted from a semiconductor laser at a constant angular velocity, and if left as it is, there will be a difference in scanning speed from the center in the main scanning direction to both ends on the condensing surface, making it impossible to obtain a uniform image. . The fθ lens is installed to correct such a difference in scanning speed.

ところで、fθレンズは種々の凹レンズ、凸レンズ等を
組み合わせたものであり、レンズ設計が極めて複雑で、
研摩面数が多くて加工上の精度向上が図り難く、高価で
もある。しかも、透光性の良好な材質を選択しなければ
ならないという材質面からの制約もある。
By the way, the fθ lens is a combination of various concave lenses, convex lenses, etc., and the lens design is extremely complicated.
The number of surfaces to be polished is large, making it difficult to improve machining accuracy, and it is also expensive. Moreover, there are also constraints from the material standpoint, such as the need to select a material with good translucency.

そのため、従来では、fθレンズに・代えて、楕円面ミ
ラーを使用すること(特開昭54−123040号公報
)、放物面ミラーを使用すること(特公昭55−361
27号公報)、凹面反射鏡を使用すること(特開昭61
−173212号公報)が提案されている。しかしなが
ら、楕円面ミラーや放物面ミラーでは加工自体及び加工
精度を上げることが困難であるという問題点を有してい
る。
Therefore, conventional methods have been to use an ellipsoidal mirror (Japanese Patent Publication No. 54-123040) or a parabolic mirror (Japanese Patent Publication No. 55-361) in place of the fθ lens.
No. 27), using a concave reflecting mirror (Japanese Patent Laid-Open No. 61
-173212) has been proposed. However, ellipsoidal mirrors and parabolic mirrors have a problem in that it is difficult to process them and to improve their processing accuracy.

そこで、本発明の課題は、高価で制約の多いfθレンズ
や従来提案された放物面ミラー等に代えて、より加工が
容易で加工精度を高めることができる走査速度補正手段
を採用し、光学系のコンパクト化を図り、なおかつ集光
点での主走査方向に垂直な像面の湾曲を小さくすると共
に、偏向器の面倒れ誤差を効果的に補正することにある
。即ち、偏向器としてポリゴンミラー等の回転多面鏡を
使用する場合、各面相互の垂直度誤差(面倒れ誤差)が
生じていると、感光体面での走査線が副走査方向にずれ
を生じることとなる。本発明はこの様な面倒れ誤差によ
るピッチむらをも是正しようとするものである。
Therefore, an object of the present invention is to adopt a scanning speed correction means that is easier to process and can improve processing accuracy, instead of an expensive and highly restricted f-theta lens or a parabolic mirror that has been proposed in the past. The object of the present invention is to make the system more compact, reduce the curvature of the image plane perpendicular to the main scanning direction at the condensing point, and effectively correct the surface tilt error of the deflector. In other words, when using a rotating polygon mirror such as a polygon mirror as a deflector, if there is a perpendicularity error (surface inclination error) between each surface, the scanning line on the photoreceptor surface will shift in the sub-scanning direction. becomes. The present invention is intended to correct pitch irregularities caused by such surface tilt errors.

課題を解決するための手段 以上の課題を解決するため、本発明に係る光ビーム走査
光学系は、 (a)強度変調された光束を発生する光源と、(b)前
記光源から放射された光束を走査フj向と同一平面の直
線状に収束させる手段と、(e)集光線付近に置かれ、
前記収束光束を等角速度で走査する偏向器と、 (d)前記偏向器で走査された光束を折り返して感光体
面上に集光させる球面ミラーと、(e)前記偏向器と球
面ミラーとの間に配置されたトロイダルレンズとを備え
、 (f)前記トロイダルレンズと球面ミラーとを偏向面に
垂直な面内でそれぞれ傾斜させて配置したこと、 を特徴とする。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, a light beam scanning optical system according to the present invention includes: (a) a light source that generates an intensity-modulated light beam; and (b) a light beam emitted from the light source. means for converging the light into a straight line on the same plane as the scanning direction, and (e) placed near the condensing line;
a deflector that scans the convergent light beam at a constant angular velocity; (d) a spherical mirror that returns the light beam scanned by the deflector and focuses it on the photoreceptor surface; and (e) between the deflector and the spherical mirror. (f) The toroidal lens and the spherical mirror are each arranged to be inclined in a plane perpendicular to the deflection plane.

作用 以上の構成において、光源から放射された光束は偏向器
によって等角速度に走査きれ、この走査光束は球面ミラ
ーで反射され、感光体面上に集光する。前記偏向器によ
る主走査及び感光体面の移動による副走査で画像が形成
される。そして、球面ミラーによる反射光束は主走査方
向に対する走査速度を走査域中心からその両端部にわた
って均等となる様に補正され、かつ、集光面においては
広画角にわたって良好な歪曲特性と、良好な像面平坦性
が得られる。
Operation In the above configuration, the light beam emitted from the light source is scanned at a constant angular velocity by the deflector, and this scanning light beam is reflected by the spherical mirror and condensed onto the surface of the photoreceptor. An image is formed by main scanning by the deflector and sub-scanning by moving the photoreceptor surface. The light beam reflected by the spherical mirror is corrected so that the scanning speed in the main scanning direction is equalized from the center of the scanning area to both ends thereof, and the condensing surface has good distortion characteristics over a wide angle of view. Image plane flatness can be obtained.

また、光源から放射された光束は走査方向(偏向面内)
の直線状に収束されて偏向器に入射される。そして、ト
ロイダルレンズは偏向器で走査された光束を感光体面上
に集光させ、偏向器の面倒れによる誤差を補正する。
Also, the light flux emitted from the light source is in the scanning direction (in the deflection plane)
is converged into a straight line and incident on the deflector. The toroidal lens condenses the light beam scanned by the deflector onto the surface of the photoreceptor, thereby correcting errors caused by tilting the surface of the deflector.

さらに、トロイダルレンズの曲率を適切に選択すること
によって像面平坦性が向上する。
Furthermore, image plane flatness is improved by appropriately selecting the curvature of the toroidal lens.

さらに、以上の構成において、球面ミラーが偏向面に垂
直な面内で傾斜状態で配置されていることにより、光束
は球面ミラーにて入射とは異なった方向へ反射され、ビ
ームスプリッタ等の半透光手段を必要とすることなく直
接あるいは折り返しミラーを介在させることにより感光
体面に集光する。なお、球面ミラーを傾斜させることに
よる感光体面での走査線の曲がりは、トロイダルレンズ
を同様に傾斜させて配置することにより補正している。
Furthermore, in the above configuration, since the spherical mirror is arranged in an inclined state in a plane perpendicular to the deflection surface, the light beam is reflected by the spherical mirror in a direction different from the direction of incidence, and the beam splitter etc. Light is focused on the photoreceptor surface directly or by interposing a folding mirror without requiring any optical means. Note that the bending of the scanning line on the photoreceptor surface due to the tilting of the spherical mirror is corrected by similarly tilting the toroidal lens.

実施例 以下、本発明に係る光ビーム走査光学系の実施例につき
、添付図面を参照して説明する。
Embodiments Hereinafter, embodiments of the light beam scanning optical system according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

第1図において、(1〉は半導体レーザ、(6)はコリ
メータレンズ、(7)はシリンドリカルレンズ、(10
)はポリゴンミラー、(13)はトロイダルレンズ、(
20)は球面ミラー、(25)は平板状の折り返しミラ
ー、(30)はドラム状の感光体である。
In Figure 1, (1> is a semiconductor laser, (6) is a collimator lens, (7) is a cylindrical lens, and (10) is a cylindrical lens.
) is a polygon mirror, (13) is a toroidal lens, (
20) is a spherical mirror, (25) is a flat folding mirror, and (30) is a drum-shaped photoreceptor.

半導体レーザ(1)は図示しない制御回路によって強度
変調され画像情報を乗せた発散光束を放射する。この発
散光束はコリメータレンズ(6)を通過することにより
収束光束に修正される。さらに、この収束光束はシリン
ドリカルレンズ(7)を通過することにより走査方向に
、即ち、以下のポリゴンミラー(10)の反射面付近に
(偏向面内の)直線状に収束される。ポリゴンミラー(
10)は図示しないモータにて支軸(11)を中心に矢
印(8)方向に一定速度で回転駆動きれる。従って、シ
リンドリカルレンズク7)から射出された収束光束は、
ポリゴンミラー(10〉の面で連続的に反射され、等角
速度で走査される。この走査光束はトロイダルレンズ(
13)を透過した後、球面ミラー(20〉の凹面側にて
反f1.Iされ、さらに、折り返しミラー(25)で反
射された後感光体(30)上に集光きれる。このときの
集光光束は感光体く30)の軸方向に等速で走査され、
これを主走査と称する。また、感光体く30)は矢印(
b)方向に一定速度で回転駆動され、この回転による走
査を副走査と称する。
A semiconductor laser (1) emits a diverging light beam that is intensity-modulated by a control circuit (not shown) and carries image information. This diverging light flux is corrected into a convergent light flux by passing through a collimator lens (6). Further, this convergent light beam passes through the cylindrical lens (7) and is converged in the scanning direction, that is, in the vicinity of the reflecting surface of the polygon mirror (10) described below (in the deflection plane) in a straight line. Polygon mirror (
10) can be driven to rotate at a constant speed in the direction of arrow (8) about a support shaft (11) by a motor (not shown). Therefore, the convergent light flux emitted from the cylindrical lens 7) is
It is continuously reflected on the surface of a polygon mirror (10〉) and scanned at a constant angular velocity. This scanning light beam is passed through a toroidal lens (
13), the light is reflected by the concave side of the spherical mirror (20>), and is further reflected by the folding mirror (25) before being focused onto the photoreceptor (30). The light beam is scanned at a constant speed in the axial direction of the photoreceptor 30),
This is called main scanning. Also, the photoconductor 30) is indicated by the arrow (
b) Rotationally driven at a constant speed in the direction, and scanning by this rotation is called sub-scanning.

即ち、以上の光ビーム走査光学系においては、半導体レ
ーザ(1)の強度変調と前記主走査、副走査によって感
光体く30)上に画像(静電潜像)が形成される。そし
て、第2図に示す如く、球面ミラー(20)が従来のr
θレンズに代わって、主走査方向に対する走査速度を走
査域中心からその両端部にわたって均等となる様に補正
する。
That is, in the above light beam scanning optical system, an image (electrostatic latent image) is formed on the photoreceptor 30) by intensity modulation of the semiconductor laser (1) and the main scanning and sub-scanning. As shown in FIG. 2, the spherical mirror (20) is
Instead of the θ lens, the scanning speed in the main scanning direction is corrected so that it becomes equal from the center of the scanning area to both ends thereof.

また、ポリゴンミラー(10)からの反射光路中に設置
したトロイダルレンズ(13)は、ポリゴンミラー(1
0)の面倒れ誤差を補正することを主たる目的とする。
Further, the toroidal lens (13) installed in the reflected optical path from the polygon mirror (10) is connected to the polygon mirror (10).
The main purpose is to correct the surface tilt error of 0).

即ち、ポリゴンミラー(10)の各反射面相互に垂直度
の誤差が生じていると、感光体(30)上での走査線が
副走査方向にずれを生じ、画像にピッチむらが発生する
。この而倒れ誤差はポリゴンミラー(10)による偏向
面に垂直な断面においてポリゴンミラー(10)の各反
射面と感光体(30)の集光面とを共役関係に設定すれ
ば補正することができる。本発明ではシリンドリカルレ
ンズ(7〉によって光束をポリゴンミラー(10)に集
光する一方、トロイダルレンズ(13)によってポリゴ
ンミラー(10)の各反射面と集光面とが共役関係を保
持する様にしている。
That is, if there is an error in perpendicularity between the reflective surfaces of the polygon mirror (10), the scanning lines on the photoreceptor (30) will shift in the sub-scanning direction, causing pitch unevenness in the image. This tilting error can be corrected by setting each reflective surface of the polygon mirror (10) and the condensing surface of the photoreceptor (30) in a conjugate relationship in a cross section perpendicular to the deflection surface of the polygon mirror (10). . In the present invention, a cylindrical lens (7) is used to condense a luminous flux onto a polygon mirror (10), while a toroidal lens (13) is used to maintain a conjugate relationship between each reflective surface and a condensing surface of the polygon mirror (10). ing.

きらに、トロイダルレンズ(13)はポリゴンミラー(
10)による偏向面に垂直な断面の光束による像面を平
坦にするため、偏向面内における曲率半径を適切な値と
し[以下の実験例における(Rta)。
Kirani, the toroidal lens (13) is a polygon mirror (
10) In order to flatten the image plane created by the light beam in the cross section perpendicular to the deflection plane, the radius of curvature in the deflection plane is set to an appropriate value [(Rta) in the following experimental example.

(Rta)参照コ、かつ、第2図中(Y)方向に(yt
)だけシフトさせて配置することが好ましい。この偏向
面内における曲率半径(Rta)、(Rta)は、ポリ
ゴンミラー(10)による走査域中心への光束反射点(
以下、偏向点と記す) (10a)からトロイダルレン
ズ(13〉までの距離(do)に比べて少し大きくなる
(Rta), and (yt) in the (Y) direction in FIG.
) is preferable. The radius of curvature (Rta), (Rta) in this deflection plane is the point (
(hereinafter referred to as the deflection point) is slightly larger than the distance (do) from (10a) to the toroidal lens (13>).

また、トロイダルレンズ(13)の適切なシフト量(Y
ア)は、ポリゴンミラー(10)のサイズ、画角、ポリ
ゴンミラー(10)への光束の入射方向等によって異な
る。具体例は以下の実験例(I)〜(IV)に示す。
In addition, the appropriate shift amount (Y) of the toroidal lens (13)
A) varies depending on the size of the polygon mirror (10), the angle of view, the direction of incidence of the light beam on the polygon mirror (10), etc. Specific examples are shown in Experimental Examples (I) to (IV) below.

また、球面ミラー(20)は、第3図に示す様に、偏向
面に垂直な面内で(θ、)の角度で傾斜して配置されて
いる。これは、光束を入射とは異なった方向へ反射させ
るためである。傾斜角(θ、)が零であると光束は入射
と同じ方向へ反射され、この反射光を感光体(30)へ
導くにはビームスプリッタ等の半透光手段を必要とする
。しかし、半透光手段を用いると光量が減衰することと
なる。そこで、本実施例では球面ミラー(20)を傾斜
させて光路を折り返し、ミラー(25〉を介して感光体
(30)上へ集光することとした。
Further, as shown in FIG. 3, the spherical mirror (20) is arranged to be inclined at an angle (θ, ) in a plane perpendicular to the deflection surface. This is because the light beam is reflected in a direction different from the direction in which it is incident. When the tilt angle (θ, ) is zero, the light beam is reflected in the same direction as the incident light, and a semi-transparent means such as a beam splitter is required to guide this reflected light to the photoreceptor (30). However, if a semi-transparent means is used, the amount of light will be attenuated. Therefore, in this embodiment, the spherical mirror (20) is tilted to turn back the optical path, and the light is focused onto the photoreceptor (30) via the mirror (25>).

但し、球面ミラー(20〉のみを角度(θ、)だけ傾斜
させると、集光面での走査線が曲がる。これを補正する
ため、トロイダルレンズ(13〉も偏向面に垂直な面内
で(θ、)の角度で傾斜させることとした。
However, if only the spherical mirror (20〉) is tilted by an angle (θ,), the scanning line at the condensing surface will be bent.To correct this, the toroidal lens (13〉) will also tilt ( It was decided to tilt it at an angle of θ, ).

また、本実施例ではコリメータレンズ(6)にて発散光
束を収束光束に修正している。これは収束光束とするこ
とによって感光体(30)上での集光点(結像面)での
湾曲を補正するためである。即ち、ポリゴンミラーけ0
〉へ収束光束あるいは発散光束を入射させると(他の回
転偏向器でも同じであるが)、ポリゴンミラー(10〉
での反射後の集光点は、ポリゴンミラー(10)の後に
は光学部品がないとすると、その反射点を中心として略
円弧状となり、これを直線で受けると像面湾曲を生じる
ことになる。ボリゴンミ、5− (10)へ収束光束を
入射させると、光線入射方向に凹の像面湾曲を生じる。
Further, in this embodiment, the collimator lens (6) corrects the divergent light beam into a convergent light beam. This is to correct the curvature at the focal point (imaging surface) on the photoreceptor (30) by converging the light beam. In other words, polygon mirror ke 0
When a converging or diverging beam is incident on the polygon mirror (10) (the same is true for other rotating deflectors),
Assuming that there are no optical components after the polygon mirror (10), the focal point after reflection at the polygon mirror (10) will be approximately arc-shaped with the reflection point as the center, and if this point is received in a straight line, curvature of field will occur. . When a convergent light beam is incident on the polygon mirror 5-(10), a concave curvature of field occurs in the direction of the light beam incidence.

また、入射光の収束具合によって、球面ミラー(20)
と像面との距離も変わる。この距離の変化によって像面
湾曲も変化する。即ち、収束光束による像面湾曲により
、球面ミラー(20)の凹面による湾曲を補正し、結果
的に集光面での像面湾曲を小キくシ、像面の平坦性を良
好なものとする。
Also, depending on the degree of convergence of the incident light, the spherical mirror (20)
The distance between the image plane and the image plane also changes. The curvature of field also changes with this change in distance. That is, the curvature of field caused by the converging light beam corrects the curvature caused by the concave surface of the spherical mirror (20), and as a result, the curvature of field at the converging surface is reduced, and the flatness of the image surface is improved. do.

像面湾曲が小さくなると、走査位置(像高)の相違によ
る集光光束径の変動が小さくなり、光学系を広画角で使
用することができ、また、集光光束径を小さくできるの
で画像の高密度化が可能となる利点を有する。
When the curvature of field becomes smaller, fluctuations in the diameter of the condensed beam due to differences in scanning position (image height) become smaller, allowing the optical system to be used at a wide angle of view, and because the diameter of the condensed beam can be made smaller, the diameter of the condensed beam becomes smaller. This has the advantage of allowing higher density.

詳しくは、第2図に示す様に、ポリゴンミラー(10)
の偏向点(10a)から球面ミラー(20)の頂点(2
0a)までの距1!3ft(d)と、球面ミラー(20
)(7)曲率半径(RM)との関係、及びこの曲率半径
(RM)と偏向点(10a)からポリゴンミラー(10
)での反射後の集光点までの距*<Es> (図示せず
)との関係については、 (I S/RM I )>0.4     −−(Do
、1<(d/ I RM I )<0.7      
 ・・・・・・■なる式を満足するのが望ましい。
In detail, as shown in Figure 2, the polygon mirror (10)
from the deflection point (10a) to the vertex (2) of the spherical mirror (20)
0a) and a spherical mirror (20
) (7) Relationship with the radius of curvature (RM), and the relationship between this radius of curvature (RM) and the deflection point (10a) to the polygon mirror (10
), the relationship with the distance *<Es> (not shown) to the focal point after reflection at
, 1<(d/IRMI)<0.7
It is desirable to satisfy the following formula.

なお、第2図において、(d′)は球面ミラー(20)
の頂点(20a)から感光体(30)までの距離である
In addition, in Fig. 2, (d') is a spherical mirror (20).
It is the distance from the vertex (20a) to the photoreceptor (30).

前記■式、■式を満足すると、広画角にわたって良好な
歪曲特性と、良好な像面平坦性が得られる。各式での下
限及び上限は、感光体(30)上での画像歪みの程度に
より経験上許容できる範囲として設定した値である。前
記0式の下限を越えると、像面が球面ミラー(20)に
近付き配置が困難となり、歪曲特性も悪くなる。
When the above formulas (1) and (2) are satisfied, good distortion characteristics and good image plane flatness can be obtained over a wide angle of view. The lower and upper limits in each equation are values set as empirically acceptable ranges depending on the degree of image distortion on the photoreceptor (30). If the lower limit of the above formula 0 is exceeded, the image surface approaches the spherical mirror (20), making arrangement difficult, and the distortion characteristics also deteriorate.

一方、前記0式の下限を越えると、走査角の増大に従っ
て正の歪曲が増大し、主走査方向の両端(走査開始付近
及び走査終了付近)で画像が伸びることとなる。また、
前記上限を越えると、走査角の増大に従って負の歪曲が
増大し、主走査方向の両端で画像が縮むこととなり、さ
らに像面湾曲が大きくなる。
On the other hand, when the lower limit of the above formula 0 is exceeded, the positive distortion increases as the scanning angle increases, and the image becomes elongated at both ends in the main scanning direction (near the start of scanning and near the end of scanning). Also,
When the upper limit is exceeded, negative distortion increases as the scanning angle increases, the image shrinks at both ends in the main scanning direction, and the curvature of field increases.

ここで、本実施例における実験例(1)、(I[)。Here, experimental example (1), (I[) in this example.

(I[I )、 (IIV )での構成データを示す。The configuration data for (I[I) and (IIV) is shown.

なお、ポリゴンミラー(10)の対面距離は23.5m
mとした。
The facing distance of the polygon mirror (10) is 23.5m.
It was set as m.

[以下余白] 以上の各実験例(I )、(If)、(III)、(I
V)における感光体集光面での収差をそれぞれ第4図、
第5図。
[Margin below] Each of the above experimental examples (I), (If), (III), (I
Figures 4 and 4 show the aberrations at the photoreceptor condensing surface in V), respectively.
Figure 5.

第6図、第7図に示す。各図中(a)は、横軸を走査角
度、縦軸を歪曲度としたグラフである。各図中(b)は
、横軸を走査角度、縦軸を湾曲度としたグラフで、点線
は偏向面内の光束による像面湾曲を示し、実線は偏向面
に対する垂直面内の光束による像面湾曲を示す。各図中
(c)は、横軸を走査角度、縦軸を走査線歪曲度とした
グラフで、走査線の偏向面に垂直な方向への位置ずれ、
即ち、走査線の曲がりを示す。
It is shown in FIGS. 6 and 7. In each figure, (a) is a graph in which the horizontal axis is the scanning angle and the vertical axis is the degree of distortion. In each figure, (b) is a graph in which the horizontal axis is the scanning angle and the vertical axis is the degree of curvature.The dotted line shows the curvature of field due to the light beam in the deflection plane, and the solid line shows the image due to the light beam in the plane perpendicular to the deflection plane. Shows surface curvature. (c) in each figure is a graph in which the horizontal axis is the scanning angle and the vertical axis is the scanning line distortion degree.
That is, it shows the bending of the scanning line.

なお、本発明に係る光ビーム走査光学系は以上の実施例
に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変
形することができる。
Note that the light beam scanning optical system according to the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be modified in various ways within the scope of the gist.

例えば、折り返しミラー(25)は1枚でなく、複数枚
設けても良く、あるいは省略して球面ミラー(20)か
らの反射光を直接感光体く30)へ集光させても良い。
For example, instead of one folding mirror (25), a plurality of folding mirrors (25) may be provided, or the reflected light from the spherical mirror (20) may be directly focused onto the photoreceptor (30).

偏向器としては前記のポリゴンミラー(10)以外に、
光束を一平面に等角速度で走査可能なものであれば、種
々のものを用いることができる。また、光源としては半
導体レーザ以外に、他のレーザ発生手段や点光源を用い
ても良い。
In addition to the polygon mirror (10) described above, as a deflector,
Various types can be used as long as they can scan the light beam in one plane at a constant angular velocity. Further, as the light source, other than a semiconductor laser, other laser generating means or a point light source may be used.

一方、前記実施例では球面ミラーの主走査方向へのシフ
ト[第2図中(Y)方向、シフト量(YM) ]につい
ては言及していない。しかし、収差補正や配置の容易性
を考慮すれば、球面ミラーを前記方向へシフトさせるこ
とが考えられる。例えば、前記実験例(I)(第4図参
照)等の様に歪曲収差が左右対称でない場合、この様な
球面ミラーのシフトによって歪曲収差をさらに小きくす
ることができる。
On the other hand, in the embodiment described above, there is no mention of the shift of the spherical mirror in the main scanning direction [(Y) direction in FIG. 2, shift amount (YM)]. However, in consideration of aberration correction and ease of arrangement, it is conceivable to shift the spherical mirror in the above direction. For example, when the distortion aberration is not bilaterally symmetrical, such as in Experimental Example (I) (see FIG. 4), the distortion can be further reduced by such a shift of the spherical mirror.

また、前記実施例ではコリメータレンズにより半導体レ
ーザから放射された発散光束を収束光束に修正している
が、単に略平行光束に修正する様にしても良い。
Further, in the embodiment described above, the divergent light beam emitted from the semiconductor laser is corrected into a convergent light beam by the collimator lens, but it may simply be corrected into a substantially parallel light beam.

発明の効果 以上の説明で明らかな様に、本発明によれば、偏向器か
ら感光体面への光路中に前記■式、■式を満足する様に
球面ミラーを介在させたため、主走査方向での走査速度
を均等に補正できることは勿論、集光面において広画角
にわたって良好な歪曲特性及び良好な像面平坦性を得る
ことができる。
Effects of the Invention As is clear from the above explanation, according to the present invention, a spherical mirror is interposed in the optical path from the deflector to the photoreceptor surface so as to satisfy the above formulas (1) and (2). Not only can the scanning speed of the optical system be uniformly corrected, but also good distortion characteristics and good image plane flatness can be obtained over a wide angle of view at the condensing surface.

さらに、球面ミラーは従来のfθレンズに比べて加工が
容易で加工精度も向上し、透明である必要はないことか
ら材質も広く選択でき、全体として安価かつ高性能な走
査光学系とすることができる。
Furthermore, spherical mirrors are easier to process and have improved processing accuracy compared to conventional f-theta lenses, and since they do not need to be transparent, a wide range of materials can be selected, making it possible to create an overall inexpensive and high-performance scanning optical system. can.

しかも、球面ミラー自体によって光路が折り返され、光
学系全体がコンパクトになる。また、放物面ミラーや楕
円面ミラーに比べても加工上、精度上有利であり、従来
の凹面反射鏡に比べて小型化することも可能である。
Moreover, the optical path is folded back by the spherical mirror itself, making the entire optical system compact. Furthermore, it is advantageous in terms of processing and accuracy compared to parabolic mirrors and ellipsoidal mirrors, and can be made smaller than conventional concave reflecting mirrors.

さらに、偏向器と球面ミラーとの間にトロイダルレンズ
を配置したため、該トロイダルレンズによって偏向器の
各反射面の面倒れによる誤差を補正し、画像の副走査方
向のピッチむらを補正することができる。しかも、トロ
イダルレンズと球面ミラーとをそれぞれ偏向面に垂直な
面内で傾斜させたため、球面ミラーでの反射光に適当な
角度を付け、走査線の曲がりを補正したうえで半透光手
段を介することなく感光体上に集光させることができ、
光学部材の配置の任意性が向上し、光量の減衰も少なく
なる。
Furthermore, since a toroidal lens is placed between the deflector and the spherical mirror, the toroidal lens can correct errors caused by surface inclination of each reflective surface of the deflector, and correct pitch unevenness in the sub-scanning direction of the image. . Moreover, since the toroidal lens and the spherical mirror are each tilted in a plane perpendicular to the deflection plane, the reflected light from the spherical mirror is given an appropriate angle, the bending of the scanning line is corrected, and then the light is transmitted through the semi-transparent means. light can be focused on the photoreceptor without
Arbitrarity in the arrangement of optical members is improved, and attenuation of the amount of light is also reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図面は本発明の一実施例を示し、第1図は概略構成を示
す斜視図、第2図、第3図は光路を模式的に説明するた
めの図、第4図〜第7図は集光面での像歪を示すグラフ
である。 (1)・・・半導体レーザ、(6)・・・コリメータレ
ンズ、(7〉・・・シリンドリカルレンズ、(10)・
・・ポリゴンミラー、 (13)・・・トロイダルレン
ズ、(20)・・・球面ミラー、(30)・・・感光体
The drawings show one embodiment of the present invention; FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration, FIGS. 2 and 3 are diagrams for schematically explaining the optical path, and FIGS. 4 to 7 are a collection. It is a graph showing image distortion on a light plane. (1)...Semiconductor laser, (6)...Collimator lens, (7>...Cylindrical lens, (10)...
... Polygon mirror, (13) ... Toroidal lens, (20) ... Spherical mirror, (30) ... Photoreceptor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、強度変調された光束を発生する光源と、前記光源か
ら放射された光束を走査方向と同一平面の直線状に収束
させる手段と、 集光線付近に置かれ、前記収束光束を等角速度で走査す
る偏向器と、 前記偏向器で走査された光束を折り返して感光体面上に
集光させる球面ミラーと、 前記偏向器と球面ミラーとの間に配置されたトロイダル
レンズとを備え、 前記トロイダルレンズと球面ミラーとを偏向面に垂直な
面内でそれぞれ傾斜させて配置したこと、を特徴とする
光ビーム走査光学系。
[Scope of Claims] 1. A light source that generates an intensity-modulated light beam; a means for converging the light beam emitted from the light source into a straight line on the same plane as the scanning direction; a deflector that scans a light beam at a constant angular velocity; a spherical mirror that returns the light beam scanned by the deflector and focuses it on a photoreceptor surface; and a toroidal lens disposed between the deflector and the spherical mirror. A light beam scanning optical system, characterized in that the toroidal lens and the spherical mirror are each arranged to be inclined in a plane perpendicular to the deflection plane.
JP63025412A 1988-02-04 1988-02-04 Light beam scanning optical system Pending JPH01200222A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63025412A JPH01200222A (en) 1988-02-04 1988-02-04 Light beam scanning optical system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63025412A JPH01200222A (en) 1988-02-04 1988-02-04 Light beam scanning optical system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH01200222A true JPH01200222A (en) 1989-08-11

Family

ID=12165218

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63025412A Pending JPH01200222A (en) 1988-02-04 1988-02-04 Light beam scanning optical system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH01200222A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3164232B2 (en) Flat field, telecentric optical system for scanning a light beam
JPS62275216A (en) Optical scanning device
JPH0364726A (en) Light beam scanning optical system
JP2000098288A (en) Optical scanning optical system and image forming device using the same
US5353047A (en) Beam scanning optical system
US4662709A (en) Wobble correction by two reflectors on an internally reflecting facet without bow
JPH0364727A (en) Light beam scanning optical system
JPH01149010A (en) Rotary mirror scanner
JPH06281872A (en) Optical system for scanning light beam
JPH09304720A (en) Optical scanning device and optical lens
JP2643224B2 (en) Light beam scanning optical system
US4898437A (en) Wobble correction by two reflections on a facet without bow
JPH08248345A (en) Optical scanner
JPH04245214A (en) Light beam scanning optical system
JPH01200220A (en) Light beam scanning optical system
JP2615850B2 (en) Light beam scanning optical system
JPH01200222A (en) Light beam scanning optical system
JP3132047B2 (en) Light beam scanning optical system
JPH01234815A (en) Light beam scanning optical system
JPH01300218A (en) Light beam scanning optical system
JPH04110819A (en) Light beam scanning optical system
JPH04110818A (en) Light beam scanning optical system
JPH1039244A (en) Passive facet tracking system and scanning system
JPH1164759A (en) Light scanning optical device
JPH1020235A (en) Optical scanner