JPH02254410A - Laser scanning optical system - Google Patents

Laser scanning optical system

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JPH02254410A
JPH02254410A JP7696689A JP7696689A JPH02254410A JP H02254410 A JPH02254410 A JP H02254410A JP 7696689 A JP7696689 A JP 7696689A JP 7696689 A JP7696689 A JP 7696689A JP H02254410 A JPH02254410 A JP H02254410A
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scanning
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plane
optical system
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純 牧野
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Abstract

PURPOSE:To obtain the system consisting of a compact constitution by setting a ratio of a radius of curvature which each edge of a polygon mirror of a convex mirror has in a plane in which a main scan is executed and a distance extending from the polygon mirror to a first surface of a scanning lens to a prescribed value. CONSTITUTION:A laser light from a laser light source 1 passes through a beam shaping optical system and is made incident three-dimensionally on a polygon mirror 2 as a convergent light. The mirror 2 executes an equal angular velocity rotation, and the incident laser light becomes a scanning beam in accordance with the rotation and made incident on an f-theta lens 3. The mirror 2 is a convex mirror in which each edge thereof has a radius r0 of curvature in a plane in which a main scan is executed, and also, the scanning lens is constituted of one piece of spherical lens having positive power in the main scanning surface, so that a relation of an inequality I is satisfied between the surface of this mirror 2 and a distance d0' to a first surface of the scanning lens. In such a way, the constitution is simplified, and a correction of a curvature of image and a uniform scan can be realized.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はLBP (レーザービームプリンタ)などで用
いられるレーザー走査光学系に関する。特に回転多面体
鏡(ポリゴンミラー)の回転を利用してレーザービーム
により所定面上を走査するレーザー走査光学系に関する
ものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a laser scanning optical system used in LBPs (laser beam printers) and the like. In particular, it relates to a laser scanning optical system that uses the rotation of a rotating polygon mirror to scan a predetermined surface with a laser beam.

(従来の技術) 従来よりレーザー走査光学系はその高速処理性、高品位
性といった特徴からコンピュータの出力装置等に広く用
いられ、確固とした地位を築いている。レーザー走査光
学系がこの様な特徴を持つために必要な性能は主として
次の2つに集約することができる。即ち、 (a)像面湾曲が補正されていること (b)走査速度が等速であること である。(a)は高品位性とからむ事項である。
(Prior Art) Laser scanning optical systems have been widely used in computer output devices and the like due to their characteristics of high speed processing and high quality, and have established a firm position. The performance required for a laser scanning optical system to have such characteristics can be mainly summarized into the following two. That is, (a) the curvature of field is corrected, and (b) the scanning speed is constant. (a) is a matter related to high quality.

像面湾曲の値を走査する全域にわたって許容深度内に収
めることによって、全画面内で均一なスポット径を得る
ことができる。一方、(b)は高速性と高品位性にから
んだ111項である。
By keeping the field curvature value within the permissible depth over the entire scanning area, a uniform spot diameter can be obtained over the entire screen. On the other hand, (b) is 111 items related to high speed and high quality.

等速性が良好に保たれないと単純な時系列の信号転送で
は画像の歪みや、場所による光量変化が生じてしまう。
If uniformity is not maintained well, simple time-series signal transfer will result in image distortion and variations in light intensity depending on location.

歪みを信号処理的に補正することは極めて繁雑で、かつ
コストが必要であり、又光量をハートで高速にコントロ
ールすることも同様である。従って系の等速性はシステ
ム上極めて重要な構成要件であると言える。
Correcting distortion using signal processing is extremely complicated and costly, and the same is true for controlling the amount of light at high speed. Therefore, it can be said that uniformity of the system is an extremely important structural requirement for the system.

一方、出力装置としてのレーザー走査光学系は他の代替
技術との差別化のため、そのコンパクト性、コスト性か
ら酷しい条件にさらされているという別の側面を持って
いる。前述の(a)。
On the other hand, the laser scanning optical system as an output device has another aspect in that it is exposed to harsh conditions due to its compactness and cost, in order to differentiate it from other alternative technologies. (a) above.

(b)という技術的課題と商品としての課題の整合性を
図るため、レーザー走査光学系の構成として様々な提案
がなされている。代表的なものを主走査の行われる平面
内での断面図を見ながら列挙すると以下の様なものがあ
る。
In order to achieve consistency between the technical problem (b) and the commercial problem, various proposals have been made for the configuration of a laser scanning optical system. Typical examples are listed below while looking at a cross-sectional view within the plane where main scanning is performed.

(1)平面鏡より成るポリゴンミラーに平行光を入射し
、2枚以上の球面レンズで構成される走査レンズを用い
る。(第14図) (2)平面鏡より成るポリゴンミラーに平行光を入射し
、1枚以上の非球面レンズで構成される走査レンズを用
いる。(第15図) (3)平面鏡よりなるポリゴンミラーに平行光又は収束
光を入射し、球面レンズ1枚で走査レンズを構成する。
(1) Parallel light is incident on a polygon mirror made of a plane mirror, and a scanning lens made of two or more spherical lenses is used. (Fig. 14) (2) Parallel light is incident on a polygon mirror made of a plane mirror, and a scanning lens made of one or more aspheric lenses is used. (Fig. 15) (3) Parallel light or convergent light is incident on a polygon mirror made of a plane mirror, and a scanning lens is constructed with one spherical lens.

(第16図) (4)平面鏡よりなるポリゴンミラーに収束光を入射し
、走査レンズを用いずにミラーと書き込み面であるドラ
ムとの間の距離な大きくとる。
(Fig. 16) (4) Convergent light is incident on a polygon mirror made of a plane mirror, and the distance between the mirror and the drum, which is the writing surface, is set large without using a scanning lens.

(第17図) (5)凸面鏡よりなるミラー面を持つポリゴンミラーに
収束光を入射し、走査レンズを使用せずに直接走査する
。(第18図) ここで述べた走査レンズはそのデイスト−ジョンの補正
方式から通常f−θレンズと総称されるものである。以
上の(1)〜(5)を性能上の要求(a)、(b)と商
品上の要求であるコストとコンパクト性という観点で眺
めると各方式はそれぞれ固有の問題点を抱えていること
がわかる。
(Fig. 17) (5) Convergent light is incident on a polygon mirror having a mirror surface made of a convex mirror, and scanning is performed directly without using a scanning lens. (FIG. 18) The scanning lens described here is generally called an f-theta lens because of its distortion correction method. If we look at (1) to (5) above from the perspective of performance requirements (a) and (b) and product requirements of cost and compactness, each method has its own problems. I understand.

先ず(1)と(2)とではコスト面の問題が大きい。f
−θレンズを例え球面にせよ2枚以上用いるのはコスト
上問題かある。又、1枚でも非球面を使用するのでは製
作上の困難さから、かえって結果的にコスト高になるこ
とになってしまう。
First, (1) and (2) have a big cost problem. f
Using two or more −θ lenses, even if they are spherical, poses a cost problem. Furthermore, if even one aspherical surface is used, it will be difficult to manufacture, resulting in higher costs.

f−θレンズを使用する場合は球面レンズ1枚で構成で
きることが好ましい。
When using an f-θ lens, it is preferable that it can be configured with one spherical lens.

(3)の構成は−・応この要求を満たしている。しかし
ながら単純な球面レンズ1枚では収差補正上大きな画角
をとることができない。そのため必要な性能上の要求、
(a)、(b)を満足するためにはミラー・ドラム間の
距離を大きく離す必要があり、装置が大きくなってコン
パクト性の要求を満たせない。
The configuration (3) satisfies the requirements of -. However, a single simple spherical lens cannot provide a large angle of view in terms of aberration correction. Therefore, the necessary performance requirements,
In order to satisfy (a) and (b), it is necessary to increase the distance between the mirror and the drum, which increases the size of the device and does not satisfy the requirement for compactness.

(4)の構成ではf−θレンズが無い分余計画角に対す
る制約が酷しくなり、ミラー・ドラム間の距離を(3)
より更に大きくする必要があり、装置の大型化を招く。
In configuration (4), there is no f-theta lens, so the restriction on the planning angle becomes severe, and the distance between the mirror and drum is reduced to (3).
It is necessary to make the device even larger, which leads to an increase in the size of the device.

(5)の構成では凸面鏡の作用で必要な性能のうち(a
)は満たされるが、ポリゴンでの反射後の光学的補正機
構が無いため(b)の性りしが満足されない。この補正
を電気回路側で行うためには信号の転送レートをコント
ロールする複雑な回路を必要とし、コスト的な面で問題
が発生する。又、(b)の問題は前述の様に走査に伴う
光量変化も引き起こすことも考慮しなければならない。
In configuration (5), out of the required performance due to the action of the convex mirror, (a
) is satisfied, but property (b) is not satisfied because there is no optical correction mechanism after reflection at the polygon. Performing this correction on the electrical circuit side requires a complicated circuit to control the signal transfer rate, which poses a problem in terms of cost. Furthermore, it must be taken into consideration that the problem (b) also causes a change in the amount of light due to scanning, as described above.

(発明が解決しようとする問題点) 以上見てきたように従来公知の実施例では光学系の性能
上の要求である(a)、(’b)の条件を満足しながら
、同時に低コストでコンパクトである光学系を得ること
は難しかった。
(Problems to be Solved by the Invention) As seen above, the conventionally known embodiments satisfy conditions (a) and ('b), which are performance requirements for optical systems, while at the same time achieving low cost. It has been difficult to obtain an optical system that is compact.

本発明はこの様な背景をもとになされたものであり、上
記の4条件を簡便な光学系の構成で実現しようというも
のである。
The present invention has been made based on this background, and is intended to realize the above four conditions with a simple optical system configuration.

(問題点を解決するための手段) このため本発明ではコスト及びコンパクト性の要請から
f−θレンズを1枚の正のパワーを持つ球面レンズで構
成すると同時にポリゴンミラーのミラー面を少なくとも
主走査面内については凸面鏡となるような簡単な配置を
取ることによって性能上の要求(a)、(b)も満足さ
せようとしたことを特徴としている。
(Means for Solving the Problem) For this reason, in the present invention, from the requirements of cost and compactness, the f-theta lens is constituted by one spherical lens with positive power, and at the same time, the mirror surface of the polygon mirror is scanned at least in the main scanning direction. It is characterized by attempting to satisfy performance requirements (a) and (b) by adopting a simple arrangement such as a convex mirror in the plane.

本発明の解析によればこの時前記4つの条件を満足させ
るためにミラー面の曲率半径r。とミラー面とf−θレ
ンズの第1面との間隔do ′の間には次の関係、即ち が成立することが好ましいことが判明した。以下具体的
な実施例をもって本発明を説明することとする。
According to the analysis of the present invention, in order to satisfy the above four conditions, the radius of curvature r of the mirror surface. It has been found that the following relationship preferably holds between and the distance do' between the mirror surface and the first surface of the f-theta lens. The present invention will be explained below using specific examples.

(実施例) 第1図は本発明の特徴を最も良く表わす図面である。図
中、lは光源であるレーザー光源、2は偏向器であるポ
リゴンミラー、3は球面レンズ1枚で構成されているf
−θレンズ、4は感光ドラム、5は感光ドラム上で走査
により露光される走査線を示している。
(Example) FIG. 1 is a drawing that best represents the features of the present invention. In the figure, l is a laser light source that is a light source, 2 is a polygon mirror that is a deflector, and 3 is a spherical lens f.
-θ lens, 4 a photosensitive drum, and 5 a scanning line exposed by scanning on the photosensitive drum.

レーザー光源1を発したレーザー光は不図示のコリメー
ターレンズ或いは結像レンズといったビーム整形光学系
を通った後、収束光としてポリゴンミラー2に3次元的
に入射する。この時のレーザー光の入射方向は主走査の
行われる平面に垂直な方向から観察した場合、f−θレ
ンズの光軸方向と一致しており、なおかつポリゴンミラ
ーに関してf−θレンズと対称な位置関係になる様にセ
ットされる。ポリゴンミラー2のミラー面は前述したよ
うに平面鏡ではなく、少なくとも主走査面内で曲率な持
った凸面鏡となっている。ポリゴンミラー2は等角速度
回転をしており、入射したレーザー光は回転に応じて走
査ビームとなってf−θレンズ3に入射する。この時の
ビームの状態はポリゴンに入射するビームの収束の状況
とポリゴンミラーの曲率によって定まり、収束光であっ
たり、平行光又は発散光になったりするがf−θレンズ
を通過後は収束光となって感光ドラム4上に所定のサイ
ズのスポットを形成する。
The laser light emitted from the laser light source 1 passes through a beam shaping optical system such as a collimator lens or an imaging lens (not shown), and then enters the polygon mirror 2 three-dimensionally as convergent light. The incident direction of the laser beam at this time is the same as the optical axis direction of the f-theta lens when observed from the direction perpendicular to the plane where main scanning is performed, and is also at a position symmetrical to the f-theta lens with respect to the polygon mirror. It is set to be related. As described above, the mirror surface of the polygon mirror 2 is not a plane mirror, but a convex mirror with curvature at least in the main scanning plane. The polygon mirror 2 rotates at a constant angular velocity, and the incident laser light becomes a scanning beam according to the rotation and enters the f-theta lens 3. The state of the beam at this time is determined by the convergence of the beam incident on the polygon and the curvature of the polygon mirror, and it may be a convergent light, a parallel light, or a diverging light, but after passing through the f-theta lens it becomes a convergent light. As a result, a spot of a predetermined size is formed on the photosensitive drum 4.

第2図は本発明の特徴とするポリゴンミラー以降の光学
系を主走査面内で描いたものである。図中の番号は第1
図と対応しており、2はポリゴンミラー、3はf−θレ
ンズ、5が感光ドラム上で走査される走査線である。走
査線5はf−θレンズで描き込む像面に相当することに
なる。
FIG. 2 depicts the optical system after the polygon mirror, which is a feature of the present invention, in the main scanning plane. The number in the diagram is the first
Corresponding to the figure, 2 is a polygon mirror, 3 is an f-θ lens, and 5 is a scanning line scanned on the photosensitive drum. The scanning line 5 corresponds to the image plane drawn by the f-θ lens.

図中にアルファベットで示したのは各構成部品のより詳
細な説明のためのものであり、そのうちの一部は表1に
示される数値例との対応を示している。
The alphabets in the figure are for more detailed explanation of each component, and some of them indicate correspondence with the numerical examples shown in Table 1.

先ずOはポリゴンミラーの回転中心を示しており、この
点を中心としてポリゴンミラー2は等角速度回転を行う
。Rpはポリゴンミラーの外接円半径、roはミラー面
が主走査面内で持っている曲率半径である。rl及びr
2はそれぞれf−eレンズの曲率半径を示しており、r
、がポリゴンミラー側(第1面)、r2が像面側(第2
面)に対応している。do′はミラー面とレンズの第1
面との間隔である。ミラー面とレンズの第1面の距離は
ポリゴンの回転に従って変化するので、do ′はポリ
ゴンが基準状態にある時、即ちレーザー光がf−θレン
ズの光軸に沿って進み、走査スポット光の位置が像面5
の中心にある時の値とする。dl ′はf−θレンズの
厚み、Xoはボリボンの回転中心Oから像面までの距離
である。
First, O indicates the rotation center of the polygon mirror, and the polygon mirror 2 rotates at a constant angular velocity about this point. Rp is the radius of the circumscribed circle of the polygon mirror, and ro is the radius of curvature that the mirror surface has in the main scanning plane. rl and r
2 indicates the radius of curvature of the fe lens, and r
, is the polygon mirror side (first surface), and r2 is the image surface side (second surface).
). do' is the mirror surface and the first lens
This is the distance from the surface. Since the distance between the mirror surface and the first surface of the lens changes according to the rotation of the polygon, do' occurs when the polygon is in the reference state, that is, when the laser beam travels along the optical axis of the f-theta lens and the scanning spot light Position is image plane 5
The value at the center of . dl' is the thickness of the f-theta lens, and Xo is the distance from the rotation center O of the voribon to the image plane.

この構成を用いた時の前記4条件を満たす範囲を検討し
た所、好適な結果を得るためには2つのパラメーター、
即ちポリゴンのミラー面の曲率半径roとポリゴンf−
θレンズ間の距1lIdo′の関係に着目すれば良いこ
とが見出された。この関係は という不等式で示すことができる。これを例えば平面鏡
ポリゴンミラーと1枚の球面f−θレンズを用いた従来
公知例(3)と比較してみると条件式(A)の関係の意
味が明瞭となる。平面ミラーではr。が無限大であるた
め無論(A)式を満足することはできない。従って(A
)の不等式は平面鏡を用いると収差の補正が難しいと述
べた(3)に対するコメントを実証していると言える。
After considering the range that satisfies the above four conditions when using this configuration, we found that in order to obtain suitable results, there are two parameters:
That is, the radius of curvature ro of the mirror surface of the polygon and the polygon f-
It has been found that it is sufficient to focus on the relationship of the distance 1lIdo' between the θ lenses. This relationship can be expressed by the inequality. If this is compared with, for example, the conventionally known example (3) using a plane mirror polygon mirror and one spherical f-theta lens, the meaning of the relationship in conditional expression (A) will become clear. r for a plane mirror. Since is infinite, it goes without saying that equation (A) cannot be satisfied. Therefore (A
) can be said to substantiate the comment regarding (3), which states that it is difficult to correct aberrations when using a plane mirror.

尚、条件式(A)の下限値を越えるとレンズの厚さが著
しく増大し、又上限値を越えるとレンズ外形が大きくな
って曲率もきつくなりレンズの製作が難しくなってくる
If the lower limit of conditional expression (A) is exceeded, the thickness of the lens will increase significantly, and if the upper limit is exceeded, the outer shape of the lens will become large and the curvature will become severe, making it difficult to manufacture the lens.

表1に示したのは本発明の具体的な数値例である。RP
の値はポリゴンミラーが6面体の構造の場合を示してお
り、N、はf−θレンズの屈折率を表わしている。表1
の各数値例に対する像面湾曲及び走査速度ムラについて
のグラフを第3図から第10図に示す。
Table 1 shows specific numerical examples of the present invention. R.P.
The value of indicates the case where the polygon mirror has a hexahedral structure, and N and indicates the refractive index of the f-theta lens. Table 1
Graphs of field curvature and scanning speed unevenness for each numerical example are shown in FIGS. 3 to 10.

(他の実施例) 第11図は第1図の基本となる走査光学系に対し、シリ
ンダーレンズ6を付け加えた第2の実施例である。走査
光学系での問題点としては周知の様にポリゴンの回転に
よるブレやポリゴン自体の加工積度に伴う面倒れによる
走査方向と直交する方向での走査ムラがある。シリンダ
ーレンズの導入はこの面倒れ効果の補正と副走査方向の
像面湾曲の補正という2つの意味を持っている。このた
め本実施例ではf−θレンズとドラム間にこの目的での
シリンダーレンズ6が配置されており、更にシリンダー
レンズ6に対応する形でポリゴンミラーへの入射側に不
図示ではあるがシリンダーレンズがもう一系統付け加わ
っている。2つのシリンダーレンズは共にレンズ光軸を
含み、主走査面に垂直な面内でパワーを持つ様に配置さ
れている。このシリンダーレンズの使い方は従来の走査
光学系の中で広く知られているので詳述しないが、本発
明の凸面ポリゴンミラーと1枚の球面f−θレンズとい
う系に対しても従来のシリンダーレンズ補正のやり方は
容易に応用することができる。
(Other Embodiments) FIG. 11 shows a second embodiment in which a cylinder lens 6 is added to the basic scanning optical system shown in FIG. As is well known, problems with scanning optical systems include blurring due to polygon rotation and uneven scanning in a direction perpendicular to the scanning direction due to surface tilt due to the degree of processing of the polygon itself. The introduction of the cylinder lens has two meanings: correction of this surface tilt effect and correction of field curvature in the sub-scanning direction. For this reason, in this embodiment, a cylinder lens 6 for this purpose is arranged between the f-theta lens and the drum, and a cylinder lens (not shown) is arranged on the incident side of the polygon mirror corresponding to the cylinder lens 6. Another system has been added. The two cylinder lenses both include the lens optical axis and are arranged so as to have power in a plane perpendicular to the main scanning plane. How to use this cylinder lens is widely known in conventional scanning optical systems, so it will not be described in detail. The method of correction can be easily applied.

第12図は第11図の第2実施例におけるシリンダーレ
ンズ6に相当するレンズをトーリックレンズ7とした第
3の実施例である。トーリックレンズ7は主走査面側よ
りもそれに直交する面側のパワーの強い、いはばタイア
のチューブのような形のレンズである。シリンダーレン
ズが主走査面に対しては平行平面板としてしか作用しな
いのに対しトーリックレンズの場合には主走査面に対し
ても曲率な持っているため、これを主走査面に対して収
差補正するのに用いることができるため性能上の向上を
期待することができる。
FIG. 12 shows a third embodiment in which a toric lens 7 is used as the lens corresponding to the cylinder lens 6 in the second embodiment shown in FIG. The toric lens 7 has a stronger power on the side of the main scanning plane than on the side perpendicular to the main scanning plane, and is shaped like a tire tube. While a cylinder lens only acts as a parallel plane plate with respect to the main scanning plane, a toric lens has a curvature also with respect to the main scanning plane, so this is corrected for aberrations on the main scanning plane. Since it can be used for

第13図は第12図の第4の実施例で球面のf−θレン
ズの機能とトーリックレンズ7の機能を合体し、f−θ
レンズを球面レンズからトーリックレンズ8に置き換え
た例である。
FIG. 13 shows the fourth embodiment of FIG. 12, which combines the functions of the spherical f-θ lens and the toric lens 7.
This is an example in which a spherical lens is replaced with a toric lens 8.

基本系である第1図に示した様に主走査面での収差は球
面系で充分補正できるのであるから第3実施例の時の様
にポリゴンミラーの後に2枚のレンズを用いなくても本
実施例の様にトーリックレンズを用いれば光学系には充
分な性能を出すことができる。トーリックレンズでも主
走査面内で考えれば第2図のような構成となっており、
不等式(A)を主走査面内で満たしていることは言うま
でもない。またトーリックレンズ8に応じて入射側に不
図示のシリンダーレンズが入っていることも第2の実施
例で述べた通りである。
As shown in Figure 1, which is the basic system, aberrations on the main scanning plane can be sufficiently corrected with a spherical system, so there is no need to use two lenses after the polygon mirror as in the third embodiment. If a toric lens is used as in this embodiment, sufficient performance can be achieved in the optical system. Even a toric lens has a configuration like that shown in Figure 2 when considered within the main scanning plane.
Needless to say, inequality (A) is satisfied within the main scanning plane. Furthermore, as described in the second embodiment, a cylinder lens (not shown) is included on the incident side in accordance with the toric lens 8.

尚、第2の実施例以降はシリンダーレンズ、トーリック
レンズ等の非球面レンズが入っているが、これは従来例
で列挙した(1)〜(5)の系とは範囲を異にする領域
での実施例であることな整理のため付言しておくことと
する。第2実施例以降は而倒れ補正という新たな検討項
目が付け加わった領域での実施例であり、従来例での(
1)〜(5)は光学的な面倒れ補正という概念の無い領
域での実施例である。従って(1)〜(5)に対応する
のはあくまで第1の実施例であり、それを球面系のみで
構成できたことに意義があると言える。
Note that the second and subsequent embodiments include aspherical lenses such as cylinder lenses and toric lenses, but these are in a different range from the systems (1) to (5) listed in the conventional example. For the sake of clarity, I would like to add this as an example. The second and subsequent embodiments are examples in the area where a new consideration item of tilt correction has been added, and the conventional example (
1) to (5) are examples in the area where there is no concept of optical surface tilt correction. Therefore, it is only the first embodiment that corresponds to (1) to (5), and it can be said that it is significant that it was constructed only with a spherical system.

第2〜第4実施例はこの系に面倒れ補正光学系を適用し
た場合の系構成を示している。主走査面での構成が単純
である分だけ本発明の実施例は、従来公知の系に而倒れ
補正光学系を付けた場合より優位性があると言える。例
えば従来例の(2)に対して面倒れ補正系を第4実施例
の様にトーリックで入れた場合を考える。この時はf−
θレンズは主走査面内で非球面形状であり、その上に更
に主走査面と直交する方向にもパワーを持つ複雑なレン
ズ形状となるので第4実施例との差は明白である。
The second to fourth embodiments show system configurations in which a surface tilt correction optical system is applied to this system. It can be said that the embodiment of the present invention has an advantage over the case where a tilt correction optical system is added to a conventionally known system to the extent that the configuration in the main scanning plane is simple. For example, consider a case in which a toric surface tilt correction system is used as in the fourth embodiment in contrast to the conventional example (2). At this time f-
The difference from the fourth embodiment is obvious because the θ lens is aspherical in the main scanning plane and has a complex lens shape that also has power in a direction perpendicular to the main scanning plane.

表  1 (Nlを除きm) (発明の効果) 以上説明してきたように本発明の構成によれば簡単な構
成をとりながら、光学性能上の要求である像面湾曲の補
正と等速走査を実現させることができる。又、簡単な構
成である結果、低コストであり、猶且つ構成上の工夫か
らコンパクトなレーザー走査系を実現できるので、性能
と商品としての要求を同時に満足させることが可能とな
った。
Table 1 (m excluding Nl) (Effects of the invention) As explained above, according to the configuration of the present invention, it is possible to correct field curvature and uniform velocity scanning, which are required for optical performance, while having a simple configuration. It can be realized. In addition, as a result of the simple configuration, the cost is low, and a compact laser scanning system can be realized by improving the configuration, making it possible to simultaneously satisfy performance and product requirements.

本発明の基本構成にはまた面倒れ補正系の導入も容易で
あり、極めて実用性の高いものと言える。
The basic configuration of the present invention also allows easy introduction of a surface tilt correction system, and can be said to be extremely practical.

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

第1図は本発明の第1実施例、第2図は本発明の第1実
施例の走査部の主走査面の断面図、第3図〜第10図は
表1に示された数値例に対応する収差図、第11図は本
発明の第2実施例、第12図は本発明の第3実施例、第
13図は本発明の第4実施例、第14〜18図は従来公
知の走査系の原理図である。 図中、1はレーザー光源、2はポリゴンミラー(曲率骨
)、3はf−θレンズ、4は感光ドラム、5は走査線で
あるところの像面、6はシリンダーレンズ、7はトーリ
ックレンズ、8はトーリックレンズ、9はポリゴンミラ
ー(曲率無し)、!Oはf−θレンズ、11は非球面f
−θレンズである。
FIG. 1 is a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view of the main scanning plane of the scanning section of the first embodiment of the present invention, and FIGS. 3 to 10 are numerical examples shown in Table 1. 11 is a second embodiment of the present invention, FIG. 12 is a third embodiment of the present invention, FIG. 13 is a fourth embodiment of the present invention, and FIGS. 14 to 18 are conventionally known aberration diagrams. FIG. 2 is a diagram showing the principle of the scanning system of FIG. In the figure, 1 is a laser light source, 2 is a polygon mirror (curvature bone), 3 is an f-theta lens, 4 is a photosensitive drum, 5 is an image plane which is a scanning line, 6 is a cylinder lens, 7 is a toric lens, 8 is a toric lens, 9 is a polygon mirror (no curvature),! O is f-θ lens, 11 is aspherical surface f
-θ lens.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)レーザー光源からの光をビーム整形光学系、偏向
器、そして走査レンズを介して物体面上を走査するレー
ザー走査光学系において、偏向器等速回転運動をするポ
リゴンミラーであり、該ポリゴンミラーの各稜が主走査
の行われる平面内で曲率半径r_oを持つ凸面鏡である
と同時に走査レンズが主走査面内で1枚の正のパワーを
持つ球面レンズで構成されており、該ポリゴンミラー面
から該走査レンズの第1面までの距離をd_o′とした
とき 0.1<d_o′/r_o<0.7 が成立していることを特徴とするレーザー走査光学系。
(1) In a laser scanning optical system that scans light from a laser light source over an object plane via a beam shaping optical system, a deflector, and a scanning lens, the deflector is a polygon mirror that rotates at a constant speed, and the polygon Each edge of the mirror is a convex mirror with a radius of curvature r_o in the plane where main scanning is performed, and at the same time, the scanning lens is composed of one spherical lens with positive power in the main scanning plane, and the polygon mirror A laser scanning optical system characterized in that, where d_o' is the distance from the surface to the first surface of the scanning lens, 0.1<d_o'/r_o<0.7 holds true.
(2)該偏向器に入射するレーザー光が主走査面内に含
まれず、3次元的に配置されていることを特徴とした請
求項1記載のレーザー走査光学系。
(2) The laser scanning optical system according to claim 1, wherein the laser light incident on the deflector is not included in the main scanning plane but is arranged three-dimensionally.
(3)該偏向器に入射するレーザー光の主走査の行われ
る平面への射影が、該走査レンズの光軸と一致している
ことを特徴とする請求項2記載のレーザー走査光学系。
(3) The laser scanning optical system according to claim 2, wherein the projection of the laser light incident on the deflector onto a plane on which main scanning is performed coincides with the optical axis of the scanning lens.
(4)該偏向器の入射側及び該走査レンズと物体面の間
に主走査の行われる平面と直交する副走査方向にのみパ
ワーを持つシリンダーレンズを付け加えたことを特徴と
する請求項3記載のレーザー走査光学系。
(4) A cylinder lens having power only in the sub-scanning direction orthogonal to the plane on which main scanning is performed is added on the incident side of the deflector and between the scanning lens and the object surface. laser scanning optics.
(5)該偏向器の入射側に副走査方向にのみパワーを持
つシリンダーレンズを該走査レンズと物体面の間にトー
リックレンズを各々付け加えたことを特徴とする請求項
3記載のレーザー走査光学系。
(5) The laser scanning optical system according to claim 3, characterized in that a cylinder lens having power only in the sub-scanning direction is added to the incident side of the deflector, and a toric lens is added between the scanning lens and the object surface. .
(6)該偏向器の入射側に副走査方向にのみパワーを持
つシリンダーレンズを該走査レンズとして副走査方向に
主走査面とは異ったパワーを持つトーリックレンズを用
いたことを特徴とする請求項3記載のレーザー走査光学
系。
(6) A cylinder lens having power only in the sub-scanning direction is used on the incident side of the deflector as the scanning lens, and a toric lens having a power different from that in the main scanning direction in the sub-scanning direction is used. The laser scanning optical system according to claim 3.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100499319B1 (en) * 2001-06-08 2005-07-04 캐논 가부시끼가이샤 Light scanning device and image forming apparatus using the same
KR100499615B1 (en) * 2001-06-12 2005-07-05 캐논 가부시끼가이샤 Light scanning device and image forming apparatus using the same
KR100499883B1 (en) * 2001-07-06 2005-07-07 캐논 가부시끼가이샤 Scanning optical apparatus and image forming apparatus using the same

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