JPH05323221A - Optical device for optical scanning and image forming device therefor - Google Patents

Optical device for optical scanning and image forming device therefor

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JPH05323221A
JPH05323221A JP4133692A JP13369292A JPH05323221A JP H05323221 A JPH05323221 A JP H05323221A JP 4133692 A JP4133692 A JP 4133692A JP 13369292 A JP13369292 A JP 13369292A JP H05323221 A JPH05323221 A JP H05323221A
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JP
Japan
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image forming
light
scanning
optical
scanned
Prior art date
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Application number
JP4133692A
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Japanese (ja)
Inventor
Manabu Kato
加藤  学
Toshinori Ando
利典 安藤
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP4133692A priority Critical patent/JPH05323221A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain an optical system for optical scanning appropriate for making the system compact by providing a measuring optical system composed of a reflecting part reflecting a reflected beam and an light receiving element receiving the reflected beam and providing the light receiving element on the opposite side of the surface to be scanned in the image forming optical system. CONSTITUTION:A mirror 108 and a slit 110 together with a photodiode mounted on a semiconductor laser 101 constitute the measuring optical system and are arranged so that a laser beam is incident on a mirror 108 at the position before image formation on the surface to be scanned is started. The mirror 108 is arranged so as to be perpendicular to the incident beam and optically conjugated with the semiconductor laser 101 and the reflected beam by the mirror 108 is arranged so as to be returned to the semiconductor laser 101. The slit 110 is provided so as to limit the moving incident beam on the mirror 108 and is formed with a slit 1mm wide. The detection timing of the image forming position is decided by moving the slit 110 in the main scanning direction and the position is adjusted so as to be matched with the detection timing.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は光走査光学装置に関し、
特に、レーザビームプリンタやカラー複写機等の電子写
真プロセスによって画像形成を行なう画像形成装置に有
効な光走査光学装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical scanning optical device,
In particular, the present invention relates to an optical scanning optical device effective for an image forming apparatus that forms an image by an electrophotographic process such as a laser beam printer or a color copying machine.

【0002】[0002]

【従来の技術】図8はこの種の光走査光学装置の従来例
の構成を示す平面図である。
2. Description of the Related Art FIG. 8 is a plan view showing the structure of a conventional example of an optical scanning optical device of this type.

【0003】光源である半導体レーザ501の出射光束
はコリメータ502によって平行光とされ、絞り503
によって成形されてシリンドリカルレンズ504に入射
し、主走査方向に細長い形状とされた後に、偏向手段で
あるポリゴンミラー505、結像光学系であるfθレン
ズ506を順に通って被走査面507上を照射する。
A light flux emitted from a semiconductor laser 501 which is a light source is collimated by a collimator 502, and a diaphragm 503 is used.
After being shaped into a cylindrical lens 504 and made into a slender shape in the main scanning direction, it is irradiated onto a scan surface 507 through a polygon mirror 505 which is a deflecting means and an fθ lens 506 which is an image forming optical system in order. To do.

【0004】ポリゴンミラー505は、不図示の駆動手
段によって図示されるように主走査方向と垂直な軸にて
回転するもので、該回転動作によってレーザ光が被走査
面507の主走査方向に反射される。半導体レーザ50
1はポリゴンミラー505の回転動作に合せてその出力
状態を切り替え、これにより被走査面507の主走査方
向に画像が形成される。
The polygon mirror 505 rotates about an axis perpendicular to the main scanning direction as shown by a driving means (not shown), and the laser light is reflected in the main scanning direction of the surface 507 to be scanned by the rotating operation. To be done. Semiconductor laser 50
Reference numeral 1 switches its output state in accordance with the rotation operation of the polygon mirror 505, whereby an image is formed on the surface 507 to be scanned in the main scanning direction.

【0005】fθレンズ506と被走査面507との間
には画像形成を行う位置を検出するための測定光学系が
設けられている、該測定光学系は反射部を形成するミラ
ー508およびスリット510と、受光素子であるフォ
トダイオード509より構成されている。これらの各部
材のうち、ミラー508は画像形成が開始される手前の
位置に配置され、スリット510とフォトダイオード5
09は、ミラー508にて反射されたレーザ光がスリッ
ト510を介してフォトダイオード509に入射するよ
うに配設されている。画像形成位置を行うための検出タ
イミングはミラー508の反射方向によって決定される
ため、ミラー508は予め検出タイミングに合うように
その位置が調整される。
A measuring optical system for detecting a position where an image is formed is provided between the fθ lens 506 and the surface 507 to be scanned. The measuring optical system includes a mirror 508 forming a reflecting portion and a slit 510. And a photodiode 509 which is a light receiving element. Among these members, the mirror 508 is arranged at a position before the start of image formation, and the slit 510 and the photodiode 5 are arranged.
09 is arranged so that the laser beam reflected by the mirror 508 enters the photodiode 509 through the slit 510. Since the detection timing for performing the image forming position is determined by the reflection direction of the mirror 508, the position of the mirror 508 is adjusted in advance so as to match the detection timing.

【0006】回転するポリゴンミラーにて反射されたレ
ーザ光は、fθレンズ506によってスポット状に結像
し、感光体ドラム等の被走査面507上を等速走査す
る。
The laser beam reflected by the rotating polygon mirror forms a spot image by the fθ lens 506, and scans the surface to be scanned 507 such as the photosensitive drum at a constant speed.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の光走査
光学装置においては、fθレンズと被走査面との間に画
像形成位置を検出するための測定光学系が配置されてい
るため、fθレンズと被走査面との距離を短くすること
ができず、コンパクト化が困難であるという問題点があ
る。
In the above-described conventional optical scanning optical device, since the measurement optical system for detecting the image forming position is arranged between the fθ lens and the surface to be scanned, the fθ lens There is a problem that it is difficult to make the device compact because the distance between the scanning surface and the surface to be scanned cannot be shortened.

【0008】また、上記従来例では、第2の結像系であ
るfθレンズの外径が小さいにもかかわらず、光源、あ
るいは第1の結像系であるコリメータレンズ、シリンド
リカルレンズが偏向手段から離れて設けられているため
に光走査光学装置を小さくすることができなかった。
Further, in the above-mentioned conventional example, the light source, or the collimator lens and the cylindrical lens, which are the first image forming system, from the deflecting means, although the outer diameter of the fθ lens which is the second image forming system is small. The optical scanning optical device cannot be downsized because it is provided separately.

【0009】本発明は上述したような従来の技術が有す
る問題点に鑑みてなされたものであって、コンパクト化
に適した光走査光学系を実現することを目的とする。
The present invention has been made in view of the problems of the prior art as described above, and an object thereof is to realize an optical scanning optical system suitable for compactness.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の光走査光学装置
は、光源の出発光束を偏向させる偏向手段と、前記偏向
手段による偏向光を被走査面上に結像させる結像光学系
と、前記偏向光反射する反射部と該反射部による反射光
を受光する受光素子とからなる測定光学系とを備えた光
走査光学装置において、前記受光素子が前記結像光学系
の反被走査面側に設けられている。
An optical scanning optical device according to the present invention comprises a deflecting means for deflecting a starting light beam of a light source, and an image forming optical system for forming an image of the deflected light by the deflecting means on a surface to be scanned. In an optical scanning optical device including a measuring optical system including a reflecting portion that reflects the deflected light and a light receiving element that receives the light reflected by the reflecting portion, the light receiving element has a side opposite to a surface to be scanned of the imaging optical system. It is provided in.

【0011】この場合、反射部が前記結像光学系の反被
走査面側に設けられてもよく、さらに、光源として、出
力状態をモニタするための受光素子を備えた半導体レー
ザが用い、該出力状態をモニタするための受光素子を測
定光学系を構成する受光素子としても用いるものとして
もよい。
In this case, the reflecting portion may be provided on the side opposite to the surface to be scanned of the image forming optical system, and a semiconductor laser having a light receiving element for monitoring the output state is used as the light source. The light receiving element for monitoring the output state may also be used as the light receiving element forming the measurement optical system.

【0012】本発明の光走査光学装置は、光源と、該光
源からの光束を第1の結像位置に線状に結像させる第1
の結像手段と、前記第1の結像位置近傍に反射面を有
し、前記光源からの光束を偏向走査する偏向手段と、該
偏向手段によって偏向された光束を被走査面上の第2の
結像位置に点状に結像、走査させる第2の結像手段とを
有し、前記第2の結像手段による前記第1及び第2の結
像位置間の副走査方向の結像倍率が等倍以上であり、第
1の結像手段は第2の結像手段の走査方向の外径を越え
ない位置に配置されたことを特徴とする。
The optical scanning optical device of the present invention comprises a light source and a first light beam from the light source, which linearly forms an image at a first image forming position.
Image forming means, a deflecting means having a reflecting surface in the vicinity of the first image forming position for deflecting and scanning the light beam from the light source, and a light beam deflected by the deflecting means on the surface to be scanned. Second image forming means for forming and scanning in a dot shape at the image forming position of the second image forming means, and image formation in the sub scanning direction between the first and second image forming positions by the second image forming means. The magnification is equal to or more than 1 ×, and the first image forming unit is arranged at a position that does not exceed the outer diameter of the second image forming unit in the scanning direction.

【0013】本発明の光走査光学装置では、第2の結像
手段による前記第1の結像点と第2の結像位置の間の副
走査方向結像倍率は10倍以下であるものが好ましい。
In the optical scanning optical device of the present invention, the image forming magnification between the first image forming point and the second image forming position by the second image forming means is 10 times or less in the sub scanning direction. preferable.

【0014】本発明の光走査光学装置には、光源は、第
2の結像手段の走査方向の外径を越えない位置に配置さ
れたものがある。
In some optical scanning optical devices of the present invention, the light source is arranged at a position that does not exceed the outer diameter of the second image forming means in the scanning direction.

【0015】本発明の光走査光学装置には、走査方向同
期信号を得るために走査光通過を検知する手段を有し、
該手段は第2の結像手段の走査方向の外径を越えない位
置に配置されたものもある。
The optical scanning optical device of the present invention has means for detecting passage of scanning light in order to obtain a scanning direction synchronizing signal,
The means may be arranged at a position that does not exceed the outer diameter of the second image forming means in the scanning direction.

【0016】本発明の画像形成装置は、光束の被走査面
となる感光体と、該感光体上に光束を走査して潜像を形
成する上記本発明の光走査光学装置と、前記感光体上に
形成された潜像を可視化する可視化手段とを備えること
を特徴とする。
An image forming apparatus of the present invention comprises a photoconductor which is a surface to be scanned by a light beam, the optical scanning optical device of the present invention which scans the light beam on the photoconductor to form a latent image, and the photoconductor. And a visualization means for visualizing the latent image formed above.

【0017】[0017]

【作用】結像光学系と被走査面との間に走査線書き出し
位置検知の為の受光素子が設けられないので、装置のコ
ンパクト化に適したものとなる。
Since the light receiving element for detecting the scanning line writing position is not provided between the image forming optical system and the surface to be scanned, the apparatus is suitable for downsizing.

【0018】光源として出力状態をモニタするための受
光素子を備えた半導体レーザを用い、該受光素子を測定
光学系を構成する受光素子としても用いる場合には、新
たに測定光学系を構成する受光素子を設ける必要がなく
なる。
When a semiconductor laser provided with a light receiving element for monitoring the output state is used as a light source and the light receiving element is also used as a light receiving element which constitutes the measurement optical system, a light receiving element which newly constitutes the measurement optical system is used. It is not necessary to provide an element.

【0019】本発明における光走査光学装置は、光源ま
たは第1の結像系を、走査方向に関し第2の結像系の外
径で規制される領域内に置くことによって、光走査光学
装置のコンパクト化を実現し、ひいては、画像形成装置
全体の小型化、低コスト化を実現するものである。
In the optical scanning optical device according to the present invention, the light source or the first image forming system is placed in a region restricted by the outer diameter of the second image forming system with respect to the scanning direction. It is possible to realize compactness, which in turn reduces the size and cost of the entire image forming apparatus.

【0020】[0020]

【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
説明する。
Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings.

【0021】図1は本発明の一実施例の構成を示す斜視
図、図2はその平面図である。
FIG. 1 is a perspective view showing the structure of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view thereof.

【0022】図示されるコリメータ102、スリット1
03、シリンドリカルレンズ104、ポリゴンミラー1
05、fθレンズ106および被走査面107は図8に
示した従来のコリメータ502、スリット503、シリ
ンドリカルレンズ504、ポリゴンミラー505、fθ
レンズ506および被走査面507と同様の構成および
配置であるために説明は省略する。
The illustrated collimator 102, slit 1
03, cylindrical lens 104, polygon mirror 1
05, fθ lens 106 and scanned surface 107 are the conventional collimator 502, slit 503, cylindrical lens 504, polygon mirror 505, and fθ shown in FIG.
The description is omitted because it has the same configuration and arrangement as the lens 506 and the surface 507 to be scanned.

【0023】本実施例における半導体レーザ101は出
力調整を行うためのフォトダイオードを備えるもので、
該フォトダイオードを用いて画像形成位置を検出するた
めの測定光学系が構成されている。ミラー108および
スリット110は半導体レーザ101に設けられたフォ
トダイオードとともに測定光学系を構成するもので、被
走査面107の画像形成が開始される手前の位置にてレ
ーザ光がスリット110を介してミラー108に入射す
るように配置されている。ミラー108は入射光束に対
して垂直となり、半導体レーザ101と光学的に共役と
なるように設けられ、ミラー108による反射光は半導
体レーザ101に戻されるように配置されている。
The semiconductor laser 101 in this embodiment is provided with a photodiode for adjusting the output,
A measurement optical system for detecting an image forming position is configured by using the photodiode. The mirror 108 and the slit 110 constitute a measurement optical system together with a photodiode provided in the semiconductor laser 101, and the laser light is mirrored via the slit 110 at a position before the image formation on the surface 107 to be scanned is started. It is arranged so as to be incident on 108. The mirror 108 is provided so as to be perpendicular to the incident light beam and optically conjugate with the semiconductor laser 101, and the light reflected by the mirror 108 is arranged to be returned to the semiconductor laser 101.

【0024】スリット110はミラー508へ移動しな
がら入射する入射光を制限するために設けられており、
1mm幅のスリット孔が形成されたものである。画像形
成位置を行うための検出タイミングはスリット110を
主走査方向に移動させることによって決定され、スリッ
ト110は予め定められた検出タイミングに合うように
その位置が調整される。
The slit 110 is provided to limit the incident light that enters the mirror 508 while moving.
A slit hole having a width of 1 mm is formed. The detection timing for performing the image forming position is determined by moving the slit 110 in the main scanning direction, and the position of the slit 110 is adjusted so as to match the predetermined detection timing.

【0025】図3は図1中の半導体レーザ101の構造
を示す断面図である。
FIG. 3 is a sectional view showing the structure of the semiconductor laser 101 shown in FIG.

【0026】半導体レーザは一般にその出力特性が周囲
温度に強く依存するものであるため、内部に光量を測定
するためのフォトダイオードが設けられることが多い。
図3に示した半導体レーザ101では、レーザ素子30
1が出射するレーザ光のうち、反ポリゴンミラー105
側に出射されるレーザ光をモニタするフォトダイオード
302が設けられている。通常、フォトダイオード30
2のモニタ出力に応じてレーザ素子301への供給電流
を制御してレーザ出力を一定に保つAPC(Auto
Power Controll)制御のみが行われる
が、本実施例では該APC制御に加えて画像形成位置の
確認が行われる。
Since the output characteristics of the semiconductor laser generally strongly depend on the ambient temperature, a photodiode for measuring the amount of light is often provided inside.
The semiconductor laser 101 shown in FIG.
The anti-polygon mirror 105 of the laser light emitted by
A photodiode 302 for monitoring the laser light emitted to the side is provided. Usually the photodiode 30
The current supplied to the laser element 301 is controlled according to the monitor output of No. 2 to keep the laser output constant.
Although only the Power Control control is performed, in this embodiment, the image forming position is confirmed in addition to the APC control.

【0027】被走査面107(図1参照)に向けて出射
され、ミラー108(図1参照)にて反射されたレーザ
光が半導体レーザ101に戻ると、該戻り光はフォトダ
イオード302に入射するためにフォトダイオード30
2の出力は一時的に著しく増大する。このため、フォト
ダイオード302の出力を予め定められた値と比較する
ことによってミラー108による反射を確認することが
でき、画像形成位置を確認することができる。なおミラ
ー108による反射が確認されたときにはAPC制御を
行う必要は当然ないが、APC制御は常時行わなくても
よいものであるため、特に問題となることはない。
When the laser light emitted toward the surface 107 to be scanned (see FIG. 1) and reflected by the mirror 108 (see FIG. 1) returns to the semiconductor laser 101, the return light is incident on the photodiode 302. For the photodiode 30
The output of 2 temporarily increases significantly. Therefore, by comparing the output of the photodiode 302 with a predetermined value, the reflection by the mirror 108 can be confirmed, and the image forming position can be confirmed. It is not necessary to perform the APC control when the reflection by the mirror 108 is confirmed, but since the APC control does not always have to be performed, there is no particular problem.

【0028】本実施例においては、fθレンズと被走査
面107との間には極めて小さく構成することができる
ミラー108とスリット110のみが設けられるため、
画像形成装置をコンパクト化することができた。また、
画像形成位置を検出するためのフォトダイオードが半導
体レーザに組み込まれているものを使用したので、さら
にコンパクト化を図ることができ、また、製造コストを
低くすることができた。
In this embodiment, since only the mirror 108 and the slit 110, which can be made extremely small, are provided between the fθ lens and the surface 107 to be scanned,
The image forming apparatus can be made compact. Also,
Since the photodiode for detecting the image forming position is incorporated in the semiconductor laser, the size can be further reduced and the manufacturing cost can be reduced.

【0029】図4は本発明の第2の実施例の構成を示す
平面図である。
FIG. 4 is a plan view showing the configuration of the second embodiment of the present invention.

【0030】本実施例は図1中のミラー108およびス
リット110と同様に構成されたミラー408およびス
リット410を図1中のポリゴンミラー105とfθレ
ンズ106との間に設けたものである。この他の構成お
よび動作は図1に示した実施例と同様であるために、図
1と同じ番号を付して説明は省略する。
In this embodiment, a mirror 408 and a slit 410 having the same structure as the mirror 108 and the slit 110 in FIG. 1 are provided between the polygon mirror 105 and the fθ lens 106 in FIG. Since other configurations and operations are similar to those of the embodiment shown in FIG. 1, the same reference numerals as those in FIG.

【0031】本実施例においてはfθレンズ106と被
走査面107との間に設けられるものがないためにさら
にコンパクト化を図ることができた。
In the present embodiment, there is nothing provided between the fθ lens 106 and the surface 107 to be scanned, so that further compactness can be achieved.

【0032】なお、以上説明した各実施例において、半
導体レーザに組み込まれているフォトダイオードを画像
形成位置を検出するために使用するものとして説明した
が、画像形成用の光源として半導体レーザを用いないも
のやフォトダイオードを内蔵しない半導体レーザを用い
る場合にはfθレンズと光源との間に極めて透過率の高
いハーフミラーを傾けて配置し、戻り光が該ハーフミラ
ーによって反射される位置にフォトダイオードを設けれ
ばよい。
In each of the embodiments described above, the photodiode incorporated in the semiconductor laser has been described as being used for detecting the image forming position, but the semiconductor laser is not used as the light source for image forming. When using a semiconductor laser that does not have a built-in object or a photodiode, a half mirror having a very high transmittance is tilted between the fθ lens and the light source, and the photodiode is placed at a position where the return light is reflected by the half mirror. It should be provided.

【0033】次に、本発明の実施例について図面を参照
して説明する。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0034】図5は本発明の第3の実施例を示すもので
あり、(a)は光走査装置光学配置の主走査断面、
(b)は副走査断面のそれぞれ要部概略図である。図5
(a)、(b)において同一部材は同一番号で示してい
る。
FIG. 5 shows a third embodiment of the present invention, in which (a) is a main scanning section of the optical arrangement of the optical scanning device,
FIG. 3B is a schematic view of a main part of a sub-scan section. Figure 5
In (a) and (b), the same members are indicated by the same numbers.

【0035】図5(a)、(b)において、半導体レー
ザなどからなる光源21は、後述するトーリックレンズ
27の外径よりの小さい範囲に設けられている。開口し
ぼり24は、光源21から後述偏向手段の間であればど
こに設けてもよいが、本実施例においてはコリメータレ
ンズ22の後方に設けている。このコリメータレンズ2
2、副走査方向にのみパワーを有するシリンドリカルレ
ンズ23及び開口しぼり24によって第1の結像系が構
成されている。
In FIGS. 5A and 5B, the light source 21 made of a semiconductor laser or the like is provided in a range smaller than the outer diameter of the toric lens 27 described later. The aperture stop 24 may be provided anywhere between the light source 21 and the deflection means described later, but in the present embodiment, it is provided behind the collimator lens 22. This collimator lens 2
2. The first imaging system is composed of the cylindrical lens 23 and the aperture stop 24 which have power only in the sub-scanning direction.

【0036】偏向手段であるところの回転多面鏡25
は、矢印A方向に一定回転数で回転している。球面レン
ズ26及び主走査方向と副走査方向に異なった屈折力を
有したアナモフィックなトーリックレンズ27は第2の
結像系を構成している。被走査面であるところの感光体
ドラム28は、画像形成時は矢印B方向に一定回転数で
回転している。
A rotary polygon mirror 25, which is a deflecting means.
Rotates at a constant rotation speed in the direction of arrow A. The spherical lens 26 and the anamorphic toric lens 27 having different refractive powers in the main scanning direction and the sub-scanning direction form a second image forming system. The photosensitive drum 28, which is the surface to be scanned, rotates in the direction of arrow B at a constant rotation speed during image formation.

【0037】図5(a)において、光源21より射出し
た光束はコリメータレンズ22によって略平行な光束と
なり、開口しぼり24によって光束幅を規制された後、
シリンダレンズ23を通過して回転多面鏡25の反射面
に入射する。このとき、シリンダレンズ22は主走査方
向には屈折力を持たないために、図5においての結像に
はなんら寄与しない。回転多面鏡は矢印A方向に回転し
ており、これにより反射光束は主走査断面内で偏向走査
され、球面レンズ27、トーリックレンズ28で構成さ
れる第2の結像系に入射する。
In FIG. 5A, the light beam emitted from the light source 21 becomes a substantially parallel light beam by the collimator lens 22, and the light beam width is regulated by the aperture stop 24.
The light passes through the cylinder lens 23 and enters the reflecting surface of the rotary polygon mirror 25. At this time, since the cylinder lens 22 has no refracting power in the main scanning direction, it does not contribute to the image formation in FIG. The rotary polygon mirror rotates in the direction of arrow A, whereby the reflected light beam is deflected and scanned within the main scanning cross section and is incident on the second image forming system including the spherical lens 27 and the toric lens 28.

【0038】第2の結像系は入射光束を、その入射角度
に比例する被走査面位置に結像させる機能を有し、これ
により、回転多面鏡の回転に応じて被走査面上を光スポ
ットで走査することができる。
The second image forming system has a function of forming an image of an incident light beam on the position of the surface to be scanned which is proportional to the incident angle thereof, whereby the surface of the surface to be scanned is illuminated in accordance with the rotation of the rotary polygon mirror. It can be scanned in spots.

【0039】ここで被走査面上に光スポットが通過する
軌跡を走査線と称する。また一般的に、各画角の光束の
中心軸を光軸と呼ぶが、特に、走査線に対し垂直に入射
するような光束の中心軸Lを「軸上光軸」と称する。
Here, the locus through which the light spot passes on the surface to be scanned is called a scanning line. Further, generally, the central axis of the light flux of each angle of view is called an optical axis, and in particular, the central axis L of the light flux that is incident perpendicularly to the scanning line is called an “axial optical axis”.

【0040】図5(b)において、光源21より射出し
た光束はコリメータレンズ22によって略平行な光束と
なり、開口しぼり24によって光束幅を規制された後、
シリンダレンズ23に入射する。シリンダレンズ22は
副走査方向に屈折力を有し、回転多面鏡25の反射面近
傍の第1の結像点Pにおいて収束するような光束で反射
面を照明する。球面レンズ26、トーリックレンズ27
で構成された第2の結像系は副走査断面内では、回転多
面鏡反射面と被走査面とを結像関係にする機能を有して
おり、これにより、回転多面鏡反射面が回転軸に対し傾
いた場合でも、走査線の副走査方向位置が変動しないよ
うに構成されている。
In FIG. 5B, the light beam emitted from the light source 21 becomes a substantially parallel light beam by the collimator lens 22, and the light beam width is regulated by the aperture stop 24.
It is incident on the cylinder lens 23. The cylinder lens 22 has a refractive power in the sub-scanning direction, and illuminates the reflecting surface with a light beam that converges at the first image forming point P near the reflecting surface of the rotary polygon mirror 25. Spherical lens 26, toric lens 27
In the sub-scanning cross section, the second image forming system having the function of making the rotary polygon mirror reflecting surface and the surface to be scanned form an image forming relationship, whereby the rotary polygon mirror reflecting surface is rotated. Even if the scanning line is tilted with respect to the axis, the position of the scanning line in the sub-scanning direction does not change.

【0041】光走査光学装置は、通常、上述の図5
(a)、(b)の光源1から第2の結像系までを含んだ
配置を1つのユニットとして構成されている。この装置
の大きさを小さくすることにより、光走査光学装置を1
つのユニットとして含む画像形成装置の大きさもコンパ
クトにでき、また他の必要なユニットの配置に関しても
自由度が増し、装置のコンパクト化、組立の簡略化低コ
スト化につながる。
The optical scanning optical device is generally the same as that shown in FIG.
The arrangement including the light source 1 to the second image forming system in (a) and (b) is configured as one unit. By reducing the size of this device, the optical scanning optical device can be
The size of the image forming apparatus included as one unit can be made compact, and the degree of freedom in arranging other necessary units is increased, which leads to downsizing of the apparatus, simplification of assembly, and cost reduction.

【0042】光走査光学装置の大きさのうち光偏向手段
〜被走査面方向の長さを制限する要因は、第2の結像系
の位置であり、これが、光偏向手段に近づけばそれだけ
装置は小さくできる。ただし、近づき過ぎると図6で示
した反射面と被走査面の間の結像倍率が大きくなり、第
2の結像系による結像関係が反射面の位置変動に敏感に
なるため、倒れ補正機能の低下や、副走査方向の像面に
湾曲による光スポットの肥大などが生じる。
Among the sizes of the optical scanning optical device, the factor that limits the length in the direction from the optical deflector to the surface to be scanned is the position of the second image forming system, and the closer the optical deflector is, the more the device. Can be small. However, if the distance is too close, the image forming magnification between the reflecting surface and the surface to be scanned shown in FIG. 6 becomes large, and the image forming relationship by the second image forming system becomes sensitive to the position variation of the reflecting surface. The deterioration of the function and the enlargement of the light spot due to the curvature on the image plane in the sub-scanning direction occur.

【0043】これらのことを考慮すれば第2の結像系に
よる反射面、被走査面間の縦方向の結像倍率は等倍から
10倍程度であることが望ましい。結像倍率が等倍のと
き、第2の結像系は反射面と被走査面の略中央に位置す
る。
Considering these points, it is desirable that the vertical imaging magnification between the reflecting surface and the surface to be scanned by the second imaging system is from 1 × to 10 ×. When the image forming magnification is 1 ×, the second image forming system is located substantially in the center between the reflecting surface and the surface to be scanned.

【0044】第2の結像系を反射面に近接しておくこと
は、その構成レンズの主走査方向の幅(外径)を小さく
することに対しても効果がある。
Providing the second image forming system close to the reflecting surface is also effective for reducing the width (outer diameter) of the constituent lens in the main scanning direction.

【0045】図5(a)において主走査方向の大きさの
最も大きいものは第2の結像系を構成するトーリックレ
ンズ7であり、本実施例では第1の結像系及び光源1を
トーリックレンズ7の外径の両端から軸上光軸Lに対し
平行に引いた直線m,m′ではさまれる領域に設置する
ことにより、光走査光学装置の大きさを必要最低限にす
ることが可能となっている。
In FIG. 5A, the one having the largest size in the main scanning direction is the toric lens 7 constituting the second image forming system, and in the present embodiment, the first image forming system and the light source 1 are made toric. The size of the optical scanning optical device can be minimized by installing the lens 7 in a region sandwiched by straight lines m and m ′ drawn from both ends of the outer diameter of the lens 7 in parallel with the axial optical axis L. Has become.

【0046】図6は本発明の第4の実施例の光走査光学
装置光学配置の主走査断面要部概略図である。
FIG. 6 is a schematic diagram of a main scanning section of an optical arrangement of an optical scanning optical device according to a fourth embodiment of the present invention.

【0047】同図において、半導体レーザなどからなる
光源21は、後述するトーリックレンズ36の外径より
も小さい範囲に設けられている。本実施例では、アナモ
フィックな結像性能を有するコリメータレンズ33、開
口しぼり34によって第1の結像系が構成されている。
偏向手段であるところの回転多面鏡35は、矢印Aの方
向に一定回転数で回転している。
In the figure, the light source 21 made of a semiconductor laser or the like is provided in a range smaller than the outer diameter of a toric lens 36 described later. In this embodiment, the collimator lens 33 having an anamorphic image forming performance and the aperture stop 34 form a first image forming system.
The rotating polygon mirror 35, which is a deflecting means, rotates in the direction of arrow A at a constant rotation speed.

【0048】主走査方向と副走査方向に異なった屈折力
を有したアナモフィックなトーリックレンズ36は、こ
の1枚で第2の結像系を構成している。被走査面である
ところの感光体ドラム28は、画像形成時は矢印B方向
に一定回転数で回転している。さらに、本実施例では、
光束検知(以下、BD:BEAM DETECT)用折
返しミラー37、BD用レンズ38及びBD用光検知素
子39が設けられている。
The anamorphic toric lens 36 having different refracting powers in the main scanning direction and the sub-scanning direction constitutes a second image forming system with this one lens. The photosensitive drum 28, which is the surface to be scanned, rotates in the direction of arrow B at a constant rotation speed during image formation. Furthermore, in this embodiment,
A light beam detection (hereinafter, BD: BEAM DETECT) folding mirror 37, a BD lens 38, and a BD light detection element 39 are provided.

【0049】図6において、光源21の発光点は第2の
結像系の外径で規制される範囲m,m′の中にあり、光
源21より射出した光束はコリメータレンズ33によっ
て主・副異なる位置で収束するような略平行な光束とな
り、開口しぼり34によって光束幅を規制された後、回
転多面鏡35の反射面に入射する。
In FIG. 6, the light emitting point of the light source 21 is within the range m, m ′ regulated by the outer diameter of the second image forming system, and the light flux emitted from the light source 21 is passed through the collimator lens 33 to the main and sub sides. The light beams become substantially parallel light beams that converge at different positions, the light beam width is regulated by the aperture stop 34, and then the light beams enter the reflecting surface of the rotary polygon mirror 35.

【0050】回転多面鏡は矢印A方向に回転しており、
これにより反射光束は主走査断面内で偏向走査され、ト
ーリックレンズ36で構成される第2の結像系に入射す
る。
The rotary polygon mirror rotates in the direction of arrow A,
As a result, the reflected light beam is deflected and scanned within the main scanning section, and is incident on the second image forming system constituted by the toric lens 36.

【0051】トーリックレンズ36は1枚で、入射光束
を、その入射角度に比例する被走査面位置に結像させる
機能を有し、これにより、回転多面鏡の回転に応じて被
走査面上を光スポットで走査することができる。
The single toric lens 36 has a function of forming an image of an incident light beam on the surface to be scanned, which is proportional to the incident angle, whereby the surface to be scanned is rotated in accordance with the rotation of the rotary polygon mirror. It can be scanned with a light spot.

【0052】コリメータレンズ33の副走査方向の結像
点は回転多面鏡35の反射面近傍の点Pにあり、ここに
収束するような光束で反射面を照明する。トーリックレ
ンズ37は第3の実施例同様に副走査断面内では、回転
多面鏡反射面と被走査面とを結像関係にする機能を有し
ており、これにより、回転多面鏡反射面が回転軸に対し
傾いた場合でも、走査線の副走査方向位置が変動しない
ように構成されている。
The image forming point of the collimator lens 33 in the sub-scanning direction is located at a point P near the reflecting surface of the rotary polygon mirror 35, and the reflecting surface is illuminated with a light beam that converges there. As in the third embodiment, the toric lens 37 has a function of forming an image-forming relationship between the rotary polygon mirror reflecting surface and the surface to be scanned in the sub-scan section, which causes the rotary polygon mirror reflecting surface to rotate. Even if the scanning line is tilted with respect to the axis, the position of the scanning line in the sub-scanning direction does not change.

【0053】第4の実施例では第1の結像系をアナモフ
ィック1枚のレンズとしたために、光源をより光偏向手
段反射面近傍に配置することができる。
In the fourth embodiment, since the first imaging system is a single anamorphic lens, the light source can be arranged closer to the reflecting surface of the light deflecting means.

【0054】またこの実施例においては走査方向の同期
信号を得るためのBD検知手段をも第2の結像系外径で
規制される領域内に設置している。折返しミラー37は
感光体28上の走査線の走査開始端より外に結像する光
束を折返し、BD用レンズ38に導く、光束はレンズ3
8によって集光され光検知素子39によってその通過を
検知され、このとき光検知素子によって発生される電気
信号が同期信号として用いられる。
Further, in this embodiment, BD detecting means for obtaining a synchronizing signal in the scanning direction is also installed in the area regulated by the outer diameter of the second image forming system. The folding mirror 37 folds the light flux that forms an image outside the scanning start end of the scanning line on the photoconductor 28 and guides it to the BD lens 38.
The light is collected by 8 and its passage is detected by the light detecting element 39, and the electric signal generated by the light detecting element at this time is used as a synchronizing signal.

【0055】図7は第1の結像系の光路中に反射面を設
けることにより本発明を実施した第5の実施例を示す図
である。
FIG. 7 is a diagram showing a fifth embodiment in which the present invention is implemented by providing a reflecting surface in the optical path of the first image forming system.

【0056】本実施例では、反射面であるところの折返
しミラー47が設けられており、コリメータレンズ2及
び回転多面鏡5間の光路長を短くすることなく装置の小
型化を可能にしている。
In the present embodiment, the folding mirror 47, which is a reflecting surface, is provided, and it is possible to reduce the size of the device without shortening the optical path length between the collimator lens 2 and the rotary polygon mirror 5.

【0057】[0057]

【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、以下に記載するような効果を奏する。
Since the present invention is constructed as described above, it has the following effects.

【0058】請求項1に記載のものにおいては、コンパ
クト化に適した光走査光学装置とすることができる効果
がある。
According to the first aspect of the invention, there is an effect that the optical scanning optical device suitable for compactness can be obtained.

【0059】請求項2に記載のものにおいては、上記効
果を一層向上することができる効果がある。
According to the second aspect, there is an effect that the above effect can be further improved.

【0060】請求項3に記載のものにおいては、光源に
予め設けられている受光素子を測定光学系を構成する受
光素子として利用することにより、上記効果をさらに向
上することができるとともに製造コストを低くすること
ができる効果がある。
According to the third aspect of the present invention, the above effect can be further improved and the manufacturing cost can be reduced by utilizing the light receiving element provided in advance in the light source as the light receiving element constituting the measurement optical system. There is an effect that can be lowered.

【0061】請求項4に記載のものにおいては、光走査
光学装置における第2の結像手段の副走査方向の光軸方
向の結像倍率を等倍以上とし、光源部、光検知部を第2
の結像系の外径より小さい範囲に設けることにより、光
走査光学装置を小型化することができる。またこれによ
り、光走査光学装置を搭載する画像形成装置において、
部品の配置に自由度が増し、組立性の向上、装置の小型
化、コストダウンが実現できる。
According to a fourth aspect of the present invention, the image forming magnification of the second image forming means in the optical scanning optical device in the optical axis direction in the sub-scanning direction is equal to or more than 1 ×, and the light source section and the light detecting section are arranged to be the same. Two
The optical scanning optical device can be miniaturized by providing it in a range smaller than the outer diameter of the image forming system. Further, as a result, in the image forming apparatus equipped with the optical scanning optical device,
The degree of freedom in arranging the parts is increased, the assembling property is improved, the device is downsized, and the cost is reduced.

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

【図1】本発明の一実施例の構成を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示した実施例の平面図である。FIG. 2 is a plan view of the embodiment shown in FIG.

【図3】図1中の半導体レーザ101の構成を示す断面
図である。
FIG. 3 is a sectional view showing a configuration of a semiconductor laser 101 in FIG.

【図4】本発明の第2の実施例の構成を示す平面図であ
る。
FIG. 4 is a plan view showing a configuration of a second exemplary embodiment of the present invention.

【図5】(a)は本発明の第3の実施例の光走査光学装
置の主走査断面における概略構成図であり、(b)は第
3の実施例の副走査断面における概略構成図である。
5A is a schematic configuration diagram in a main scanning cross section of an optical scanning optical device according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 5B is a schematic configuration diagram in a sub scanning cross section in the third embodiment. is there.

【図6】本発明の第4の実施例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a fourth embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第5の実施例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a fifth embodiment of the present invention.

【図8】従来例の構成を示す平面図である。FIG. 8 is a plan view showing a configuration of a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 半導体レーザ 102 コリメータ 103,110,410 スリット 104 シリンドリカルレンズ 105 ポリゴンミラー 106 fθレンズ 107 被走査面 108,408 ミラー 301 レーザ素子 302 フォトダイオード 101 Semiconductor Laser 102 Collimator 103, 110, 410 Slit 104 Cylindrical Lens 105 Polygon Mirror 106 fθ Lens 107 Scanned Surface 108, 408 Mirror 301 Laser Element 302 Photodiode

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光源の出射光束を偏向させる偏向手段
と、 前記偏向手段による偏向光を被走査面上に結像させる結
像光学系と、 前記偏向光を反射する反射部と該反射部による反射光を
受光する受光素子とからなる測定光学系とを備えた光走
査光学装置において、 前記受光素子が前記結像光学系の反被走査面側に設けら
れていることを特徴とする光走査光学装置。
1. A deflecting means for deflecting a light flux emitted from a light source, an imaging optical system for forming an image of the deflected light by the deflecting means on a surface to be scanned, a reflecting portion for reflecting the deflected light, and a reflecting portion. An optical scanning optical device including a measurement optical system including a light receiving element that receives reflected light, wherein the light receiving element is provided on the side opposite to the surface to be scanned of the imaging optical system. Optical device.
【請求項2】 請求項1記載の光走査光学装置におい
て、 反射部が前記結像光学系の反被走査面側に設けられてい
ることを特徴とする光走査光学装置。
2. The optical scanning optical device according to claim 1, wherein a reflecting portion is provided on a side of the imaging optical system opposite to the surface to be scanned.
【請求項3】 請求項1または2に記載の光走査光学装
置において、 光源として、出力状態をモニタするための受光素子を備
えた半導体レーザが用いられ、該出力状態をモニタする
ための受光素子を測定光学系を構成する受光素子として
用いることを特徴とする光走査光学装置。
3. The optical scanning optical device according to claim 1, wherein a semiconductor laser having a light receiving element for monitoring an output state is used as a light source, and the light receiving element for monitoring the output state. Is used as a light receiving element constituting a measurement optical system.
【請求項4】 光源と、該光源からの光束を第1の結像
位置に線状に結像させる第1の結像手段と、 前記第1の結像位置近傍に反射面を有し、前記光源から
の光束を偏向走査する偏向手段と、 該偏向手段によって偏向された光束を被走査面上の第2
の結像位置に点状に結像、走査させる第2の結像手段と
を有し、 前記第2の結像手段による前記第1及び第2の結像位置
間の副走査方向の結像倍率が等倍以上であり、第1の結
像手段は第2の結像手段の走査方向の外径を越えない位
置に配置されたことを特徴とする光走査光学装置。
4. A light source, a first image forming means for linearly forming a light beam from the light source on a first image forming position, and a reflecting surface in the vicinity of the first image forming position. Deflection means for deflecting and scanning the light flux from the light source, and a second light flux on the surface to be scanned for deflecting the light flux deflected by the deflection means.
Second image forming means for forming and scanning point-like images at the image forming position in the sub scanning direction between the first and second image forming positions by the second image forming means. An optical scanning optical device, wherein the magnification is equal to or more than 1 ×, and the first image forming unit is arranged at a position not exceeding the outer diameter of the second image forming unit in the scanning direction.
【請求項5】 第2の結像手段による第1の結像点と第
2の結像位置の間の副走査方向結像倍率は10倍以下で
あることを特徴とする請求項4記載の光走査光学装置。
5. The sub-scanning direction image forming magnification between the first image forming point and the second image forming position by the second image forming means is 10 times or less. Optical scanning optical device.
【請求項6】 光源は、第2の結像手段の走査方向の外
径を越えない位置に配置されたことを特徴とする請求項
4記載の光走査光学装置。
6. The optical scanning optical device according to claim 4, wherein the light source is arranged at a position that does not exceed the outer diameter of the second image forming means in the scanning direction.
【請求項7】 走査方向同期信号を得るために走査光通
過を検知する手段を有し、該手段は第2の結像手段の走
査方向の外径を越えない位置に配置されたことを特徴と
する請求項4記載の光走査光学装置。
7. A means for detecting passage of scanning light in order to obtain a scanning direction synchronization signal, said means being arranged at a position not exceeding an outer diameter of the second image forming means in the scanning direction. The optical scanning optical device according to claim 4.
【請求項8】 光束の被走査面となる感光体と、 該感光体上に光束を走査して潜像を形成する請求項4、
5、6または7記載の光走査光学装置と、 前記感光体上に形成された潜像を可視化する可視化手段
とを備えることを特徴とする画像形成装置。
8. A photosensitive member which is a surface to be scanned by a light beam, and a latent image is formed by scanning the light beam on the photosensitive member.
An image forming apparatus comprising: the optical scanning optical device described in 5, 6, or 7; and a visualization unit that visualizes a latent image formed on the photoconductor.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009145897A (en) * 1995-02-28 2009-07-02 Canon Inc Scanning optical device and laser beam printer having scanning optical device
JP2014016414A (en) * 2012-07-06 2014-01-30 Ricoh Co Ltd Optical scanner and image forming apparatus
US11592663B2 (en) 2020-10-08 2023-02-28 Canon Kabushiki Kaisha Light detecting apparatus and light scanning apparatus

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