JPH0365918A - Optical scanner - Google Patents

Optical scanner

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Publication number
JPH0365918A
JPH0365918A JP20139489A JP20139489A JPH0365918A JP H0365918 A JPH0365918 A JP H0365918A JP 20139489 A JP20139489 A JP 20139489A JP 20139489 A JP20139489 A JP 20139489A JP H0365918 A JPH0365918 A JP H0365918A
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JP
Japan
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optical system
optical
lens
scanning
polygon mirror
Prior art date
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Application number
JP20139489A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomohiro Oikawa
及川 智博
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH0365918A publication Critical patent/JPH0365918A/en
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Abstract

PURPOSE:To facilitate the designing of an optical system and to obtain the high-performance and inexpensive optical scanner without requiring an intricate lens system consisting of a large number of lenses in spite of the trend toward the higher density of the scanning optical system by using a lamination type piezoelectric actuator and a displacement magnifying mechanism which expands the amplitude thereof to constitute a driving system for moving a linear imaging lens in an optical axis direction. CONSTITUTION:The linear imaging lens 14 is constituted to be so oscillated in synchronization with the period of optical scanning as to negate the curvature of field. The curvature of field over the entire part of the optical system is, therefore, mechanically corrected. The designing of lenses, such as, prescribed ftheta lens 19, collimator lens 12 and cylindrical lens 14, is facilitated in this way and the high accuracy is obtd. even if the intricate lens system consisting of a large number of lenses is used in spite of the recent trend toward the higher density of the scanning optical system. The optical scanner which has the good image grade and is inexpensive is thus obtd.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光走査装置に関し、特に像面湾曲の補正機能
を有する光走査装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an optical scanning device, and particularly to an optical scanning device having a field curvature correction function.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

一般に、原稿画像や画像信号に基づいて主走査と副走査
を行うことによって画像を再現させるための光走査装置
は、ディジタル複写機、レーザプリンク、レーザプロッ
タ、レーザファックス、レーザ製版機等々に広く用いら
れている。
In general, optical scanning devices that reproduce images by performing main scanning and sub-scanning based on original images and image signals are widely used in digital copying machines, laser printers, laser plotters, laser fax machines, laser engraving machines, etc. It is being

このような光走査装置の一例として、第18図に示すも
のがある。
An example of such an optical scanning device is shown in FIG.

即ち、レーザダイオード等の光源1から射出された光束
は、コリメート光学系を形成するコリメータレンズ2に
よって平行光束化され、アパーチャー3で周辺光のカッ
トがなされ、このアパーチャー3を射出する光束は結像
光学系を形成するレンズ4で主走査線上に結像すべく集
束される。
That is, a light beam emitted from a light source 1 such as a laser diode is collimated by a collimator lens 2 forming a collimating optical system, peripheral light is cut by an aperture 3, and the light beam emitted from this aperture 3 forms an image. The light is focused by a lens 4 forming an optical system to form an image on the main scanning line.

このように形成された光束は、複数の偏向反射面を有す
る回転多面鏡5で偏向され、被走査媒体の一例である感
光体ドラム6において線状(主走査方向)に走査される
のであるが、a状結像レンズ4による結像面(主走査線
)が各種光学特性の有する残留誤差によって像面湾曲が
生じ第18図に破線で示すように円弧状に振れることに
なる。
The light beam thus formed is deflected by a rotating polygon mirror 5 having a plurality of deflection and reflection surfaces, and is linearly scanned (in the main scanning direction) on a photosensitive drum 6, which is an example of a scanned medium. The image forming surface (main scanning line) formed by the a-shaped imaging lens 4 is curvature of field due to residual errors of various optical characteristics, and is deflected in an arc shape as shown by the broken line in FIG.

従って、感光体ドラム6に沿って完全な直線走査とはな
らず感光体ドラム6上の光スポツト軌跡が歪みそのスポ
ット径が大きくなってしまうという問題があり、これの
解決を機械的手段と光学的手段によって行うことが提案
されている。
Therefore, there is a problem in that the light spot cannot be scanned in a perfect straight line along the photoreceptor drum 6, and the trajectory of the light spot on the photoreceptor drum 6 is distorted and the spot diameter becomes large. It is proposed that this be done by practical means.

上記機械的手段の一例としては、特開昭57−1482
0号公報や特開昭59−116603号公報に示されて
いるように回転多面鏡の移動角度に同期して、換言すれ
ば回転多面鏡の反射面による結像点の移動に同期して光
源の位置を光軸方向に移動(振動)させることによって
、主・副走査像面の湾曲を補正するようにしているもの
がある。
As an example of the above-mentioned mechanical means, Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-1482
As shown in Publication No. 0 and Japanese Patent Application Laid-open No. 116603/1982, the light source is synchronized with the movement angle of the rotating polygon mirror, in other words, the light source is synchronized with the movement of the imaging point by the reflecting surface of the rotating polygon mirror. Some devices correct the curvature of the main and sub-scanning image planes by moving (vibrating) the position of the image plane in the optical axis direction.

また、上記光学的な手段の一例としては、特開昭58−
57108号公報に示されるように、光源は固定で、コ
リメータレンズ、集光レンズを偏向走査に伴って光軸方
向に移動(振動)させることにより、主・副走査面湾曲
を同様に補正するようにしているものがある。
Further, as an example of the above-mentioned optical means, JP-A-58-
As shown in Japanese Patent No. 57108, the light source is fixed, and the curvature of the main and sub-scanning surfaces is similarly corrected by moving (vibrating) the collimator lens and the condensing lens in the optical axis direction along with the deflection scanning. There is something I am doing.

一方、主走査の高速化を図るために回転多面鏡が用いら
れる場合が多く、この場合には、複数の反射面の各々の
相対位置精度に誤差が生じるのが一般的であり、このた
めに最終的な結像面に面倒れ誤差に基づくばらつきが生
じてしまう。これを補正するために、特開昭63−10
6618号公報に示されるような面倒れ補正光学系が用
いられている。
On the other hand, rotating polygon mirrors are often used to speed up main scanning, and in this case, errors generally occur in the relative positional accuracy of each of the multiple reflecting surfaces. Variations occur in the final imaging plane due to surface tilt errors. In order to correct this, JP-A-63-10
A surface tilt correction optical system as shown in Japanese Patent No. 6618 is used.

即ち、この面倒れ補正光学系は、回転多面鏡で偏向され
た光束を被走査媒体(例えば感光体ドラム)上に結像す
る結像光学系を、偏向反射面と被走査媒体とを幾何光学
的に共役な関係になるようにすべく複数レンズを球面と
トーリック面の組合せで形成することによって面倒れ補
正を行っている。
In other words, this surface tilt correction optical system uses a geometric optical system to form an image of a light beam deflected by a rotating polygon mirror onto a scanned medium (for example, a photoreceptor drum). In order to achieve a conjugate relationship, a plurality of lenses are formed using a combination of a spherical surface and a toric surface, thereby correcting the surface tilt.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上述のように光源またはレンズを光軸方向に移動させた
場合、主走査方向の像面湾曲は補正することができるも
のの、光源の移動に伴って新たに副走査方向の像面湾曲
が生じ、この像面湾曲の補正も同時に行わなければなら
ない。ところが、光学系中のレンズには球面レンズが用
いられているので非点隔差があり、このために光源もし
くはレンズを光軸方向に移動することによって主・副両
走査方向の湾曲を無視できる程度まで少なくすることは
極めて困難である・ また、光源等を移動せずに面倒れ補正光学系を用いた場
合には、X座標軸方向とY座標軸方向、換言すれば主・
副走査方向のそれぞれで異なるパワーを有するレンズ、
例えばシリンドリカルレンズが光路中に存在するので、
これに伴って主・副走査方向の像面湾曲が異なりこれら
の補正はしきれないのが現状である。
When the light source or lens is moved in the optical axis direction as described above, although the curvature of field in the main scanning direction can be corrected, a new curvature of field in the sub-scanning direction occurs as the light source moves. This field curvature must also be corrected at the same time. However, since the lenses in the optical system are spherical lenses, there is an astigmatism difference, so by moving the light source or lens in the optical axis direction, the curvature in both the main and sub-scanning directions can be ignored. In addition, when using an optical system for correcting surface tilt without moving the light source, it is extremely difficult to reduce
A lens with different power in each sub-scanning direction,
For example, since a cylindrical lens exists in the optical path,
As a result, the curvature of field in the main and sub-scanning directions differs, and it is currently impossible to completely correct these.

さて、一般に像面湾曲を機械的に補正する機構のない面
倒れ補正光学系においては、主・副走査の像面湾曲、f
θ特性(倍率誤差、リニアリティ)、球面収差、正弦条
件がfθレンズの設計条件としであるが、これらの各種
条件は互いに影響を及ぼし合う関係を有しているので、
すべての条件を良好にすることはきわめて困難である。
Generally speaking, in a surface tilt correction optical system that does not have a mechanism for mechanically correcting field curvature, the main and sub-scanning field curvature, f
Theta characteristics (magnification error, linearity), spherical aberration, and sine conditions are the design conditions for fθ lenses, but since these various conditions have a relationship where they influence each other,
It is extremely difficult to make all conditions favorable.

従って、これらの各種条件のうち像面湾曲を良好に補正
できれば、他の条件を良好にする設計自由度が大きくな
り、設計が容易となる。また、近年、走査光学系の高密
度化が進むにっれfθレンズ等の各種要求精度が高くな
り、レンズの構成枚数も増加しその調整は一層困難を極
め、コスト上昇を余儀なくされている。
Therefore, if the field curvature among these various conditions can be corrected satisfactorily, the degree of design freedom for improving the other conditions will increase, and the design will become easier. In addition, in recent years, as the density of scanning optical systems has increased, various precision requirements for f-theta lenses and the like have increased, and the number of lenses has also increased, making adjustment even more difficult and forcing an increase in costs.

そこで1本発明の目的は、面倒れ補正光学系を用いた光
走査装置に適用可能であると共に、fθレンズ、コリメ
ートレンズ、シリンドリカルレンズ等のレンズ光学系の
設計が容易となり、かつ走査光学系の高密度化に対して
も複雑で枚数の多いレンズ系を使用しなくても充分に対
応でき高性能で安価な光走査装置を提供することにある
Therefore, one object of the present invention is to be applicable to an optical scanning device using a surface tilt correction optical system, to facilitate the design of lens optical systems such as an fθ lens, a collimating lens, and a cylindrical lens, and to improve the design of a scanning optical system. It is an object of the present invention to provide a high-performance, inexpensive optical scanning device that can sufficiently cope with increased density without using a complicated lens system with a large number of lenses.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明に係る光走査装置は、上述の目的を達成するため
に、光源から射出した光束を平行光束化するコリメート
光学系と、このコリート光学系から射出する光束を線状
に結像する第1結像光学系と、この第1結像光学系から
射出した光束を偏向走査する偏向反射面を有する回転多
面鏡と、この回転多面鏡で偏向された光束によって走査
される被走査媒体と、この被走査媒体と上記回転多面鏡
との間に配置され、上記回転多面鏡の偏向反射面で偏向
される光束の偏向面と垂直な面内において上記偏向反射
面と上記被走査媒体とを幾何光学的に共役な関係を保つ
第2結像光学系と、上記回転多面鏡の光束の走査に伴な
い上記第1結像光学系を光軸方向に移動させる面倒れ補
正光学系とを有する光走査装置であって、上記回転多面
鏡における走査に同期して上記第1結像光学系のうちの
少なくとも線状結像レンズを光軸方向に移動させる駆動
源を、積層型圧電アクチュエータと、この積層型圧電ア
クチュエータの振幅を拡大する変位拡大機構とで構成し
たことを特徴とするものである。
In order to achieve the above-mentioned object, the optical scanning device according to the present invention includes a collimating optical system that collimates the light beam emitted from the light source, and a first collimating optical system that forms a linear image of the light beam emitted from the collimating optical system. an imaging optical system, a rotating polygon mirror having a deflecting reflection surface that deflects and scans the light beam emitted from the first imaging optical system, a scanned medium that is scanned by the light beam deflected by the rotating polygon mirror; The deflection reflection surface and the scanned medium are arranged between the scanning medium and the rotating polygon mirror in a plane perpendicular to the deflection plane of the light beam that is deflected by the deflection reflection surface of the rotation polygon mirror using geometrical optics. an optical scanning system comprising: a second imaging optical system that maintains a conjugate relationship; and a surface tilt correction optical system that moves the first imaging optical system in the optical axis direction as the light beam of the rotating polygon mirror scans; The device includes a layered piezoelectric actuator and a layered piezoelectric actuator as a drive source for moving at least the linear imaging lens of the first imaging optical system in the optical axis direction in synchronization with scanning in the rotating polygon mirror. The present invention is characterized in that it is constructed with a displacement magnification mechanism that magnifies the amplitude of the piezoelectric actuator.

〔作 用〕[For production]

本発明に係る光走査装置は、主走査線上に結像′する第
1結像光学系のうちの少なくとも線状結像レンズを、積
層型圧電アクチュエータと、この積層型圧電アクチュエ
ータの振幅を拡大する変位拡大機構とからなる駆動源を
用いて1回転多面鏡による光束走査に同期して像面湾曲
を打消す方向に移動させることによって最終的に得られ
る再生画像を良好にできるようにしたものである。
The optical scanning device according to the present invention includes at least a linear imaging lens of the first imaging optical system that forms an image on the main scanning line, and a multilayer piezoelectric actuator that expands the amplitude of the multilayer piezoelectric actuator. By using a drive source consisting of a displacement magnifying mechanism to move in a direction to cancel field curvature in synchronization with the beam scanning by a single-rotation polygon mirror, it is possible to improve the final reproduced image. be.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は1本発明が適用できる光走査装置における光学
系の一例を模式的に示す光路図であり、画像形成用の光
源であるレーザダイオード1■から送出された光束は、
コリメート光学系を形成するコリメータレンズ12で平
行光束化され、その後方に配置されたアパーチャ13で
周辺不要部分がカットされ線状光束とされる。この線状
光束は。
FIG. 1 is an optical path diagram schematically showing an example of an optical system in an optical scanning device to which the present invention can be applied.
A collimator lens 12 forming a collimating optical system converts the light into a parallel light beam, and an aperture 13 placed behind the collimator lens 12 cuts unnecessary peripheral parts to form a linear light beam. This linear luminous flux is.

第1結像光学系を形成する線状結像レンズの一例である
第1のシリンドリカルレンズ14で、後述する感光体ド
ラム21の局面に結像されるようになっている。
A first cylindrical lens 14, which is an example of a linear imaging lens forming the first imaging optical system, forms an image on the surface of a photoreceptor drum 21, which will be described later.

尚、この第1のシリンドリカルレンズ14は、詳しくは
後述するが、積層型圧電アクチュエータへの通電によっ
て、光軸方向に駆動され得るようになっている。
The first cylindrical lens 14 can be driven in the optical axis direction by energizing a laminated piezoelectric actuator, which will be described in detail later.

この第1のシリンドリカルレンズ14を通った光束は、
偏向反射面を有する回転多面鏡の一例であるポリゴンミ
ラー18によって偏向走査される。
The light flux passing through this first cylindrical lens 14 is
Deflection scanning is performed by a polygon mirror 18, which is an example of a rotating polygon mirror having a deflection reflection surface.

そして、偏向走査された光束は、fθレンズ19と第3
のシリンドリカルレンズ20を順次に介し、被走査媒体
である感光体ドラム21の局面に線状(主走査成線状)
に結像(走査)される。
Then, the deflected and scanned light flux passes through the fθ lens 19 and the third
sequentially through the cylindrical lens 20 of
imaged (scanned).

このようなfθレンズ19は、ポリゴンミラー18のミ
ラー面で偏向される光束の偏向面と垂直な面内において
このミラー面と感光体ドラム21とを幾何光学的に共役
な関係に保つものである。
Such an fθ lens 19 maintains a geometrically optically conjugate relationship between this mirror surface and the photoreceptor drum 21 in a plane perpendicular to the deflection surface of the light beam deflected by the mirror surface of the polygon mirror 18. .

また、走査の端部の光束は、ミラー22aによって光検
出器22bに導かれ、この光検出器22bでデータ書込
みの同期の基準とされる。
Further, the light beam at the end of scanning is guided by a mirror 22a to a photodetector 22b, and is used as a reference for data writing synchronization at this photodetector 22b.

そして、光検出器22bで得られる同期信号によって上
記積層型圧電アクチュエータを駆動せしめ、第1のシリ
ンドリカルレンズ14を光軸方向に移動し、光学系の像
面湾曲を打消すようしこ構成している。
The laminated piezoelectric actuator is driven by a synchronization signal obtained from the photodetector 22b, and the first cylindrical lens 14 is moved in the optical axis direction to cancel the field curvature of the optical system. There is.

第2図(A)は、第1図に示す光走査装置の光学系の偏
向走査面(主走査面)側の面で展開して概念的に示す光
路図で、第2図(B)は、偏向走査面に垂直、即ち副走
査面で展開して概念的に示す光路図である。
FIG. 2(A) is a conceptual optical path diagram developed on the deflection scanning surface (main scanning surface) side of the optical system of the optical scanning device shown in FIG. 1, and FIG. 2(B) is , is a conceptual optical path diagram developed perpendicular to the deflection scanning plane, that is, on the sub-scanning plane.

この光学系は、fθレンズ19がアナモフィックな光学
系であり、面倒れ補正は、副走査方向においてポリゴン
ミラー18のミラー面と像面を幾何光学的に共役な関係
に配置することによって行っている。
In this optical system, the fθ lens 19 is an anamorphic optical system, and the surface tilt correction is performed by arranging the mirror surface of the polygon mirror 18 and the image surface in a geometrically conjugate relationship in the sub-scanning direction. .

面倒れ補正光学系のうちの第1のシリンドリカルレンズ
14を第3図に示すように光軸方向に移動することによ
って像面湾曲を補正するものであるが、この第1のシリ
ンドリカルレンズ14の移動状態の詳細を第3図を用い
て説明する。
The curvature of field is corrected by moving the first cylindrical lens 14 of the surface tilt correction optical system in the optical axis direction as shown in FIG. The details of the state will be explained using FIG. 3.

同図において、第1のシリンドリカルレンズ14の移動
前の状態を実線で示し、移動後の状態を破線で表わしで
ある。
In the figure, the state of the first cylindrical lens 14 before movement is shown by a solid line, and the state after movement is shown by a broken line.

従って、第1のシリンドリカルレンズ14の移動量をΔ
cyとしたときの、結像位置の移動量をΔ工Sとし、移
動前の第1のシリンドリカルレンズ14の結像位置とf
θレンズ19の前側主点Hとの距離をSとし、fθレン
ズ19の像距離をS′とし、fθレンズ19の焦点距離
をfとすると、s=s’  ・f/ (S’ −f) S+Δcy=(S’  −ΔIS)・f/(S′  −
Δ1s−f)となり、従って Δcy=Δ1s−f”/(S’ −Δl5−f)(S’
 −f)となる。
Therefore, the amount of movement of the first cylindrical lens 14 is set to Δ
When cy is the amount of movement of the imaging position, ΔworkS is the imaging position of the first cylindrical lens 14 before movement and f
If the distance from the front principal point H of the θ lens 19 is S, the image distance of the fθ lens 19 is S', and the focal length of the fθ lens 19 is f, then s=s' ・f/ (S' - f) S+Δcy=(S'-ΔIS)・f/(S'-
Δ1s-f), therefore Δcy=Δ1s-f”/(S'-Δl5-f)(S'
-f).

ここで、Δxs((S’−f)とすると、Δcy4Δx
s・f”/(S’ −f)”=Δxs/rrr  (た
だし、m=s’/S)となる。
Here, if Δxs((S'-f), Δcy4Δx
s·f"/(S'-f)"=Δxs/rrr (where m=s'/S).

今までの説明より像面湾曲量がΔlsであった場合、第
1のシリンドリカルレンズ14をΔcy=Δls/rr
rだけ移動すると副走査像面湾曲の補正ができることに
なる。
From the above explanation, when the amount of field curvature is Δls, the first cylindrical lens 14 is set to Δcy=Δls/rr.
By moving by r, the sub-scanning field curvature can be corrected.

このとき、主走査に関しては、第2図(A)に示すよう
に、第1のシリンドリカルレンズ14のパワーがないの
で像面湾曲の変化はない。
At this time, regarding the main scanning, as shown in FIG. 2(A), since the first cylindrical lens 14 has no power, there is no change in the curvature of field.

また、補正前の像面湾曲の発生の具体例としては例えば
、第4図(A)に示すようになっていて、実線が副走査
方向の像面湾曲で、破線が主走査方向の像面湾曲を表し
ている。補正前の像面湾曲は主走査方向が小さくなる様
に設計されており、副走査方向の像面湾曲が小さくなる
様な考慮がなされていないため、像面湾曲は円弧状また
は放物線状になっている。この実施例における像面湾曲
量Δ□Sは、ポリゴンミラー18の走査半角で±30°
 (ポリゴンミラー18の回転角にすれば±15°)の
位置で約10rrtaとなっている。
Further, as a specific example of the occurrence of field curvature before correction, for example, the solid line is the field curvature in the sub-scanning direction, and the broken line is the field curvature in the main scanning direction. It represents curvature. The curvature of field before correction is designed to be small in the main scanning direction, and no consideration has been taken to reduce the curvature of field in the sub-scanning direction, so the curvature of field becomes arcuate or parabolic. ing. The amount of field curvature Δ□S in this embodiment is ±30° in the scanning half angle of the polygon mirror 18.
(±15° in terms of the rotation angle of the polygon mirror 18) is about 10rrta.

このような像面湾曲の曲線は、正弦波または余弦波の一
部分で近似することができ、その補正量と像面湾曲量を
プロットすると第5図に示すようになる。
Such a curve of field curvature can be approximated by a portion of a sine wave or a cosine wave, and when the amount of correction and the amount of curvature of field are plotted, the result is as shown in FIG.

即ち、第4図(A)における±30’の像面湾曲量をΔ
工Sとすれば、このときの補正量Δ工sは、Δzs(0
)=Δls (−cos(6B )+ 1 )とすれば
良い、ただし、θはポリゴンミラー18の回転角で、θ
=Oで像高比が0となる。
That is, the amount of field curvature of ±30' in FIG. 4(A) is
S, the correction amount Δworks at this time is Δzs(0
)=Δls (-cos(6B)+1), where θ is the rotation angle of the polygon mirror 18, and θ
=O, the image height ratio becomes 0.

本例では、ポリゴンミラー18のミラー面数が6である
ためにlっのミラー面におけるポリゴンミラー回転角θ
は、±30’ となる。
In this example, since the number of mirror surfaces of the polygon mirror 18 is 6, the polygon mirror rotation angle θ on l mirror surfaces is
is ±30'.

従って、この±306の間に第1のシリンドリカルレン
ズ14がn (nは1以上の整数)周期だけ移動すれば
ポリゴンミラー19のミラー面との同期がとれることに
なる。つまり、ポリゴンミラー18のミラー面数がN面
の時には、ポリゴンミラー回転角θが±180”/Nで
n周期だけ第1のシリンドリカルレンズ14が移動する
ことになる。このようにすれば第4図(B)に示すよう
に副走査方向の像面湾曲が補正できることになる。
Therefore, if the first cylindrical lens 14 moves by n periods (n is an integer of 1 or more) during this period of ±306, synchronization with the mirror surface of the polygon mirror 19 can be achieved. In other words, when the number of mirror surfaces of the polygon mirror 18 is N, the first cylindrical lens 14 moves by n periods with the polygon mirror rotation angle θ being ±180''/N. As shown in Figure (B), the curvature of field in the sub-scanning direction can be corrected.

次に1本発明の第2の実施例の構成を第6図(A)と第
6図(B)を参照して説明する。この実施例においては
、第2のシリンドリカルレンズ23を追加して設け、こ
の第2のシリンドリカルレンズ23を光軸方向に移動す
ることによって主走査方向の像面湾曲を補正するもので
あり、第6図(A)に偏向走査面(主走査面)側の面を
示す光路図と、第6図(B)に偏向走査面に垂直、即ち
副走査面を示す光路図とに示されるように、コリメータ
レンズ上2とポリゴンミラー18との間に主走査方向に
パワーを有する第2のシリンドリカルレンズ23を配置
し、前述の第1のシリンドリカルレンズ14と同様に光
軸方向移動を行い主走査方向の像面湾曲を補正するもの
である。
Next, the configuration of a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6(A) and 6(B). In this embodiment, a second cylindrical lens 23 is additionally provided, and by moving this second cylindrical lens 23 in the optical axis direction, the curvature of field in the main scanning direction is corrected. As shown in FIG. 6(A) is an optical path diagram showing the surface on the deflection scanning surface (main scanning surface) side, and FIG. A second cylindrical lens 23 having power in the main scanning direction is arranged between the upper collimator lens 2 and the polygon mirror 18, and is moved in the optical axis direction in the same way as the first cylindrical lens 14 described above. This corrects field curvature.

主走査平面において、第2のシリンドリカルレンズ23
の後側主点とfθレンズ19の前側主点との距離をdと
し、第2のシリンドリカルレンズ23、fθレンズ19
の焦点距離をそれぞれfcy′、ffθとすると、fθ
レンズ19の後側主点と、第2のシリンドリカルレンズ
23およびfθレンズ19の総合焦点位置の距離S′は
、S’ =ffθ(fay’ −d)/(fCy’ +
ffθ−d)と表わすことができる。
In the main scanning plane, the second cylindrical lens 23
The distance between the rear principal point and the front principal point of the fθ lens 19 is d, and the second cylindrical lens 23 and the fθ lens 19
Let fcy′ and ffθ be the focal lengths of fθ
The distance S' between the rear principal point of the lens 19 and the overall focal position of the second cylindrical lens 23 and fθ lens 19 is S' = ffθ (fay' - d)/(fCy' +
ffθ−d).

また、コリメータレンズ12からの平行光束が第1のシ
リンドリカルレンズ14を介して第2のシリンドリカル
レンズ23に入射するから、このときの像面湾曲量をΔ
IMとして第2のシリンドリカルレンズ23の対応する
補正移動量をΔCy′ とすると前述のΔCyの場合と
同様にして、Δcy′=Δxy・f”te/ (S“−
ΔIN −f fe)(S′−ffθ) と表わすことができる。
Also, since the parallel light beam from the collimator lens 12 enters the second cylindrical lens 23 via the first cylindrical lens 14, the amount of field curvature at this time is Δ
Assuming that the corresponding corrected movement amount of the second cylindrical lens 23 as IM is ΔCy', Δcy'=Δxy・f"te/(S"-
It can be expressed as ΔIN −f fe)(S′−ffθ).

従って、前述の第1のシリンドリカルレンズ14とは独
立に第2のシリンドリカルレンズ23を移動させると、
主走査方向と副査方向の両方の像面湾曲をそれぞれ同時
に補正することができる。
Therefore, if the second cylindrical lens 23 is moved independently of the first cylindrical lens 14 described above,
Field curvature in both the main scanning direction and the sub-scanning direction can be corrected simultaneously.

このようにしてなされる補正を行った具体的例としては
、例えば特開昭62−172317号公報に示されるよ
うに、第7図の(A)、(B)、(C)および(D)の
それぞれに示す球面収差・正弦条件、主走査方向の像面
湾曲、副走査方向の像面湾曲およびfθ特性を有する光
学系において、第1のシリンドリカルレンズ14の移動
を、Δxs(θ)=−Δ工5acos(18θ)+Δ工
S′とし、第2のシリンドリカルレンズ23をΔ工M(
θ)=Δ工に・gin(6θ)で移動するように補正を
行っている。
Specific examples of corrections made in this manner include (A), (B), (C), and (D) in FIG. In an optical system having spherical aberration/sine conditions, curvature of field in the main scanning direction, curvature of field in the sub-scanning direction, and fθ characteristics shown in each of the above, the movement of the first cylindrical lens 14 is expressed as Δxs(θ)=− The second cylindrical lens 23 is set to Δmm 5 acos (18θ) + Δmm S',
Correction is made so that it moves at θ) = Δt/gin(6θ).

ここで、上述のN、nの値は、N=6で副走査方向にお
いてはn=3、主走査方向においてはn=1としである
Here, the values of N and n mentioned above are N=6, n=3 in the sub-scanning direction, and n=1 in the main-scanning direction.

一方、主走査方向の面を示す第9図(A)と副走査方向
の面を示す第9図(B)のように、fθレンズ19が主
走査方向に配置された長尺状の第3のシリンドリカルレ
ンズ24を含んで面倒れ補正光学系を形成した光走査装
置においても、第1のシリンドリカルレンズ14を上述
同様にして光軸方向に移動させることによって像面湾曲
の補正を行うことができることは勿論である。
On the other hand, as shown in FIG. 9(A) showing the surface in the main scanning direction and FIG. 9(B) showing the surface in the sub-scanning direction, the fθ lens 19 is arranged in the elongated third Even in an optical scanning device that includes a cylindrical lens 24 to form a surface tilt correction optical system, it is possible to correct field curvature by moving the first cylindrical lens 14 in the optical axis direction in the same manner as described above. Of course.

また、本発明は、第10図(A)に示す光学系にも適用
できる。
Further, the present invention can also be applied to the optical system shown in FIG. 10(A).

即ち、レーザ光源25からの射出光束は、コリメータレ
ンズ26で平行光束化され、ミラー27で折返された後
にポリゴンミラー28の反射面に射出される。このミラ
ー27は、全体光路を直線状に配置すると光学系の全体
寸法が長尺化して機器のコンパクト化の要求に逆行する
ために、同ミラー27による折返しによって光学系の長
手方向寸法を短縮化するために設けられているものであ
る。
That is, the emitted light beam from the laser light source 25 is collimated by the collimator lens 26, reflected by the mirror 27, and then emitted onto the reflective surface of the polygon mirror 28. This mirror 27 shortens the longitudinal dimension of the optical system by folding the mirror 27, because if the entire optical path is arranged in a straight line, the overall dimension of the optical system becomes long, which goes against the demand for compact equipment. It is designed to do this.

そして、ポリゴンミラー28によって偏向された光束は
、線状結像レンズ29によってその射出光束が主走査に
対応する線状にされ、同レンズ29の後方に配置された
fθレンズ30によって、ポリゴンミラー28で偏向さ
れる光束の偏向面と垂直な面内において同ポリゴンミラ
ー28のミラー面と被走査媒体(感光体ドラム31)と
を幾何光学的に共役となるような関係が保たれている。
The light beam deflected by the polygon mirror 28 is converted into a linear light beam corresponding to main scanning by a linear imaging lens 29, and the light beam deflected by the polygon mirror 28 is turned into a linear beam corresponding to main scanning. A geometrically conjugate relationship is maintained between the mirror surface of the polygon mirror 28 and the scanned medium (photosensitive drum 31) in a plane perpendicular to the plane of deflection of the light beam deflected by the polygon mirror 28.

また、第10図(A)に示す光学系は、そのウェスト位
置が第1O図CB)に示すように主走査方向の位置を実
線で示され、副走査方向の位置が破線で示されている。
Furthermore, the waist position of the optical system shown in FIG. 10(A) is shown in FIG. 1O CB), where the position in the main scanning direction is shown by a solid line, and the position in the sub-scanning direction is shown by a broken line. .

さらに、像面湾曲は、第10図(C)に示すように主走
査方向の湾曲が実線で示され副走査方向の湾曲が破線で
示されている。
Further, as for the curvature of field, as shown in FIG. 10(C), the curvature in the main scanning direction is shown by a solid line, and the curvature in the sub-scanning direction is shown by a broken line.

この場合、副走査方向の像面湾曲は実用上において無視
できる値となっていて、主走査方向の像面湾曲を補正す
るためには、線状結像レンズ29をポリゴンミラー28
の偏向角度に同期して光軸方向に振動(移動)させるの
であり、この振動は周波数F、振幅Δで行われている。
In this case, the curvature of field in the sub-scanning direction is practically negligible, and in order to correct the curvature of field in the main-scanning direction, the linear imaging lens 29 must be replaced by the polygon mirror 28.
It is vibrated (moved) in the optical axis direction in synchronization with the deflection angle of , and this vibration is performed at a frequency F and an amplitude Δ.

そして、この像面湾曲の様子を表わす曲線と線状結像レ
ンズ29の振動を表わす曲線を重ね合せた特性を第1上
図に示す。
The first upper diagram shows the characteristics obtained by superimposing the curve representing the curvature of field and the curve representing the vibration of the linear imaging lens 29.

即ち、像面湾曲が一点鎖線で示され、振動が実線で示さ
れていて、同図の縦軸と横軸は兼用して用いられ、この
うち、横軸は像面湾曲の場合には感光体ドラム31の主
走査方向の位置座標であり、振動の場合には時間軸であ
る。また、縦軸は、像面湾曲の場合には像面湾曲量で、
振動の場合には振動量(振幅)となっている。
That is, the curvature of field is shown by a dashed line, and the vibration is shown by a solid line. This is the position coordinate of the body drum 31 in the main scanning direction, and in the case of vibration, it is the time axis. In addition, the vertical axis is the amount of field curvature in the case of field curvature,
In the case of vibration, it is the amount of vibration (amplitude).

従って像面湾曲の変化周期に同期して振動を与えること
によって像面湾曲を実用上無視できる程度まで低減させ
ることができる。この例における振動の周波数Fは、例
えば4.25 KHzであり。
Therefore, by applying vibration in synchronization with the change period of the field curvature, the field curvature can be reduced to a practically negligible extent. The vibration frequency F in this example is, for example, 4.25 KHz.

振幅Δは235μmである。The amplitude Δ is 235 μm.

次に、上述の各側における線状結像レンズを振動させる
ための駆動源の詳細について説明する。
Next, details of the driving sources for vibrating the linear imaging lenses on each side will be described.

本発明における駆動源は、圧電型の振動素子を積層形成
した積層型圧電アクチュエータ(以下。
The driving source in the present invention is a laminated piezoelectric actuator (hereinafter referred to as a laminated piezoelectric actuator) in which piezoelectric vibrating elements are laminated.

「積層振動子」と略称する)と、一端がこの積層振動子
に連結され、他端が上記線状結像レンズに連結された変
位拡大機構としての振幅拡大部材とで構成したものであ
り、この場合の積層振動子は厚膜積層技術を用い、多数
の内部電極層を有する固体素子で、圧電セラミックスに
電圧を印加すると電界方向に伸びる圧電縦効果を利用し
たものである。
(abbreviated as a "laminated vibrator"), and an amplitude magnifying member as a displacement magnifying mechanism, one end of which is connected to the laminated vibrator and the other end of which is connected to the linear imaging lens, The laminated vibrator in this case is a solid-state element that uses thick film lamination technology and has a large number of internal electrode layers, and utilizes the piezoelectric longitudinal effect that extends in the direction of the electric field when a voltage is applied to piezoelectric ceramics.

この特徴としては、小型、軽量であると共に数10μs
ecの高速応答が得られ、低電圧で駆動でき、エネルギ
ー変換効率が大であり、発生力が大きく電磁ノイズが無
く周辺電子回路への影響が小さく、しかも固体素子であ
るので機械的強度が大きい等が挙げられる。
This feature is small, lightweight, and takes several tens of μs.
It provides high-speed EC response, can be driven at low voltage, has high energy conversion efficiency, generates large force, has no electromagnetic noise, and has little effect on peripheral electronic circuits, and is a solid element, so it has high mechanical strength. etc.

積層振動子の一例として、第12図に印加電圧と変位の
相関(変位特性)を示す、同図より明らかなように印加
電圧が約150(V)でその変位が約19 (μm)も
得られる。
As an example of a laminated vibrator, Figure 12 shows the correlation between applied voltage and displacement (displacement characteristics).As is clear from the figure, when the applied voltage is approximately 150 (V), the displacement is approximately 19 (μm). It will be done.

しかし、この変位19(μm)をそのまま用いて上述の
ような最大変位量470(μm)を必要とする像面湾曲
補正を行うことができない。つまり、上記像面湾曲の補
正をするためには、アクチュエータの変位を約25倍に
拡大しなければならない、このための振幅拡大部材の一
例を第13図に示す。
However, it is not possible to use this displacement of 19 (μm) as is to perform the field curvature correction that requires a maximum displacement of 470 (μm) as described above. In other words, in order to correct the curvature of field, the displacement of the actuator must be expanded approximately 25 times. An example of an amplitude expansion member for this purpose is shown in FIG. 13.

同図において、光走査光学系を構成する各種光学部品が
取付けられたベース33の一部に2段に亘って2つの段
差33a 、33bが形成され、外方寄りの段差33b
の面に積層振動子34の下面が当接または固定されてい
る。この積層振動子34の取付けは、自身の駆動方向が
ベース33の盤面に対して直交する方向に配置されてい
る。
In the figure, two steps 33a and 33b are formed in two steps on a part of a base 33 to which various optical components constituting the light scanning optical system are attached, and a step 33b closer to the outside is formed in two steps.
The lower surface of the laminated vibrator 34 is in contact with or fixed to the surface. The laminated vibrator 34 is mounted so that its drive direction is perpendicular to the surface of the base 33.

この積層振動子34が固定された段差33bに隣接する
段差33aの面に振幅拡大部材35の不動部35aが固
定されている。この振幅拡大部材35は、テコの原理を
利用したものであり、この例の場合一体形成されている
。即ち、不動部35aに連続して細くくびれたヒンジ部
35cが形成され、このヒンジ部35cがいわゆるテコ
の支点となっていてヒンジ部35cを境にして駆動部3
5bと被駆動部35dが連続して形成されている。そし
て駆動部35bの先端が積層振動子34の上面に当接し
、被駆動部35dに被駆動物体、即ち第1のシリンドリ
カルレンズ14が取付けられる。
A stationary portion 35a of the amplitude enlarging member 35 is fixed to the surface of the step 33a adjacent to the step 33b to which the laminated vibrator 34 is fixed. This amplitude enlarging member 35 utilizes the principle of a lever, and is integrally formed in this example. That is, a narrow hinge part 35c is formed continuously to the stationary part 35a, and this hinge part 35c serves as a fulcrum of a lever, and the drive part 3
5b and the driven portion 35d are formed continuously. The tip of the drive section 35b comes into contact with the upper surface of the laminated vibrator 34, and the driven object, that is, the first cylindrical lens 14, is attached to the driven section 35d.

従って、積層振動子34に所定の振動電圧を印加すると
圧電縦効果が生じ多数の圧電素子が同時に振動し、圧電
素子の枚数分だけ振幅が倍加されて駆動部35bが押圧
される。
Therefore, when a predetermined vibration voltage is applied to the laminated vibrator 34, a piezoelectric longitudinal effect occurs, causing a large number of piezoelectric elements to vibrate simultaneously, and the amplitude is doubled by the number of piezoelectric elements to press the driving portion 35b.

すると、不動部35aによって支持されているヒンジ部
35cが撓み(曲がり)、これに伴って被駆動部35d
が変位(振動)する、この変位は、駆動部35bにおけ
る変位を、ヒンジ部35cから被駆動部35dまでの腕
長さをヒンジ部35cから駆動部35bまでの腕長さで
割った拡大率だけ増倍されることになり、積層振動子3
4の変位が振幅拡大部材35によって大幅に拡大された
状態で第1のシリンドリカルレンズ14が駆動される。
Then, the hinge portion 35c supported by the stationary portion 35a is bent (bent), and the driven portion 35d is accordingly bent.
is displaced (vibrated), and this displacement is equal to the magnification rate obtained by dividing the displacement in the driving part 35b by the arm length from the hinge part 35c to the driven part 35d by the arm length from the hinge part 35c to the driving part 35b. It will be multiplied, and the multilayer vibrator 3
The first cylindrical lens 14 is driven in a state in which the displacement of the first cylindrical lens 4 is greatly expanded by the amplitude enlarging member 35.

よって、以上のような振幅拡大部材35と積層振動子3
4を組合せることによって小さな変位量を有する積層振
動子34であっても像面湾曲補正に必要とされる、例え
ば470μmの変位量を充分に得られることになる。
Therefore, the amplitude enlarging member 35 and the laminated vibrator 3 as described above
By combining 4, even if the laminated vibrator 34 has a small displacement, a sufficient displacement of, for example, 470 μm, which is required for field curvature correction, can be obtained.

また、積層振動子34における応答特性は、印加電圧を
例えば100V与えたときに8.7 μmの変位をする
場合には第14図に示すように非常に良好な特性となっ
ており、その応答周波数は通常、100KHz程度であ
り、上述のように4゜25KHzで振動させる場合に充
分に対応できることになる。
In addition, the response characteristics of the multilayer vibrator 34 are very good as shown in FIG. 14 when the applied voltage is 100 V, for example, and the displacement is 8.7 μm. The frequency is usually about 100 KHz, which is sufficient to vibrate at 4°25 KHz as described above.

また、積層振動子34の基端と不動部35aの端面との
それぞれをベース固定する態様は、第15図に示すよう
に、ベース33上にL字状の厚肉材でなる固定部材33
′を介在させることによって行うようにしても良い。
In addition, as shown in FIG. 15, the base end of the laminated vibrator 34 and the end surface of the stationary part 35a are fixed to the base, as shown in FIG.
′ may also be used.

さて、第1のシリンドリカルレンズ14等の線状結像レ
ンズを振動させる際には、この振動が走査光学装置全体
に伝達され他の光学素子も振動させる虞れがある。線状
結像レンズ以外の光学素子の振動は、走査ビームの形状
に悪影響を与え、最終的には被走査媒体の面上で所定の
ビーム径とならないことになる。
Now, when a linear imaging lens such as the first cylindrical lens 14 is vibrated, there is a possibility that this vibration is transmitted to the entire scanning optical device and causes other optical elements to vibrate as well. Vibration of optical elements other than the linear imaging lens adversely affects the shape of the scanning beam, and ultimately the beam does not have a predetermined diameter on the surface of the scanned medium.

また、線状結像レンズの振動によって走査光学系を含め
た機器の全体と共振し、機器の全体が振動すると作像プ
ロセスにも悪影響を与え、最終的に得られる画像の品位
が著るしく低下する。
In addition, the vibration of the linear imaging lens causes resonance with the entire device including the scanning optical system, and when the entire device vibrates, it has a negative impact on the image creation process, significantly reducing the quality of the final image. descend.

そのため、線状結像レンズとその振動源は、少なくとも
走査光学系に対して機械的な絶縁を図る必要がある。
Therefore, it is necessary to mechanically insulate the linear imaging lens and its vibration source from at least the scanning optical system.

その具体例の1つとしては、第16図に示すように積層
振動子34と振幅拡大部材35が固定されている固定部
材33′を光走査光学系の各部材が取付けられているベ
ース40に直接に取付けずに機械的絶縁部材を介してベ
ース41、即ちプリンタ等の部品が取付けられたベース
41に固定すれば良い。
As one specific example, as shown in FIG. 16, a fixing member 33' to which a laminated vibrator 34 and an amplitude enlarging member 35 are fixed is attached to a base 40 to which each member of the light scanning optical system is attached. Instead of being directly attached, it may be fixed to the base 41 via a mechanical insulating member, that is, to the base 41 on which parts such as a printer are attached.

このようにすることによって、積層振動子34が像面湾
曲補正のために振動されたときに生じるエネルギーがベ
ース40に直接に伝達されて画像品位を低下させたり、
逆に、ベース40に設けられている画像形成部材に生じ
る振動のエネルギーが第1のシリンドリカルレンズ14
に直接に伝達されて正規の像面湾曲補正を悪化せしめら
れるのを防止できるのである。
By doing so, the energy generated when the laminated vibrator 34 is vibrated for field curvature correction is directly transmitted to the base 40, reducing image quality.
Conversely, the energy of the vibration generated in the image forming member provided on the base 40 is transmitted to the first cylindrical lens 14.
This can prevent the normal field curvature correction from being directly transmitted to the camera and causing the normal field curvature correction to deteriorate.

また、第17図に示すように積層振動子34と振幅拡大
部材35が固定された固定部材33′を防振ゴム42を
介して光走査光学系の各部材が取付けられたベース40
に支持することによって、積層振動子34が像面湾曲補
正のために振動しても、その振動はベース40に伝達さ
れず、従って。
Further, as shown in FIG. 17, a fixing member 33' to which a laminated vibrator 34 and an amplitude enlarging member 35 are fixed is attached to a base 40 to which each member of the light scanning optical system is attached via a vibration isolating rubber 42.
By supporting the base 40, even if the laminated vibrator 34 vibrates for field curvature correction, the vibration is not transmitted to the base 40.

振動エネルギーが光走査光学系を形成する各部材に伝達
されたり、微振動したり、共振を起こしたりして、画像
劣化を生じさせる虞れがなくなる。
There is no risk of image deterioration due to vibration energy being transmitted to each member forming the optical scanning optical system, causing slight vibrations, or causing resonance.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上の説明で明らかなように、本発明によれば、線状線
像レンズを像面湾曲を打消すように光走査の周期に同期
させて振動させるように構成したから、光学系全体の像
面湾曲が機械的に補正でき、他の光学部品、例えばfθ
レンズ、コリメータレンズ、シリンドリカルレンズ等の
レンズ設計が容易となり、また近年の走査光学系の高密
度化に対しても複雑で枚数の多いレンズ系を使用しなく
ても高精度が得られ、画像品位が良好でしかも安価な光
走査装置を提供することができる。
As is clear from the above description, according to the present invention, since the linear image lens is configured to vibrate in synchronization with the period of optical scanning so as to cancel field curvature, the image of the entire optical system is Surface curvature can be corrected mechanically and other optical components, e.g.
Lens design such as lenses, collimator lenses, cylindrical lenses, etc. becomes easier, and in response to the recent increase in the density of scanning optical systems, high precision can be obtained without using complex lens systems with a large number of lenses, improving image quality. It is possible to provide an optical scanning device with good performance and low cost.

しかも、線状結像レンズを像面湾曲補正に伴って振動さ
せる駆動源として積層型圧電アクチュエータを用いてい
るために、低電圧で駆動でき、小型軽量であると共に応
答が速く、さらに、エネルギー変換効率が大きい、電磁
ノイズが無い、機械的強度が高いという利点がある。更
に、このような利点がある積層型圧電アクチュエータに
おける振幅を簡単な構成である変位拡大機構で増倍して
いるので上述の利点がより顕著となる。
Moreover, since a multilayer piezoelectric actuator is used as the drive source to vibrate the linear imaging lens in accordance with field curvature correction, it can be driven with low voltage, is small and lightweight, has a fast response, and has an excellent energy conversion. It has the advantages of high efficiency, no electromagnetic noise, and high mechanical strength. Furthermore, since the amplitude in the laminated piezoelectric actuator, which has such advantages, is multiplied by a displacement amplification mechanism having a simple configuration, the above-mentioned advantages become even more remarkable.

また、変位拡大機構をテコ式の構成にし、その支点部を
ヒンジ形式とした場合には、支点部の機械的遊びを著し
く改善することができる。
Furthermore, when the displacement magnification mechanism is of a lever type structure and its fulcrum is of a hinge type, the mechanical play of the fulcrum can be significantly improved.

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

第1図は、本発明が適用できる光走査装置の光学系の一
例を模式的に示す光路図、第2図(A)は、上記第1図
に示される光学系を主走査方向に展開して概念的に示す
光路図、第2図(B)は、同じく副走査方向に展開して
概念的に示す光路図、第3図は、線状結像レンズの移動
に伴う結像位置の変化を説明するための光路図、第4図
(A)は。 光走査光学系における像面湾曲の一例を示す特性図、第
4図(B)は、上記第4図(A)に示す像面湾曲に補正
を施した場合の特性図、第5図は、像面湾曲の補正の一
例を示す線図、第6図(A)は、本発明が適用できる光
走査装置の光学系の他の例を主走査方向に展開して示す
光路図、第6図CB)は同じく副走査方向に展開して示
す光路図。 第7図(A)ないし第7図(E)は、各種収差特性の補
正前と後の状態を示す図で、このうち、第7図(A)は
、球面収差・正弦条件の特性図、第7図(B)は、主走
査方向の像面湾曲の特性図、第7図(C)は副走査方向
の像面湾曲の特性図、第7図(D)は、fθ特性、第7
図(E)は、補正後の像面湾曲の特性図、第8図は、線
状結像レンズの移動に伴なう変化を説明するための線図
、第9図(A)は1本発明が適用できる光走査装置の光
学系のさらに他の例を主走査方向に展開して示す光路図
、第9図(B)は、同じく副走査方向に展開して示す光
路図、第10図(A)は1本発明が適用できる光走査装
置の光学系のさらに他の例を主走査方向に展開して示す
光路図、第10図(B)は、第10図(A)に示す光路
図における主・副走査方向のウェスト位置を重ね合せて
示す特性図、第10図(C)は、同じく主・副走査方向
の像面湾曲を重ね合せて示す特性図、第11図は、同じ
く線状結像レンズの移動に伴なう変化を説明するための
線図、第12図は、本発明に用いられる積層型圧電アク
チュエータの印加電圧/変位の相関の一例を示す特性図
、第13図は、本発明に係る変位拡大機構の原理説明用
の正面図、第14図は、本発明に用いられる積層型圧電
アクチュエータの応答特性の一例を示す線図、第15図
は1本発明の一実施例を示す一部破断斜視図、第16図
は、本発明に係る駆動源の振動を遮断(絶縁)した部分
の一例を示す斜視図、第17図は。 同じく他側を示す斜視図、第18図は、従来の光走査装
置の光学系の一例を示す光路図である。 11.25・・・・・・レーザダイオード(光源)、1
2.26・・・・・・コリメータレンズ、14.20,
23,24.29・・・・・・シリンドリカルレンズ、
(,1liL状結像レンズ)、18.28・・・・・・
ポリゴンミラー(回転多面1ft)。 21.31・・・・・・感光体ドラム(被走査媒体)。 19.30・・・・・・fθレンズ(第2結像光学系)
、33.40.41・・・・・・ベース、33′・・・
・・・固定部材、 33a、33b・・・・・・段差、 34・・・・・・積層振動子 (積層型圧電アクチュエータ)、 35・・・・・・振幅拡大部材、 35a・・・・・・不動部、 35b・・・・・・駆動部、   35c・・・・・・
ヒンジ部、35d・・・・・・被駆動部、 42・・・・・・防振ゴム。 」 L撃 第  1 図 ″′−21 第 2 図 (A) (B) 1へ 第 6 図 (A) (8) 第 図 (A) CB) (C) 球面収差・正弧条件 像面湾曲 像面湾曲 (Cl) (E) fθ狩快(%) 補止Rv31M]PSn 第 図 (8) 第 12 図 第 3 図 第 4 図 纂 5 図 纂 16 図 3 第 7 図 第 S 図
FIG. 1 is an optical path diagram schematically showing an example of an optical system of an optical scanning device to which the present invention can be applied, and FIG. 2(A) is an optical path diagram showing an example of the optical system shown in FIG. 2(B) is a conceptual optical path diagram developed in the sub-scanning direction, and FIG. 3 is a conceptual optical path diagram showing changes in the imaging position due to movement of the linear imaging lens. FIG. 4(A) is an optical path diagram for explaining. A characteristic diagram showing an example of the field curvature in a light scanning optical system, FIG. 4(B) is a characteristic diagram when the field curvature shown in FIG. 4(A) is corrected, and FIG. FIG. 6A is a line diagram showing an example of correction of field curvature; FIG. CB) is an optical path diagram similarly developed in the sub-scanning direction. FIGS. 7(A) to 7(E) are diagrams showing the states before and after correction of various aberration characteristics. Of these, FIG. 7(A) is a characteristic diagram of spherical aberration and sine conditions; 7(B) is a characteristic diagram of the curvature of field in the main scanning direction, FIG. 7(C) is a characteristic diagram of the curvature of field in the sub-scanning direction, and FIG. 7(D) is a characteristic diagram of the curvature of field in the main scanning direction.
Figure (E) is a characteristic diagram of field curvature after correction, Figure 8 is a line diagram for explaining changes accompanying movement of the linear imaging lens, and Figure 9 (A) is a line diagram. FIG. 9(B) is an optical path diagram showing still another example of the optical system of an optical scanning device to which the invention can be applied developed in the main scanning direction, and FIG. 10 is an optical path diagram also shown developed in the sub-scanning direction. 10(A) is an optical path diagram showing still another example of the optical system of an optical scanning device to which the present invention can be applied developed in the main scanning direction, and FIG. 10(B) is an optical path diagram shown in FIG. 10(A). Figure 10 (C) is a characteristic diagram that shows the waist positions in the main and sub-scanning directions superimposed, and Figure 11 is a characteristic diagram that also shows the curvature of field in the main and sub-scanning directions superimposed. FIG. 12 is a diagram for explaining the changes caused by the movement of the linear imaging lens; FIG. 14 is a diagram showing an example of the response characteristics of the laminated piezoelectric actuator used in the present invention, and FIG. 15 is a front view for explaining the principle of the displacement magnifying mechanism according to the present invention. FIG. 16 is a partially cutaway perspective view showing one embodiment, and FIG. 17 is a perspective view showing an example of a portion where vibrations are isolated (insulated) of the drive source according to the present invention. FIG. 18, which is also a perspective view showing the other side, is an optical path diagram showing an example of an optical system of a conventional optical scanning device. 11.25... Laser diode (light source), 1
2.26...Collimator lens, 14.20,
23,24.29... Cylindrical lens,
(,1liL-shaped imaging lens), 18.28...
Polygon mirror (rotating polygon 1ft). 21.31...Photosensitive drum (scanned medium). 19.30...fθ lens (second imaging optical system)
, 33.40.41...Base, 33'...
...Fixing member, 33a, 33b...Step, 34...Laminated vibrator (layered piezoelectric actuator), 35...Amplitude expansion member, 35a... ...Stationary part, 35b... Drive part, 35c...
Hinge part, 35d... Driven part, 42... Anti-vibration rubber. ” L-stroke No. 1 Fig.''-21 Fig. 2 (A) (B) To 1 Fig. 6 (A) (8) Fig. (A) CB) (C) Spherical aberration/positive arc condition field curvature image Surface curvature (Cl) (E) fθ Hunting (%) Correction Rv31M] PSn Fig. (8) Fig. 12 Fig. 3 Fig. 4 Fig. 5 Fig. 16 Fig. 3 Fig. 7 Fig. S

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)光源から射出した光束を平行光束化するコリメー
ト光学系と、このコリート光学系から射出する光束を線
状に結像する第1結像光学系と、この第1結像光学系か
ら射出した光束を偏向走査する偏向反射面を有する回転
多面鏡と、この回転多面鏡で偏向された光束によって走
査される被走査媒体と、この被走査媒体と上記回転多面
鏡との間に配置され、上記回転多面鏡の偏向反射面で偏
向される光束の偏向面と垂直な面内において上記偏向反
射面と上記被走査媒体とを幾何光学的に共役な関係を保
つ第2結像光学系と、上記回転多面鏡の光束の走査に伴
ない上記第1結像光学系を光軸方向に移動させる面倒れ
補正光学系とを有する光走査装置であって、上記回転多
面鏡による線状走査に同期して上記第1結像光学系のう
ちの少なくとも線状結像レンズを光軸方向に移動させる
駆動源を、積層型圧電アクチュエータと、この積層型圧
電アクチュエータの振幅を拡大する変位拡大機構とで構
成したことを特徴とする光走査装置。
(1) A collimating optical system that converts the light beam emitted from the light source into a parallel light beam, a first imaging optical system that forms a linear image of the light beam emitted from the collimate optical system, and a collimating optical system that forms a linear image of the light beam emitted from the collimate optical system; a rotating polygon mirror having a deflection reflecting surface that deflects and scans the light beam, a scanning medium scanned by the light beam deflected by the rotating polygon mirror, and a rotating polygon mirror disposed between the scanning medium and the rotating polygon mirror; a second imaging optical system that maintains a geometrically conjugate relationship between the deflection and reflection surface and the scanned medium in a plane perpendicular to the deflection surface of the light beam deflected by the deflection and reflection surface of the rotating polygon mirror; An optical scanning device comprising a surface tilt correction optical system that moves the first imaging optical system in the optical axis direction as the light beam of the rotating polygon mirror scans, the optical scanning device being synchronized with linear scanning by the rotating polygon mirror. The driving source for moving at least the linear imaging lens of the first imaging optical system in the optical axis direction is a layered piezoelectric actuator and a displacement magnification mechanism that expands the amplitude of the layered piezoelectric actuator. An optical scanning device characterized by comprising:
(2)第1結像光学系のうちの少なくとも線状結像レン
ズを駆動する積層型圧電アクチュエータを、機械的絶縁
部材を介して不動部材に固定せしめたことを特徴とする
請求項1記載の光走査装置。
(2) The laminated piezoelectric actuator for driving at least the linear imaging lens of the first imaging optical system is fixed to a stationary member via a mechanical insulating member. Optical scanning device.
(3)第1結像光学系のうち少なくとも線状結像レンズ
を駆動する積層型圧電アクチュエータを、走査光学系が
固定された部材とは機械的に絶縁された他の部材に固定
せしめたことを特徴とする請求項1記載の光走査装置。
(3) The laminated piezoelectric actuator that drives at least the linear imaging lens of the first imaging optical system is fixed to another member that is mechanically insulated from the member to which the scanning optical system is fixed. The optical scanning device according to claim 1, characterized in that:
JP20139489A 1989-08-04 1989-08-04 Optical scanner Pending JPH0365918A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5596445A (en) * 1995-03-30 1997-01-21 Fuji Photo Film Co., Ltd. Light scanning system
JP2009148541A (en) * 2007-10-17 2009-07-09 Kuang Huan Fu Collapsible laundry hamper

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