JPH02219012A - Laser beam scanning optical system - Google Patents

Laser beam scanning optical system

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Publication number
JPH02219012A
JPH02219012A JP4130589A JP4130589A JPH02219012A JP H02219012 A JPH02219012 A JP H02219012A JP 4130589 A JP4130589 A JP 4130589A JP 4130589 A JP4130589 A JP 4130589A JP H02219012 A JPH02219012 A JP H02219012A
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JP
Japan
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laser beam
light source
adjustment
lens
semiconductor laser
Prior art date
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Application number
JP4130589A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshio Naiki
内貴 俊夫
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Minolta Co Ltd
Original Assignee
Minolta Co Ltd
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Publication date
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  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)

Abstract

PURPOSE:To easily attain the automation of mass-production by making the light source part of the laser beam scanning system into a unit, and adjusting the position of the light source part unit in the direction of the optical axis corresponding to the housing of the laser beam scanning optical system. CONSTITUTION:The light source part consisting of a semiconductor laser element 2, a condenser lens 3, and a cylindrical lens 4 is unitized. Then a semiconductor laser element 2 is moved on a jig dedicated to adjustment in the direction of the optical axis to execute 1st adjustment for adjusting the relative position between the semiconductor laser element and condenser lens 3, thereby adjusting image formation in a main scanning direction. Then the light source part unit after the 1st adjustment is incorporated in the laser beam scanning optical system main body and the whole light source part unit is moved in the direction of the optical axis to adjust image formation in the subscanning direction. Consequently, the image formation of the light source is adjusted rationally and efficiently from outside the housing of the device to attain automatic adjustments and mass-production.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、レーザビームプリンタやファクシミノ、光デ
ィスク等に用いるレーザビーム走査光学系に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a laser beam scanning optical system used in laser beam printers, facsimile machines, optical discs, and the like.

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装置のレー
ザビーム走査光学系の光源部は、半導体レーザ素子、コ
リメータレンズ、シリンドリカルレンズから構成されて
いる。半導体レーザ素子から輻射されるレーザビームは
一定の広がりを有するビームで、コリメータレンズによ
って平行光束とされ、副走査方向にのみ屈折効果を有す
るシリンドリカルレンズによって、ポリコンミラー上に
おいてその形状を主走査方向が長手方向となるほぼ直線
状のスポット形状に変更される。変更されたレーザビー
ムはポリコンミラーにて偏向走査され、走査ライン上に
結像される。
BACKGROUND ART AND ITS PROBLEMS Generally, a light source section of a laser beam scanning optical system of a laser beam printer or facsimile machine is composed of a semiconductor laser element, a collimator lens, and a cylindrical lens. The laser beam radiated from the semiconductor laser element has a certain spread, and is collimated by a collimator lens into a parallel beam.The cylindrical lens, which has a refraction effect only in the sub-scanning direction, changes its shape onto the polycon mirror in the main-scanning direction. The spot shape is changed to a substantially linear spot in the longitudinal direction. The modified laser beam is deflected and scanned by a polycon mirror, and an image is formed on a scanning line.

ところで、コリメータレンズ“、シリンドリカルレンズ
の焦点距離誤差、及び半導体レーザ素子の非点収差誤差
によって、走査ライン上のレーザビームの結像位置が主
走査方向と副走査方向共に装置個体毎に異なる。
By the way, the imaging position of the laser beam on the scanning line differs from device to device in both the main scanning direction and the sub-scanning direction due to the focal length error of the collimator lens, the cylindrical lens, and the astigmatism error of the semiconductor laser element.

従って、・装置個体毎に結像調整を行なう必要がある。Therefore, it is necessary to perform imaging adjustment for each individual device.

このため、従来のレーザビーム走査光学系の結像調整と
しては、装置の筐体に固定したコリメータレンズを間に
置いて両側に半導体レーザ素子とシリンドリカルレンズ
を、それらの光軸を一致させて光軸の前後方向に位置調
整可能にして仮置きし、まず、半導体レーザ素子を光軸
の前後方向に移動させることにより、主走査方向のレー
ザビームが走査ライン上で最も絞れる様に調整した後、
該半導体レーザ素子を装置筐体に固定し、次にシリンド
リカルレンズを、光軸方向に移動させることにより副走
査方向のレーザビームが走査ライン上で最も絞れる様に
調整した後、該シリントノカルレンズを装置筐体に固定
するものが知られている。このとき、シリンドリカルレ
ンズの光軸方向の移動は主走査方向に対しては屈折効果
を有さないので平面ガラスと同じ効果しかもたず、従っ
て主走査方向の結像位置は移動しない。
For this reason, to adjust the image formation of a conventional laser beam scanning optical system, a collimator lens fixed to the device housing is placed between them, and a semiconductor laser element and a cylindrical lens are placed on both sides, and their optical axes are aligned. Temporarily place it so that its position can be adjusted in the longitudinal direction of the axis, and first move the semiconductor laser element in the longitudinal direction of the optical axis to adjust the laser beam in the main scanning direction so that it is most focused on the scanning line.
The semiconductor laser element is fixed to the device housing, and then the cylindrical lens is adjusted so that the laser beam in the sub-scanning direction is focused most on the scanning line by moving the cylindrical lens in the optical axis direction. It is known that the device is fixed to the device housing. At this time, the movement of the cylindrical lens in the optical axis direction has no refraction effect in the main scanning direction, so it has the same effect as flat glass, and therefore the imaging position in the main scanning direction does not move.

あるいは、特開昭59−224816号公報に示す様に
半導体レーザ素子とコリメータレンズを一体構造物にし
、該一体構造物とシリンドリカルレンズとを各光軸を一
致させて、光軸方向に位置調整可能にして仮置きし、ま
ず、半導体レーザ素子とコリメータレンズの一体構造物
を光軸方向に移動して主走査方向のレーザビームの結像
調整を実施した後、該一体構造物を装置筐体に固定し、
次にシリンドリカルレンズを光軸方向に移動して副走査
方向のレーザビームの結像調整を行なった後、該ジノン
トリカルレンズを装置筐体に固定するものが知られてい
る。
Alternatively, as shown in Japanese Unexamined Patent Publication No. 59-224816, the semiconductor laser element and the collimator lens are made into an integrated structure, and the optical axes of the integrated structure and the cylindrical lens are aligned so that the position can be adjusted in the optical axis direction. First, the integrated structure of the semiconductor laser element and the collimator lens is moved in the optical axis direction to adjust the imaging of the laser beam in the main scanning direction, and then the integrated structure is placed in the device housing. fixed,
It is known that the cylindrical lens is then moved in the optical axis direction to adjust the imaging of the laser beam in the sub-scanning direction, and then the cylindrical lens is fixed to the device housing.

しかしながら、前記いずれのレーザビーム走査光学系の
場合でも、シリンドリカルレンズの位置調整を、シリン
ドリカルレンズが装置の筐体内部に組み込まれた状態で
実施するため、装置の内部で調整作業をしなければなら
ず、量産時の自動化が困難であるという問題点があった
However, in the case of any of the above laser beam scanning optical systems, the position of the cylindrical lens is adjusted while the cylindrical lens is incorporated inside the device housing, so adjustment work must be done inside the device. First, there was a problem in that automation during mass production was difficult.

そこで、本発明に係るレーザビーム走査光学系は、 (a) (1)レーザビーム光源と、(2)該光源から
輻射されたレーザビームを集光又は平行光に変換する第
1の光学素子と、(3)第1の光学素子から出射される
レーザビームを偏向走査面と平行な方向にほぼ直線状に
集光する第2光学素子と、を各光軸を一致させて、一体
とした光源部ユニットと、(b)前記レーザビーム光源
又は第1の光学素子の少なくともいずれかを光軸方向に
位置調整する手段と、 (c)前記光源部ユニットをレーザビーム走査光学系の
筐体に対して光軸方向に位置調整する手段と、 を備えたことを特徴とする。
Therefore, the laser beam scanning optical system according to the present invention includes (a) (1) a laser beam light source; (2) a first optical element that condenses or converts the laser beam radiated from the light source into parallel light; , (3) a second optical element that condenses the laser beam emitted from the first optical element into a substantially straight line in a direction parallel to the deflection scanning plane; (b) means for adjusting the position of at least either the laser beam light source or the first optical element in the optical axis direction; (c) the light source unit relative to the housing of the laser beam scanning optical system; and a means for adjusting the position in the optical axis direction.

作用 以上の構成において、まず、レーザビーム光源又は第1
の光学素子の少なくともいずれかを光軸方向に位置調整
することによって、第8図に示す様に主走査方向及び副
走査方向の第1の像面調整がされる。但し、ここでは通
常光源部ユニット単体として専らレーザービームの主走
査方向についてその像面調整が行なわれる。
In the configuration described above, first, the laser beam light source or the first
By adjusting the position of at least one of the optical elements in the optical axis direction, the first image plane adjustment in the main scanning direction and the sub-scanning direction is performed as shown in FIG. However, here, normally, the image plane adjustment of the light source unit alone is performed exclusively in the main scanning direction of the laser beam.

次に光源部ユニットをレーザビーム走査光学系の筐体に
対して光軸方向に位置調整することによって第9図に示
す様に副走査方向のみの像面調整がされる。このとき、
主走査方向の像面位置は変化しない。
Next, by adjusting the position of the light source unit in the optical axis direction with respect to the housing of the laser beam scanning optical system, the image plane is adjusted only in the sub-scanning direction as shown in FIG. At this time,
The image plane position in the main scanning direction does not change.

実施例 以下、本発明に係るレーザビーム走査光学系の一実施例
を添付図面に従って説明する。
EXAMPLE Hereinafter, an example of a laser 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、レーザビーム走査光学系(1)は、半
導体レーザ素子(2)、集光レンズ(3)、ジノントリ
カルレンズ(4)、ボリコ゛ンミラー(5)、トロイダ
ルレンズ(6)、ビームスプリッタ(7)、球面ミラー
(8〉、感光体ドラム(9)及び結像スタート位置検出
センサ(以下、SOSセンザと記す)(10)とその専
用ミラー(11)から構成されている。
In FIG. 1, the laser beam scanning optical system (1) includes a semiconductor laser element (2), a condenser lens (3), a dinontrical lens (4), a voricon mirror (5), a toroidal lens (6), and a beam splitter. (7), a spherical mirror (8>), a photosensitive drum (9), an imaging start position detection sensor (hereinafter referred to as an SOS sensor) (10), and its dedicated mirror (11).

半導体レーザ素子(2)、例えばダブルへテロ接合型半
導体レーザ素子等から輻射されるレーザビ−ムは、集光
レンズ(3)によって後方有限の位置で集光するビーム
とされた後、シリンドリカルレンズ(4)によってその
スポット形状を主走査方向が長手方向となるほぼ直線状
のスポット形状に変更されポリゴンミラー(5)に到達
する。ポリゴンミラー(5)は矢印(a)方向に一定速
度で回転駆動しており、レーザビームはこの回転軸と直
交する方向に走査されてトロイダルレンズ(6)に導か
れる。トロイダルレンズ(6)は、走査面内で入射面と
出射面とが同心円となっており、走査面と直交する方向
について一定のパワーを有し、ポリゴンミラー(5)の
面倒れ補正をする。トロイダルレンズ(6) を透過し
たビームはビームスブリック(7)を透過し球面ミラー
(8)によって反射され、再びビームスプリッタ(7)
に戻り、ここで反射して、図では示していないが折り返
し用ミラー系を介して感光体ドラム(9)に達する。こ
こで球面ミラー(8)は感光体ドラム(9〉上の像面湾
曲補正のために使用される。
A laser beam radiated from a semiconductor laser element (2), such as a double heterojunction type semiconductor laser element, is focused at a finite rear position by a condensing lens (3), and then passed through a cylindrical lens ( 4), the spot shape is changed to a substantially linear spot shape with the main scanning direction being the longitudinal direction, and reaches the polygon mirror (5). The polygon mirror (5) is driven to rotate at a constant speed in the direction of arrow (a), and the laser beam is scanned in a direction perpendicular to this rotation axis and guided to the toroidal lens (6). The toroidal lens (6) has an entrance surface and an exit surface that are concentric within the scanning plane, has constant power in a direction perpendicular to the scanning plane, and corrects the tilt of the polygon mirror (5). The beam that has passed through the toroidal lens (6) passes through the beam brick (7), is reflected by the spherical mirror (8), and returns to the beam splitter (7).
The light returns to the point where it is reflected and reaches the photoreceptor drum (9) via a folding mirror system (not shown in the figure). Here, the spherical mirror (8) is used to correct field curvature on the photoreceptor drum (9>).

一方、SoSセンサ(10)はポリゴンミラー(5)の
ミラー面分割の誤差による1走査毎の結像位置誤差を補
正する機能を有し、主走査方向への結像スタート位置を
検出するため、感光体ドラム(9)の走査面と等価位置
にSOSセンサ専用ミラー(11)を介して設置されて
いる。
On the other hand, the SoS sensor (10) has a function of correcting the image formation position error for each scan due to the error in mirror surface division of the polygon mirror (5), and detects the image formation start position in the main scanning direction. It is installed at a position equivalent to the scanning surface of the photoreceptor drum (9) via a dedicated SOS sensor mirror (11).

さらに、レーザビームの屈折の状態を主走査方向と副走
査方向に分割して詳述する。第2a図は主走査方向のレ
ーザビームの屈折の状態を示す。
Furthermore, the state of refraction of the laser beam will be explained in detail by dividing it into the main scanning direction and the sub-scanning direction. FIG. 2a shows the state of refraction of the laser beam in the main scanning direction.

半導体レーザ素子(2)から輻射されたレーザビームは
、集光レンズ(3)によって、後方有限の位置で集光す
るビームとなる。このビームは主走査方向には屈折効果
を有さないシリンドリカルレンズ(4)を透過し、ポリ
ゴンミラー(5)に到達する。
The laser beam radiated from the semiconductor laser element (2) becomes a beam condensed at a finite rear position by the condensing lens (3). This beam passes through a cylindrical lens (4) that has no refraction effect in the main scanning direction and reaches a polygon mirror (5).

ビームはポリゴンミラー(5)によって偏向走査されト
ロイダルレンズ(6)に導かれる。トロイダルレンズ(
6)は入射光束に対して、わずかであるが拡散効果を有
する。トロイダルレンズ(6)を透過したビームは球面
ミラー(8)によって感光体ドラム(9)近傍に点像を
結ぶ。
The beam is deflected and scanned by a polygon mirror (5) and guided to a toroidal lens (6). Toroidal lens (
6) has a slight diffusion effect on the incident light flux. The beam transmitted through the toroidal lens (6) forms a point image near the photosensitive drum (9) by a spherical mirror (8).

一方、第2b図は副走査方向のレーザビームの屈折の状
態を示しており、半導体レーザ素子(2)から輻射され
たレーザビームは集光レンズ(3)によって後方有限の
位置で集光される。このビームは副走査方向には屈折効
果を有するシリンドリカルレンズ(4)によって、ポリ
ゴンミラー〈5)の偏向面上で、主走査方向が長手方向
となるほぼ直線状の像となるよう屈折する。ビームはポ
リゴンミラー(5)によって偏向走査されトロイダルレ
ンズ(6)に導かれる。トロイダルレンズ<6)は入射
光束に対して集光する様に働き、トロイダルレンズ(6
)を透過したビームは球面ミラー(8)によって感光体
ドラム(9)近傍に点像を結ぶ。
On the other hand, Fig. 2b shows the state of refraction of the laser beam in the sub-scanning direction, and the laser beam radiated from the semiconductor laser element (2) is focused at a finite rear position by the condensing lens (3). . This beam is refracted by a cylindrical lens (4) having a refraction effect in the sub-scanning direction on the deflection surface of the polygon mirror (5) so as to form a substantially linear image with the main-scanning direction being the longitudinal direction. The beam is deflected and scanned by a polygon mirror (5) and guided to a toroidal lens (6). The toroidal lens <6) works to condense the incident light beam, and the toroidal lens (6)
) The beam transmitted through the spherical mirror (8) forms a point image near the photoreceptor drum (9).

ところで、半導体レーザ素子(2)の非点収差(接合面
に垂直と水平では見かけ上の発光位置が異なるため生じ
る収差)及び集光レンス(3)、ジノントリカルレンズ
(4)の焦点距離の誤差によって、主走査方向と副走査
方向共に装置個体毎に感光体ドラム(9)上のレーザビ
ームの結像位置が異なる。よって、装置個体毎に結像調
整を行なう必要がある。このうち、集光レンズ(3)と
シリントノカルレンズ(4)の焦点距離の誤差は成型樹
脂レンズ等を採用することによって非常に小さく抑える
ことができる。従って、半導体レーザの非点収差の誤差
を調整することが重要となる。これは半導体レーザ素子
(2)と集光レンズ(3)の相対位置を調整することで
補正される。
By the way, the astigmatism of the semiconductor laser element (2) (aberration that occurs because the apparent light emitting position is different when vertical and horizontal to the cemented surface) and the focal length of the condensing lens (3) and dinontrical lens (4) Due to the error, the imaging position of the laser beam on the photosensitive drum (9) differs for each device in both the main scanning direction and the sub-scanning direction. Therefore, it is necessary to perform imaging adjustment for each individual device. Among these, the error in focal length between the condenser lens (3) and the cylindrical lens (4) can be kept very small by using a molded resin lens or the like. Therefore, it is important to adjust the astigmatism error of the semiconductor laser. This can be corrected by adjusting the relative positions of the semiconductor laser element (2) and the condenser lens (3).

本発明に係るレーザビーム走査光学系は半導体レーザ素
子〈2)、集光レンズ(3)、シリンドリカルレンズ(
4)から構成される光源部をユニット化し、予め調整専
用治具上で半導体レーザ素子(2)を光軸方向に移動さ
せることによって、半導体レーザ素子(2)と集光レン
ズ(3)の相対位置を調整する第1の調整を実施し、主
走査方向における結像調整を行ない、次に、第1の調整
を実施した光源部ユニットをレーザビーム走査光学系本
体に組み込み、該光源部ユニット全体を光軸方向に移動
させることによって副走査方向の結像調整を実施する。
The laser beam scanning optical system according to the present invention includes a semiconductor laser element (2), a condensing lens (3), and a cylindrical lens (3).
4) is made into a unit, and by moving the semiconductor laser element (2) in the optical axis direction on an adjustment jig in advance, the relative relationship between the semiconductor laser element (2) and the condensing lens (3) can be adjusted. Perform a first adjustment to adjust the position, perform image formation adjustment in the main scanning direction, and then incorporate the light source unit that has undergone the first adjustment into the main body of the laser beam scanning optical system, and then remove the entire light source unit. Image formation adjustment in the sub-scanning direction is carried out by moving in the optical axis direction.

該第1の調整は、半導体レーザ素子(2)の個体差によ
る非点収差の誤差を補正するのが目的である。該第2の
調整は副走査方向に屈折効果を有する集光レンズ(3)
、シリンドリカルレンズ(4)の焦点距離誤差を補正す
るのが目的である。
The purpose of the first adjustment is to correct astigmatism errors due to individual differences in the semiconductor laser element (2). The second adjustment is performed using a condensing lens (3) that has a refraction effect in the sub-scanning direction.
, the purpose is to correct the focal length error of the cylindrical lens (4).

前記実施例をより具体的装置で説明する。第3図〜第5
図はレーザビーム走査光学系を実際に組み込んだ装置を
示す。
The above embodiment will be explained using a more specific device. Figures 3 to 5
The figure shows a device actually incorporating a laser beam scanning optical system.

レーザビーム走査光学装置(12)は光源部ユニット(
13)、ポリゴンミラー(5)、トロイダルレンズ(6
〉、ビームスプリッタ(7)、球面ミラー(8)、SO
Sセンサ(10)とその専用ミラー(11)、折り返し
用ミラー(14a)、 (14b)及び筐体(15)か
ら構成される。
The laser beam scanning optical device (12) includes a light source unit (
13), polygon mirror (5), toroidal lens (6)
〉, beam splitter (7), spherical mirror (8), SO
It consists of an S sensor (10), its dedicated mirror (11), return mirrors (14a) and (14b), and a housing (15).

光源部ユニット(13)は、第6図に示す様に、四角筒
状の部材(16a)に嵌着された半導体レーザ素子(2
)、円筒状の部材(16b)の中空中央部に嵌着された
集光レンズ(3)、部材(16c)に嵌着されたシリン
ドリカルレンズ(4)から構成される。半導体レーザ素
子(2)、集光レンズ(3)、シリンドリカルレンズ(
4)は各々の光軸を一致させており、半導体レーザ素子
(2)はその保持部材(16a)と共に光軸方向に移動
可能である。
As shown in FIG. 6, the light source unit (13) includes a semiconductor laser element (2) fitted into a square cylindrical member (16a).
), a condenser lens (3) fitted into the hollow center of a cylindrical member (16b), and a cylindrical lens (4) fitted into the member (16c). Semiconductor laser element (2), condensing lens (3), cylindrical lens (
4), each optical axis is made to coincide with each other, and the semiconductor laser element (2) is movable in the optical axis direction together with its holding member (16a).

さて、光源部ユニット(13)は図示していないが調整
のための専用治真上で部材(16b)に対して部材(1
6a)を光軸方向に前後することによって、半導体レー
ザ素子(2)から放射されるレーザ光が設計上の集光位
置に集光するよう第1の調整をされる。調整後は部材(
16a)を部材(16b)に締め付は固定用ネジ(17
a)を使って固定する。これによって、主走査方向の結
像調整を予め実施しておく。
Now, although the light source unit (13) is not shown, the member (16b) is placed against the member (16b) on a special jig for adjustment.
6a) back and forth in the optical axis direction, the first adjustment is performed so that the laser light emitted from the semiconductor laser element (2) is focused at the designed focusing position. After adjustment, the parts (
16a) to the member (16b) using the fixing screw (17).
Fix using a). In this way, image formation adjustment in the main scanning direction is performed in advance.

次に、シリンドリカルレンズ(4)を保持した部材(1
6c)を部材(16b)に取り付け、こうして組み立て
られた光源部ユニット(13)は、第7図に示す様にレ
ーザビーム走査光学装置(12)の筐体(15)に光軸
方向に対して移動可能な様に仮設置きれる。
Next, the member (1) holding the cylindrical lens (4) is
6c) to the member (16b), and the thus assembled light source unit (13) is attached to the housing (15) of the laser beam scanning optical device (12) in the optical axis direction as shown in FIG. Can be temporarily installed so that it can be moved.

仮設置された光源部ユニット(13)から輻射されるレ
ーザ光は、ポリゴンミラー(5)、トロイダルレンズ(
6)、ビームスプリッタ〈7)、球面ミラー(8)、折
り返し用ミラー(14a)、 (14b)を透過あるい
は反射しながら図示されていない感光体ドラムに到達す
る。
The laser light radiated from the temporarily installed light source unit (13) is transmitted through a polygon mirror (5), a toroidal lens (
6), beam splitter (7), spherical mirror (8), folding mirrors (14a), (14b) and reach a photosensitive drum (not shown).

ここで、レーザビーム走査光学装置(12)に仮設置さ
れた光源部ユニット(13)は、光軸方向に移動してレ
ーザ光が感光体ドラム近傍に点像を結ぶよう第2の調整
をされる。調整後は光源部ユニット(13〉をレーザビ
ーム走査光学装置(12)の筐体(15)に締め付は固
定用ネジ(17b)を使って固定する。
Here, the light source unit (13) temporarily installed in the laser beam scanning optical device (12) is moved in the optical axis direction and subjected to a second adjustment so that the laser beam focuses a point image near the photoreceptor drum. Ru. After adjustment, the light source unit (13>) is fixed to the housing (15) of the laser beam scanning optical device (12) using the fixing screw (17b).

これによって、副走査方向の結像調整を実施する。This performs imaging adjustment in the sub-scanning direction.

第8図、第9図にレーザビーム走査光学装置(12)に
おいて、第1の調整、第2の調整を実施したときの像面
の変化をグラフにして示す。
FIGS. 8 and 9 show graphs of changes in the image plane when the first adjustment and the second adjustment are performed in the laser beam scanning optical device (12).

第8図に第1の調整時における像面の変化の一例を示す
。縦軸は調整専用治具における設計上の集光位置を基準
にしたときの像面湾曲をとり、横軸は像高をとっている
。図中において、曲線(AI)。
FIG. 8 shows an example of changes in the image plane during the first adjustment. The vertical axis represents the curvature of field based on the designed focal position of the adjustment jig, and the horizontal axis represents the image height. In the figure, the curve (AI).

(B1)はそれぞれ調整前の主走査方向及び副走査方向
の像面を示している。次に、半導体レーザ素子(2)を
0.01mm光軸方向へ、ポリゴンミラー(5)の偏向
点から遠ざける側へ移動させると、像面曲線(AI)、
(Bl)は各々像面曲線(A2)、 (B2)に変化し
、設計上の集光位置に半導体レーザ素子(2)から輻射
されるレーザビームが集光するよう調整される。
(B1) shows image planes in the main scanning direction and the sub-scanning direction before adjustment, respectively. Next, when the semiconductor laser element (2) is moved 0.01 mm in the optical axis direction away from the deflection point of the polygon mirror (5), the field curve (AI)
(Bl) changes to the field curves (A2) and (B2), respectively, and is adjusted so that the laser beam radiated from the semiconductor laser element (2) is focused at the designed focusing position.

次に、第9図に第2の調整時における像面の変化の一例
を示す、縦軸はレーザビーム走査光学装置(12)の感
光体ドラムの結像面の位置を基準にしたときの像面湾曲
をとり、横軸は像高をとっている。図中において、像面
曲線(A3)、 (B3)は第2の調整前の主走査方向
及び副走査方向の像面を示している。このとき既に第1
の調整によって主走査方向の像面曲線(A3〉はし、−
ザビーム走査光学装置(12)の感光体ドラムの結像面
にレーザビームが集光するよう調整されている。そして
、光源部ユニット(13)をポリゴンミラー(5)の偏
向点から遠ざける側へ1mm移動させると、像面向!(
A3)、 (B3)は各々像面曲線(A4)、 (B4
)に変化する。このとき、像面曲線(A3)はほとんど
変化せず、変化量は全域で約0.1mmである。従って
第2の調整によっては、副走査方向の像面のみ変化し、
第1の調整でセツティングした主走査方向の像面調整が
崩きれず、各々独立して作業できる。
Next, FIG. 9 shows an example of the change in the image plane during the second adjustment. The surface curvature is taken, and the horizontal axis is the image height. In the figure, image plane curves (A3) and (B3) indicate image planes in the main scanning direction and the sub-scanning direction before the second adjustment. At this time, the first
By adjusting the field curve in the main scanning direction (A3>, -
The laser beam is adjusted so as to be focused on the imaging surface of the photoreceptor drum of the laser beam scanning optical device (12). Then, when the light source unit (13) is moved 1 mm away from the deflection point of the polygon mirror (5), it moves toward the image plane! (
A3) and (B3) are the field curves (A4) and (B4), respectively.
). At this time, the field curve (A3) hardly changes, and the amount of change is about 0.1 mm over the entire area. Therefore, depending on the second adjustment, only the image plane in the sub-scanning direction changes,
The image plane adjustment in the main scanning direction set in the first adjustment is not disrupted, and each can be operated independently.

また、シリンドリカルレンズ(4)とトロイダルレンズ
(6)は画素子とも、主走査方向と副走査方向の屈折効
果が異なる。そのため、偏向手段であるポリゴンミラー
(5)の偏向前後で母線のねじれが発生するおそれがあ
り、その場合は感光体ドラム上で点像を結ばない。従っ
て、必要な場合には、光源部ユニッl−(13)を光軸
の周囲に回転きせることによってシリンドリカルレンズ
(4)のN線を、筐体(15)内部に固定きれたトロイ
グルレンズ(6)の母線に合わせなければならない。こ
のため、簡単に合わせられる様に光源部ユニット(13
)を回転しやすい円筒形にしである。但し、光源部ユニ
ット(13)を円筒形にすることは本発明にとっては本
質的なことではない。
Further, the cylindrical lens (4) and the toroidal lens (6) have different refractive effects in the main scanning direction and the sub-scanning direction, as do the pixel elements. Therefore, there is a possibility that the generating line may be twisted before and after the deflection of the polygon mirror (5), which is the deflection means, and in that case, a point image will not be formed on the photoreceptor drum. Therefore, if necessary, by rotating the light source unit l-(13) around the optical axis, the N line of the cylindrical lens (4) can be connected to the Troigle lens (13) fixed inside the housing (15). It must be aligned with the bus line of 6). For this reason, the light source unit (13
) into a cylindrical shape that is easy to rotate. However, making the light source unit (13) cylindrical is not essential to the present invention.

なお、本発明に係るレーザービーム走査光学系は前記実
施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々
に変更することができる。
Note that the laser beam scanning optical system according to the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and can be variously modified within the scope of the invention.

レーザ光源としては、半導体レーザ素子(2)に限定さ
れるものではなく、固体レーザ、ガスレーザであっても
よい。また、集光レンズ(3)の代わりにコリメータレ
ンズを使用しても同様の効果が得られる。但し、集光レ
ンズ(3)を使用した場合はコリメータレンズと比較し
て、結像の位置が確認しやすいので調整作業が容易であ
るという利点を有する。
The laser light source is not limited to the semiconductor laser element (2), but may be a solid laser or a gas laser. Further, the same effect can be obtained by using a collimator lens instead of the condensing lens (3). However, when the condensing lens (3) is used, it has the advantage that the position of the image formation is easier to confirm than the collimator lens, so that the adjustment work is easier.

さらに、前記実施例は集光レンズ(3)を固定し、半導
体レーザ素子(2)を光軸方向に移動して第1の結像調
整を行なう光R部ユニット(13)を示したが、これに
限定する必要はなく、半導体レーザ素子(2)を固定し
、集光レンズ(3)を光軸方向に移動して調整するもの
であってもよい。
Further, in the above embodiment, the optical R section unit (13) fixed the condensing lens (3) and moved the semiconductor laser element (2) in the optical axis direction to perform the first image formation adjustment. There is no need to limit it to this, and the adjustment may be made by fixing the semiconductor laser element (2) and moving the condensing lens (3) in the optical axis direction.

発明の効果 以上の様に、本発明によれば、レーザビーム走査光学系
の光源部をユニット化したので、光源部の結像調整が、
装置の筐体外部から合理的かつ能率よ〈実施でき、自動
調整化が容易にできる。
Effects of the Invention As described above, according to the present invention, since the light source section of the laser beam scanning optical system is made into a unit, the image formation adjustment of the light source section can be performed easily.
It can be performed rationally and efficiently from outside the device housing, and automatic adjustment can be easily performed.

さらに、光源部ユニットを本体装置とは独立して組み立
て、光源部ユニット内の各光源、光学素子の相対位置を
専用治具により予め調整しておいた状態でストックする
ことができるので、光RFfFJの結像調整を本体装置
が組み上がってから始める必要がなく、本体装置に該光
源部ユニットを組み込んでからの結像調整が短時間で実
施でき、大量生産化が可能となる。そして、光源部ユニ
ットの筐体への保持構造が簡単であるため、部品点数も
少なく、装置が小型化される。
Furthermore, the light source unit can be assembled independently from the main unit, and the relative positions of each light source and optical element within the light source unit can be adjusted in advance using a dedicated jig before being stocked. It is not necessary to start the image formation adjustment after the main body device is assembled, and the image formation adjustment can be carried out in a short time after the light source unit is installed in the main body device, and mass production becomes possible. Furthermore, since the structure for holding the light source unit in the housing is simple, the number of parts is small, and the device is miniaturized.

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

図面は本発明に係るレーザビーム走査光学系の一実施例
を示し、第1図はレーザビーム走査光学系の基本構成を
示す斜視図、第2a図、第2b図はレーザビーム屈折の
説明図、第3図はレーザビーム走査光学装置内部の平面
図、第4図は第3図に示した装置の中央断面図、第5図
は第3図に示した装置の外観正面図、第6図は光源部ユ
ニットの断面図、第7図は光源部ユニットの取付は説明
図、第8図は第1の調整時の像面変化を示すグラフ、第
9図は第2の調整時の像面変化を示すグラフである。 (1)・・・レーザビーム走査光学系、(2)・・・半
導体レーザ素子、(3)・・・集光レンズ、(4)・・
・シリンドリカルレンズ、(13)・・・光源部ユニッ
ト、(15)・・・筐体、(16a)、(16b)−・
・保持部材、(17a)、(17b) ”・ネジ。
The drawings show an embodiment of the laser beam scanning optical system according to the present invention, FIG. 1 is a perspective view showing the basic configuration of the laser beam scanning optical system, FIGS. 2a and 2b are explanatory diagrams of laser beam refraction, Fig. 3 is a plan view of the inside of the laser beam scanning optical device, Fig. 4 is a central sectional view of the device shown in Fig. 3, Fig. 5 is an external front view of the device shown in Fig. 3, and Fig. 6 is a A sectional view of the light source unit, Fig. 7 is an explanatory diagram of the installation of the light source unit, Fig. 8 is a graph showing the image plane change during the first adjustment, and Fig. 9 is an image plane change during the second adjustment. This is a graph showing. (1)...Laser beam scanning optical system, (2)...Semiconductor laser element, (3)...Condensing lens, (4)...
-Cylindrical lens, (13)...Light source unit, (15)...Casing, (16a), (16b)--
・Holding members, (17a), (17b) ”・Screws.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、レーザビーム光源から輻射されるビームを偏向走査
し、走査ライン上に結像させるレーザビーム走査光学系
において、 レーザビーム光源と、該光源から輻射されたレーザビー
ムを集光又は平行光に変換する第1の光学素子と、該第
1の光学素子から出射されるレーザビームを偏向走査面
と平行な方向にほぼ直線状に集光する第2の光学素子と
を各光軸を一致させて一体とした光源部ユニットと、 前記レーザビーム光源又は第1の光学素子の少なくとも
いずれかを光軸方向に位置調整する手段と、 前記光源部ユニットをレーザビーム走査光学系の筐体に
対して光軸方向に位置調整する手段と、を備えたことを
特徴とするレーザビーム走査光学系。
[Claims] 1. A laser beam scanning optical system that deflects and scans a beam emitted from a laser beam source and forms an image on a scanning line, which comprises a laser beam source and a laser beam emitted from the light source. A first optical element that converts into light or parallel light, and a second optical element that focuses a laser beam emitted from the first optical element into a substantially straight line in a direction parallel to the deflection scanning plane. a light source unit integrated with optical axes aligned; means for adjusting the position of at least either the laser beam light source or the first optical element in the optical axis direction; A laser beam scanning optical system comprising: means for adjusting the position in the optical axis direction with respect to the housing.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7057632B2 (en) * 1999-12-10 2006-06-06 Canon Kabushiki Kaisha Optical scanning apparatus, image forming apparatus, and methods of performing optical scanning using optical scanning apparatus and image forming apparatus

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7057632B2 (en) * 1999-12-10 2006-06-06 Canon Kabushiki Kaisha Optical scanning apparatus, image forming apparatus, and methods of performing optical scanning using optical scanning apparatus and image forming apparatus

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