JPH0943522A - Optical scanning device - Google Patents

Optical scanning device

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Publication number
JPH0943522A
JPH0943522A JP21816895A JP21816895A JPH0943522A JP H0943522 A JPH0943522 A JP H0943522A JP 21816895 A JP21816895 A JP 21816895A JP 21816895 A JP21816895 A JP 21816895A JP H0943522 A JPH0943522 A JP H0943522A
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JP
Japan
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light
polygon mirror
scanning
rotary polygon
light flux
Prior art date
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Pending
Application number
JP21816895A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshinori Ando
利典 安藤
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Publication of JPH0943522A publication Critical patent/JPH0943522A/en
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  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the influence of jitter affecting an image even when a rotating polygon mirror is eccentric. SOLUTION: A second light beam from a second light source part 20 is reflected/deflected by a rotating polygon mirror 15, detected by an optical sensor of a synchronizing light detecting part 21, an electric signal at this time is confirmed by a control part not shown in the figure, the surface of the second light source part 20 is put out and a first light source part 13 for forming an image blinks according to the exposure distribution of an image formed on a line to be scanned after a prescribed time from the electric signal. By arranging the second light source part 20 and the synchronizing light detecting part 21 so that the rotating angle error of the rotating polygon mirror 15 caused at the time of detecting the synchronous light beam is located in the middle between the rotating angle errors generated at a scanning starting end and a scanning finishing end by the first light beam, thus, a jitter amount in the formed image is reduced to a half.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザービームプ
リンタなどに使用される光走査装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical scanning device used in a laser beam printer or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】図8は従来の光走査装置の構成図を示
し、半導体レーザー素子1やコリメータレンズ2等から
成るレーザー光源部3の前方の光路上には、シリンドリ
カルレンズ4、ポリゴンミラーから成る回転多面鏡5が
配列されており、回転多面鏡5は回転中心Oから等距離
に複数の反射面を有し、図示しない駆動モータにより一
定速度で矢印A方向に回転するようになっている。
2. Description of the Related Art FIG. 8 is a block diagram of a conventional optical scanning device, in which a cylindrical lens 4 and a polygon mirror are provided on an optical path in front of a laser light source section 3 including a semiconductor laser element 1 and a collimator lens 2. The rotary polygon mirrors 5 are arranged, and the rotary polygon mirror 5 has a plurality of reflecting surfaces equidistant from the rotation center O, and is rotated in the direction of arrow A at a constant speed by a drive motor (not shown).

【0003】回転多面鏡5の反射方向には、走査レンズ
6、感光ドラム7が配列されており、走査レンズ6の近
傍には、回転多面鏡5で反射された走査開始光束を集光
する結像レンズ8、この光束を受光する光センサ9が配
列されており、これらにより走査方向の同期信号を発生
する同期光検出部10が形成されている。
A scanning lens 6 and a photosensitive drum 7 are arranged in the reflecting direction of the rotary polygonal mirror 5, and a scanning start light beam reflected by the rotary polygonal mirror 5 is condensed near the scanning lens 6. An image lens 8 and an optical sensor 9 that receives this light flux are arranged, and a synchronous light detector 10 that generates a synchronous signal in the scanning direction is formed by these.

【0004】レーザー光源部3の半導体レーザー素子1
からのレーザー光はコリメータレンズ2により平行光と
なり、シリンドリカルレンズ4を介して回転多面鏡5の
反射面に照射される。このレーザー光は回転多面鏡5に
より反射偏向され、走査レンズ6により被走査面である
感光ドラム7上にスポット状に結像して等速走査され
る。
Semiconductor laser device 1 of laser light source unit 3
The laser light from is converted into parallel light by the collimator lens 2 and is applied to the reflecting surface of the rotary polygon mirror 5 via the cylindrical lens 4. The laser light is reflected and deflected by the rotary polygon mirror 5, and is imaged in a spot shape on the photosensitive drum 7, which is the surface to be scanned, by the scanning lens 6 and is scanned at a constant speed.

【0005】また、レーザー光源部3からの光束を平行
光ではなく収束光とすれば、回転多面鏡5から走査面ま
での光路を短縮することができ、走査レンズ6の屈折力
を減ずることができるので、これによってコンパクトな
光走査装置を形成することができ、かつ走査レンズ6の
形状を薄くすることにより、レンズのプラスチック化等
におけるタクトの短縮、複屈折の低減等を行っている。
更に、レーザー光源部3にレンズを持たず、半導体レー
ザー素子1からの発散光をそのまま光束として使用すれ
ば、部品点数を削減して安価かつ簡素な装置とすること
ができる。
If the light beam from the laser light source section 3 is not a parallel light but a convergent light, the optical path from the rotary polygon mirror 5 to the scanning surface can be shortened and the refracting power of the scanning lens 6 can be reduced. As a result, a compact optical scanning device can be formed, and by making the shape of the scanning lens 6 thin, the tact time and the birefringence can be reduced when the lens is made of plastic.
Furthermore, if the laser light source unit 3 does not have a lens and the divergent light from the semiconductor laser element 1 is used as a light beam as it is, the number of parts can be reduced and an inexpensive and simple device can be obtained.

【0006】回転多面鏡5で偏向された走査開始光束
は、同期光として同期光検出部10に入射し、結像レン
ズ8を介して光センサ9に受光され、この光センサ9か
ら出力される同期信号は、各走査における画像信号の書
き出しの同期をとるために使用される。そして、図示し
ない制御部は、各走査において同期信号から予め決めら
れた所定時間遅延後に、画像信号に応じてレーザー光源
を明滅させて走査を行う。これにより、回転多面鏡5の
各面の角度分割誤差、駆動モータの回転速度むら等によ
って走査周期に変動が生じた場合でも、各走査毎の被走
査線上の信号書き出し位置をほぼ一定に制御することが
できる。
The scanning start light beam deflected by the rotary polygon mirror 5 enters the synchronous light detector 10 as synchronous light, is received by the optical sensor 9 via the imaging lens 8, and is output from this optical sensor 9. The synchronization signal is used to synchronize the writing of the image signal in each scan. Then, the control unit (not shown) performs scanning by causing the laser light source to blink according to the image signal after a predetermined time delay from the synchronization signal in each scan. As a result, even if the scanning cycle fluctuates due to an angle division error of each surface of the rotary polygonal mirror 5, unevenness of the rotation speed of the drive motor, etc., the signal writing position on the scanned line for each scanning is controlled to be substantially constant. be able to.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の従
来例においては、回転多面鏡5に入射する光束を収束光
又は発散光とした場合に、回転多面鏡5の偏心によって
回転中心から各反射面までの距離に変動が生ずると、各
走査毎に印字終了端の印字位置が変化するジッタエラー
が発生する。
However, in the above-mentioned conventional example, when the light flux incident on the rotary polygon mirror 5 is convergent light or divergent light, the eccentricity of the rotary polygon mirror 5 causes the light from the center of rotation to each reflecting surface. If the distance fluctuates, a jitter error occurs in which the printing position at the end of printing changes for each scan.

【0008】図9において、回転多面鏡5の回転中心を
O、正規の位置にある回転多面鏡5の反射面をM、反射
面Mによる反射点及び結像点をP及びI、距離dだけ偏
心した回転多面鏡5の反射面をM’、反射面M’による
反射点及び結像点をP’及びI’とすると、回転多面鏡
5への入射光束Bが収束光の場合は、その光束は反射面
Mとの交点である反射点Pにおいて反射された後に距離
L1の位置にある結像点Iに結像する。一方、入射光束B
が発散光の場合は、反射光束は反射面Mの前方に虚像を
結び距離はL1よりも小さくなる。
In FIG. 9, the center of rotation of the rotary polygon mirror 5 is O, the reflecting surface of the rotary polygon mirror 5 in the regular position is M, the reflection points and image formation points of the reflecting surface M are P and I, and the distance d. If the reflecting surface of the eccentric rotating polygonal mirror 5 is M ′, and the reflection points and image forming points by the reflecting surface M ′ are P ′ and I ′, when the incident light flux B to the rotating polygonal mirror 5 is convergent light, The light flux is reflected at a reflection point P, which is an intersection with the reflection surface M, and then the distance is changed.
An image is formed at an image forming point I located at the position of L1. On the other hand, the incident light flux B
Is a divergent light, the reflected light flux forms a virtual image in front of the reflecting surface M, and the distance is smaller than L1.

【0009】回転多面鏡5の偏心により回転中心Oと反
射面Mとの距離がdだけずれると、反射点PはP’に移
動し、結像点IはI’に距離Sだけ移動する。従って、
光走査装置が走査レンズ6を持つ場合には、走査レンズ
6によって形成される走査線上のスポット像は、この回
転多面鏡5の反射光束による結像点Iを再結像したもの
であるから、反射光束の結像点Iの移動は、所定の結像
倍率を掛けて得られる走査線上のスポット像の移動とな
って現れる。
When the distance between the center of rotation O and the reflecting surface M deviates by d due to the eccentricity of the rotary polygon mirror 5, the reflecting point P moves to P'and the image forming point I moves to I'by a distance S. Therefore,
When the optical scanning device has the scanning lens 6, the spot image on the scanning line formed by the scanning lens 6 is a re-imaging of the image forming point I by the reflected light flux of the rotating polygon mirror 5. The movement of the image forming point I of the reflected light flux appears as the movement of the spot image on the scanning line obtained by applying a predetermined image forming magnification.

【0010】ここで、回転多面鏡5の反射面Mへの入射
角をθとすると、回転多面鏡5の反射面Mの法線方向変
位dにより、反射光束の横ずれSは次式のようになる。 S=2・d・ sinθ ・・・ (1)
Assuming that the incident angle of the rotary polygonal mirror 5 on the reflecting surface M is θ, the lateral displacement S of the reflected light flux is given by the following equation due to the normal direction displacement d of the reflecting surface M of the rotary polygonal mirror 5. Become. S = 2 ・ d ・ sin θ ・ ・ ・ (1)

【0011】反射点Pのずれdが生じても、結像点Iの
ずれSが生じないようにするためには、回転多面鏡5の
回転によって反射光束を微小量回転させて、結像点Iと
I’を重ねればよい。そのときの反射光束の必要回転角
φを、回転多面鏡5の偏心による回転角誤差と呼び、次
式で表される。 φ≒S/L1 [rad] =(2・d/L1)・ sinθ ・・・ (2)
In order to prevent the deviation S of the image formation point I from occurring even if the deviation d of the reflection point P occurs, the reflected light beam is rotated by a slight amount by the rotation of the rotary polygon mirror 5, and the image formation point I and I'should be superposed. The required rotation angle φ of the reflected light flux at that time is called a rotation angle error due to the eccentricity of the rotary polygon mirror 5, and is represented by the following equation. φ ≈ S / L1 [rad] = (2 · d / L1) · sin θ ・ ・ ・ (2)

【0012】回転角誤差φが同期検知位置を含む走査領
域全面に渡って一定であれば、通常の同期検知をするこ
とによって、全走査領域での位置ずれを相殺することが
可能であるが、式(2) から明らかなように、必要回転角
φは回転多面鏡5の回転と共に変化するので、これによ
って同期検知で相殺されない走査位置誤差が走査終了端
において大きく発生し、これが回転多面鏡5の各面によ
る走査位置のずれ即ちジッタとなって現れて印字品位を
落とすことになる。
If the rotation angle error φ is constant over the entire scanning area including the synchronization detection position, it is possible to cancel the positional deviation in the entire scanning area by performing normal synchronization detection. As is clear from the equation (2), since the required rotation angle φ changes with the rotation of the rotary polygon mirror 5, a large scanning position error that is not canceled by the synchronous detection occurs at the scanning end end, and this causes the rotation polygon mirror 5 to rotate. The deviation of the scanning position due to each surface, that is, the jitter appears and the printing quality is degraded.

【0013】このジッタを小さく抑えるためには、回転
多面鏡5の加工精度の向上による偏心の抑制、回転多面
鏡5の保持方法の改善、昇温対策などが必要であり、設
計生産上のコストアップを引き起こすことになる。
In order to suppress this jitter to a small extent, it is necessary to suppress eccentricity by improving the processing accuracy of the rotary polygon mirror 5, improve the method for holding the rotary polygon mirror 5, and take measures to raise the temperature. Will cause up.

【0014】本発明の目的は、上述の問題点を解消し、
回転多面鏡に偏心があっても、画像に及ぼすジッタの影
響を軽減することができる光走査装置を提供することに
ある。
The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems,
An object of the present invention is to provide an optical scanning device capable of reducing the influence of jitter on an image even if the rotary polygon mirror is decentered.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る光走査装置は、非平行な第1の光束を発
する第1の光源部と、該第1の光束を偏向走査する回転
多面鏡とを有し、該回転多面鏡により偏向走査された前
記第1の光束を所定走査面上に結像走査させる走査光学
装置において、前記回転多面鏡に向けて非平行な第2の
光束を発する第2の光源部と、前記回転多面鏡が所定の
回転角にあるときに前記第2の光束の反射光を受光し走
査方向の同期信号を発する同期光検出部とを備えたこと
を特徴とする。
An optical scanning device according to the present invention for achieving the above object comprises a first light source section which emits a non-parallel first light beam, and deflectively scans the first light beam. In a scanning optical device having a rotating polygonal mirror, which image-scans the first light flux deflected and scanned by the rotating polygonal mirror on a predetermined scanning surface, a second optical element that is non-parallel to the rotating polygonal mirror. A second light source unit that emits a light beam and a synchronous light detection unit that receives the reflected light of the second light beam and outputs a synchronization signal in the scanning direction when the rotary polygon mirror is at a predetermined rotation angle are provided. Is characterized by.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】本発明を図1〜図7に図示の実施
例に基づいて詳細に説明する。図1は第1の実施例の光
走査装置の構成図を示し、非平行な第1の光束を発する
半導体レーザー素子11、コリメータレンズ12から成
る第1の光源部13の前方には、紙面に垂直な方向にの
みパワーを有するシリンドリカルレンズ14、回転多面
鏡15が配列され、回転多面鏡15は駆動部により矢印
A方向に一定角速度で回転するようになっている。回転
多面鏡15の反射方向には、走査面内と副走査断面とで
異なる結像特性を有するアナモフィックレンズである走
査レンズ16、感光体等の被走査面17が配置されてい
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail with reference to the embodiments shown in FIGS. FIG. 1 is a block diagram of the optical scanning device of the first embodiment. In front of a first light source unit 13 including a semiconductor laser element 11 that emits a non-parallel first light beam and a collimator lens 12, a paper surface is shown. A cylindrical lens 14 having a power only in the vertical direction and a rotary polygon mirror 15 are arranged, and the rotary polygon mirror 15 is rotated at a constant angular velocity in the direction of arrow A by a drive unit. In the reflection direction of the rotary polygon mirror 15, a scanning lens 16 which is an anamorphic lens having different imaging characteristics in the scanning plane and in the sub-scanning section, and a scanned surface 17 such as a photoconductor are arranged.

【0017】また、第1の光源部13の近傍には、同期
検知用の第2の光束を発するLED素子18、集光レン
ズ19から成る第2の光源部20が配置され、回転多面
鏡15の反射面が所定角度にあるときの第2の光束が反
射される反射光軸上に同期光検出部21が設けられてい
る。
In the vicinity of the first light source section 13, a second light source section 20 composed of an LED element 18 for emitting a second light beam for synchronization detection and a condenser lens 19 is arranged, and the rotary polygon mirror 15 is arranged. The synchronous light detector 21 is provided on the reflected light axis on which the second light flux is reflected when the reflection surface of the second light is at a predetermined angle.

【0018】走査レンズ16は走査面内においては、入
射光束の入射角に比例した被走査面17線上の位置にス
ポットを形成するfθ機能を有し、副走査方向において
は回転多面鏡15の反射面の近傍を被走査面17上に結
像させる面倒れ補正機能を有している。なお、光束の非
平行性は走査面内における平行度のことであり、面倒れ
補正機能における第1の光束の副走査方向の収束性とは
無関係である。
The scanning lens 16 has an fθ function for forming a spot on the scanning surface 17 line in proportion to the incident angle of the incident light beam within the scanning surface, and the reflection of the rotary polygon mirror 15 in the sub-scanning direction. It has a surface tilt correction function of forming an image in the vicinity of the surface on the surface to be scanned 17. The non-parallelism of the light flux is the parallelism in the scanning plane and is irrelevant to the convergence of the first light flux in the sub-scanning direction in the surface tilt correction function.

【0019】図2〜図4は3種類の同期光検出部21を
示し、図2はピンフォトダイオード等の光センサ22だ
けで構成されている。即ち、光センサ22の受光面への
集光は同期検知用の第2の光束の集光性をそのまま利用
し、光センサ22の受光面の境界そのものを開口として
いる。
2 to 4 show three types of synchronous light detectors 21, and FIG. 2 is composed of only a photosensor 22 such as a pin photodiode. That is, the light converging property of the second light flux for synchronization detection is used as it is for condensing on the light receiving surface of the optical sensor 22, and the boundary itself of the light receiving surface of the optical sensor 22 is made an opening.

【0020】図3においては、光センサ22の前に開口
23、結像レンズ24を順次に配列した同期光検出部2
1を示している。このように、回転多面鏡15の偏向面
と開口23との間に結像レンズがない場合は、回転多面
鏡5の反射面が所定角度にあるときに、その反射光軸上
に設けられた開口23に第2の光束が結像入射するよう
に、LED素子18と集光レンズ19の間隔が調整され
ている。これによって、開口23を横切るスポット像を
小さくし、走査による僅かな位置変化で大きな光量変化
を生じさせて、同期検知精度を向上させている。
In FIG. 3, the synchronous light detecting section 2 in which an opening 23 and an imaging lens 24 are sequentially arranged in front of the optical sensor 22.
1 is shown. Thus, when there is no imaging lens between the deflecting surface of the rotary polygon mirror 15 and the aperture 23, the rotary polygon mirror 5 is provided on the reflection optical axis when the reflection surface is at a predetermined angle. The distance between the LED element 18 and the condenser lens 19 is adjusted so that the second light flux is image-formed and incident on the opening 23. As a result, the spot image that crosses the aperture 23 is made small, and a large light amount change is caused by a slight position change due to scanning, thereby improving the synchronization detection accuracy.

【0021】図4は光センサ22の前に開口25、結像
レンズ26を配置した同期光検出部21を示し、これに
よって装置の全長を短縮することができる。このよう
に、回転多面鏡15の偏向面と開口25の間に結像レン
ズ26がある場合は、結像レンズ26により形成される
開口25の像25’の位置が、同期光検出部21の開口
25の位置と共役になる。
FIG. 4 shows the synchronous light detecting section 21 in which the aperture 25 and the imaging lens 26 are arranged in front of the optical sensor 22, which allows the total length of the apparatus to be shortened. As described above, when the image forming lens 26 is provided between the deflecting surface of the rotary polygon mirror 15 and the opening 25, the position of the image 25 ′ of the opening 25 formed by the image forming lens 26 is set to the position of the synchronous light detecting section 21. It becomes conjugate with the position of the opening 25.

【0022】光走査装置の稼働に際しては、先ず図示し
ない制御部により第2の光源部20を点灯する。第2の
光源部20から発した第2の光束は回転多面鏡15によ
って反射偏向されるが、同期検出部21を第2の光束が
通過する際に、光センサ22から電気信号が発せられ
る。制御部はこの電気信号を確認した後に第2の光源部
20を消灯し、電気信号から所定時間後に画像形成用の
第1の光源部13を被走査線上に形成すべき画像の露光
分布に従って明滅させる。
When operating the optical scanning device, first, the second light source unit 20 is turned on by a control unit (not shown). The second light flux emitted from the second light source unit 20 is reflected and deflected by the rotary polygon mirror 15, but when the second light flux passes through the synchronization detection unit 21, an electric signal is emitted from the optical sensor 22. After confirming this electric signal, the control unit turns off the second light source unit 20, and after a predetermined time from the electric signal, the first light source unit 13 for image formation blinks according to the exposure distribution of the image to be formed on the line to be scanned. Let

【0023】第1の光源部13から発した第1の光束
は、シリンドリカルレンズ14によって紙面と垂直方向
の副走査方向に収束され、回転多面鏡15の反射面の近
傍に焦線を形成し、回転多面鏡15によって反射偏向さ
れて、走査レンズ16に入射する。
The first light flux emitted from the first light source unit 13 is converged by the cylindrical lens 14 in the sub-scanning direction perpendicular to the paper surface, and forms a focal line in the vicinity of the reflecting surface of the rotary polygon mirror 15, The light is reflected and deflected by the rotary polygon mirror 15 and enters the scanning lens 16.

【0024】平行光を回転多面鏡15によって等角速度
で偏向し、被走査面17上で等速移動するスポット像に
変換する光走査装置においては、走査レンズ16の光軸
と入射光束との角度をθ、被走査線上の結像位置をyと
すると、次の関係が成り立つ。なお、Fはfθ係数、単
位は[mm/rad]である。 y=F・θ ・・・(3)
In the optical scanning device for deflecting the parallel light by the rotary polygon mirror 15 at a constant angular velocity and converting it into a spot image that moves at a constant speed on the surface 17 to be scanned, the angle between the optical axis of the scanning lens 16 and the incident light beam. Is θ and the image formation position on the scanned line is y, the following relationship holds. In addition, F is an fθ coefficient and the unit is [mm / rad]. y = F ・ θ (3)

【0025】回転多面鏡15からの反射光束が平行光の
場合はfθ系数Fは、走査レンズ16の焦点距離に等し
いが、非平行な反射光束を使用する場合は次式によりf
θ係数Fが求められる。なお、L1は回転多面鏡15の反
射点から反射光束の像点までの距離、Dは反射点から走
査レンズ16の前側主平面までの距離、fは走査レンズ
16の焦点距離である。 F=(L1・f)/(L1+f−D) ・・・(4)
When the reflected light beam from the rotary polygon mirror 15 is parallel light, the fθ coefficient F is equal to the focal length of the scanning lens 16, but when non-parallel reflected light beam is used, f is calculated by the following equation.
The θ coefficient F is obtained. Note that L1 is the distance from the reflection point of the rotary polygon mirror 15 to the image point of the reflected light beam, D is the distance from the reflection point to the front main plane of the scanning lens 16, and f is the focal length of the scanning lens 16. F = (L1 · f) / (L1 + f−D) (4)

【0026】いま、L1=250mm、D=40mm、f=3
00mmに設定すると、fθ係数FはF=147[mm/ra
d]となり、これは走査レンズ16への入射光束が1rad
回転すると、被走査面17上でのスポット像が147mm
移動することを示している。
Now, L1 = 250 mm, D = 40 mm, f = 3
When set to 00 mm, the fθ coefficient F is F = 147 [mm / ra
d], which means that the incident light flux on the scanning lens 16 is 1 rad.
When rotated, the spot image on the scanned surface 17 is 147 mm
It indicates to move.

【0027】光走査装置の被走査面17の長さは210
mm、回転多面鏡15へ入射する第1の光束と、走査レン
ズ16の光軸又は被走査面17の法線との角度は、反時
計回りを正として70度である。被走査面17の長さ2
10mmの両端y=±105mmにおける第1の光束の反射
角は、式(3) より±105/147=±0.7143
[rad]=±40.93°となり、これから走査開始端及
び終了端における回転多面鏡15の反射角は、開始端に
おいてθs =(70−40.93)/2=14.53
°、終了端において、θe =(70+40.93)/2
=55.47°となる。
The length of the scanned surface 17 of the optical scanning device is 210.
The angle between the first light flux incident on the rotating polygon mirror 15 and the optical axis of the scanning lens 16 or the normal to the surface 17 to be scanned is 70 degrees with the counterclockwise direction being positive. Scanned surface 17 length 2
The reflection angle of the first light flux at both ends y = ± 105 mm of 10 mm is ± 105/147 = ± 0.7143 from the equation (3).
[Rad] = ± 40.93 °, from which the reflection angle of the rotary polygon mirror 15 at the scanning start end and the scanning end is θs = (70−40.93) /2=14.53 at the start end.
°, at the end, θe = (70 + 40.93) / 2
= 55.47 °.

【0028】次に、先の図9に示すように回転多面鏡1
5に偏心があり、反射面の位置が回転多面鏡15の反射
面の面法線方向に対して距離dだけ変位した場合を考え
ると、式(1) により、反射面の距離dの移動による反射
光束の像点の移動S及びこれに対応する補正回転角φ
は、式(1) 、式(2) から、 開始端において、Ss =2・d・ sin(14.57°)=0.503・d φs =Ss /L1=0.00201・d・[rad] 終了端において、Se =2・d・ sin(55.47°)=1.648・d φe =Se /L1=0.00659・d[rad]となる。
Next, as shown in FIG. 9, the rotary polygon mirror 1 is used.
Considering the case where 5 is eccentric and the position of the reflecting surface is displaced by the distance d with respect to the surface normal direction of the reflecting surface of the rotary polygonal mirror 15, the distance d of the reflecting surface is changed by the equation (1). The movement S of the image point of the reflected light flux and the corresponding correction rotation angle φ
From Equations (1) and (2), at the starting end, Ss = 2 · d · sin (14.57 °) = 0.503 · d φs = Ss / L1 = 0.00201 · d · [rad ] At the end end, Se = 2 · d · sin (55.47 °) = 1.648 · d φe = Se / L1 = 0.00659 · d [rad].

【0029】同期検知をした場合に、同期検知位置での
回転角誤差を画像印字開始端における値とほぼ同じとす
ると、終了端において未補正部は(0.00659−
0.00201)・d=0.00458・d[mm]とな
る。これを被走査面17上の位置ずれΔSに換算する
と、fθ係数Fを乗じて、ΔS=147×0.0045
8・d≒0.673・dとなり、例えばd=20μmの
反射面の位置変動により、13.5μmのジッタを生ず
ることになる。
If the rotation angle error at the synchronization detection position is approximately the same as the value at the image printing start end when the synchronization is detected, the uncorrected portion at the end end is (0.00659-
0.00201) · d = 0.00458 · d [mm]. When this is converted into the positional deviation ΔS on the surface to be scanned 17, it is multiplied by the fθ coefficient F to obtain ΔS = 147 × 0.0045.
8 · d≈0.673 · d, and for example, a positional variation of the reflecting surface of d = 20 μm causes a jitter of 13.5 μm.

【0030】この位置変動を走査終了端のみに生じさせ
ることをせず、走査開始端にも振り分けることによって
絶対値を小さくし、画像の品質を向上させるようにする
ために、第2の光源部20及び同期光検出部21を配置
して、同期検知で生ずる回転角誤差が走査開始端と終了
端で生ずる回転角誤差の中間になるようにしている。
In order to reduce the absolute value and improve the quality of the image by distributing this position variation not only to the scanning end edge but also to the scanning start edge, the second light source section is provided. 20 and the synchronous light detector 21 are arranged so that the rotation angle error caused by the synchronization detection is in the middle of the rotation angle error generated at the scanning start end and the scanning end end.

【0031】図3における同期光検知部21の開口23
から回転多面鏡15の反射点までの距離をL2とし、第2
の光源部20から発せられる第2の光束が回転多面鏡1
5の反射面によって偏向されて開口23を通過するとき
の入射角をθb とすると、このときに発生する回転角誤
差φb は、同様に式(2) を用いてφb =(d/L2)・si
nφb となるから、φs <φb <φe となるように、つ
まり共通項dを省いて次式の関係を有するような配置と
すればよい。 (sinθs)/L1<(sinθb)/L2<(sinθe)/L1 ・・・(5)
The opening 23 of the synchronous light detector 21 in FIG.
From the reflection point of the rotary polygon mirror 15 to L2,
The second light flux emitted from the light source unit 20 of the rotary polygon mirror 1
Assuming that the incident angle when passing through the aperture 23 after being deflected by the reflecting surface of No. 5 is θb, the rotation angle error φb generated at this time is φb = (d / L2) · si
Since nφb, φs <φb <φe may be satisfied, that is, the common term d may be omitted so that the following relationship is established. (sinθs) / L1 <(sinθb) / L2 <(sinθe) / L1 (5)

【0032】例えば、θb を10°、φb =(φs +φ
e )/2とすると、距離L2は40mmとなる。
For example, θb is 10 °, φb = (φs + φ
e) / 2, the distance L2 is 40 mm.

【0033】このようにして、回転多面鏡15の偏心に
より従来の走査終了端にのみ現われるジッタが走査開始
端にも振り分けられ、結果的に形成される画像における
ジッタ量は従来の半分に抑えることができる。
In this way, due to the eccentricity of the rotary polygon mirror 15, the jitter that appears only at the scanning end end in the related art is distributed to the scanning start end, and the amount of jitter in the image formed as a result can be suppressed to half that of the prior art. You can

【0034】図5は第2の実施例の構成図を示し、第2
の光源部30及び同期光検出部31以外は図1と同様
で、同じ符号は同じ部材を表している。同期検知用の第
2の光束を発する第2の光源部30は、LED素子3
2、開口33から構成されており、第2の光束が回転多
面鏡15の反射面に入射する角度は、第1の光束の入射
角とは逆向きに設定されている。また、同期光検出部3
1はピンフォトダイオード等の光センサ34、開口3
5、結像レンズ36から構成されている。
FIG. 5 shows a block diagram of the second embodiment.
1 is the same as that of FIG. 1 except the light source unit 30 and the synchronous light detection unit 31, and the same reference numerals represent the same members. The second light source unit 30 that emits the second light flux for synchronization detection includes the LED element 3
2 and the opening 33, the angle of incidence of the second light flux on the reflecting surface of the rotary polygon mirror 15 is set to be opposite to the angle of incidence of the first light flux. In addition, the synchronous light detector 3
1 is an optical sensor 34 such as a pin photodiode, and an opening 3
5 and the imaging lens 36.

【0035】図6は回転多面鏡15の反射面と同期光検
出部31の開口35の像35’の位置との関係を示し、
開口35の像35’の位置は結像レンズ36によって、
回転多面鏡15の反射面より光束進行方向とは逆方向に
形成されている。
FIG. 6 shows the relationship between the reflecting surface of the rotary polygon mirror 15 and the position of the image 35 'of the aperture 35 of the synchronous light detector 31.
The position of the image 35 ′ of the aperture 35 is determined by the imaging lens 36.
It is formed in a direction opposite to the light beam traveling direction from the reflecting surface of the rotary polygon mirror 15.

【0036】式(5) において、距離L1、反射角θs 、θ
e が正であり、反射角θb を負にすれば距離L2も小さく
なる。これは同期信号検知用の光束の反射が第1の光束
と逆方向に行われ、かつ開口35が回転多面鏡15の反
射面より反射光の進行方向の上流側にあることによる。
In equation (5), the distance L1 and the reflection angles θs and θ
When e is positive and the reflection angle θb is negative, the distance L2 is also small. This is because the light beam for detecting the synchronization signal is reflected in the direction opposite to the first light beam, and the opening 35 is located upstream of the reflecting surface of the rotary polygon mirror 15 in the traveling direction of the reflected light.

【0037】図7は第3の実施例の構成図を示し、回転
多面鏡15の回転方向を先の実施例と逆向きとし、同期
信号検知用の光束の反射角は第1の光束の反射角θs 、
θeよりも大きく設定してあり、それ以外は図1と同様
の構成で、同じ符号は同じ部材を表している。
FIG. 7 is a block diagram of the third embodiment, in which the rotating polygon mirror 15 is rotated in the opposite direction to that of the previous embodiment, and the reflection angle of the synchronizing signal detecting light beam is the reflection of the first light beam. Angle θ s,
It is set to be larger than θe, and other than that, the configuration is similar to that of FIG.

【0038】従って、同期光検出部21の開口25の位
置までの距離L2は距離L1より大きくなり、実開口をこの
位置に設けることは装置の小型化を阻害するので、図4
で示した同期光検出部21の構成を用いて光路を短縮す
ることが好適である。
Therefore, the distance L2 to the position of the opening 25 of the synchronous light detecting section 21 becomes larger than the distance L1, and providing the actual opening at this position hinders downsizing of the apparatus.
It is preferable to shorten the optical path by using the configuration of the synchronous light detection unit 21 shown in.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る光走査
装置は、光走査装置に同期信号検出用の第2の光源を設
け、この第2の光源と同期光検出部の開口位置を所望の
関係に設置することにより、走査終了端でのみ大きく現
れていたジッタを走査開始端にも振り分け、結果として
回転多面鏡の偏心により発生するジッタ量を低減し、印
字画像の画質を向上させる。
As described above, in the optical scanning device according to the present invention, the optical scanning device is provided with the second light source for detecting the synchronizing signal, and the opening positions of the second light source and the synchronizing light detecting portion are desired. By setting the above relationship, the jitter that appears largely only at the scanning end end is distributed to the scanning start end, and as a result, the amount of jitter generated due to the eccentricity of the rotary polygon mirror is reduced and the quality of the printed image is improved.

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

【図1】第1の実施例の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a first embodiment.

【図2】同期光検出部の構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of a synchronous light detector.

【図3】同期光検出部の構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of a synchronous light detector.

【図4】同期光検出部の構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of a synchronous light detector.

【図5】第2の実施例の構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram of a second embodiment.

【図6】同期光検出部の構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram of a synchronous light detector.

【図7】第3の実施例の構成図である。FIG. 7 is a configuration diagram of a third embodiment.

【図8】従来例の構成図である。FIG. 8 is a configuration diagram of a conventional example.

【図9】回転多面鏡偏心によるジッタの説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of jitter due to eccentricity of a rotating polygon mirror.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

13 第1の光源部 14 シリンドリカルレンズ 15 回転多面鏡 16 走査レンズ 20、30 第2の光源部 21、31 同期光検出部 22 光センサ 13 1st light source part 14 Cylindrical lens 15 Rotating polygonal mirror 16 Scanning lens 20, 30 2nd light source part 21, 31 Synchronous light detection part 22 Optical sensor

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 非平行な第1の光束を発する第1の光源
部と、該第1の光束を偏向走査する回転多面鏡とを有
し、該回転多面鏡により偏向走査された前記第1の光束
を所定走査面上に結像走査させる走査光学装置におい
て、前記回転多面鏡に向けて非平行な第2の光束を発す
る第2の光源部と、前記回転多面鏡が所定の回転角にあ
るときに前記第2の光束の反射光を受光し走査方向の同
期信号を発する同期光検出部とを備えたことを特徴とす
る光走査装置。
1. A first light source unit that emits a non-parallel first light flux, and a rotary polygon mirror that deflects and scans the first light flux, and the first polygon deflected and scanned by the rotary polygon mirror. In a scanning optical device for image-forming scanning of a light beam of a predetermined scanning surface on a predetermined scanning surface, a second light source unit that emits a second light beam that is non-parallel to the rotary polygonal mirror, and the rotary polygonal mirror at a predetermined rotation angle. An optical scanning device comprising: a synchronous light detector that receives the reflected light of the second light flux at a certain time and outputs a synchronous signal in the scanning direction.
【請求項2】 前記同期光検出部は光検出素子と、該光
検出素子への入射光を制限する開口とを有し、該開口と
前記回転多面鏡の間に走査方向にパワーを有する光学部
材が無く、前記開口から前記第2の光束の反射点までの
距離と、前記第1の光束が前記回転多面鏡を反射後に形
成する像から反射点までの距離とを異なるようにした請
求項1に記載の光走査装置。
2. The synchronous light detecting section has a light detecting element and an opening for limiting light incident on the light detecting element, and an optical element having power in the scanning direction between the opening and the rotary polygon mirror. There is no member, and the distance from the opening to the reflection point of the second light flux and the distance from the image formed after the first light flux reflects the rotary polygon mirror to the reflection point are different. 1. The optical scanning device according to 1.
【請求項3】 前記同期光検出部は光検出素子と、該光
検出素子への入射光を制限する開口と、該開口と前記回
転多面鏡の間に走査方向にパワーを有する光学部材とを
有し、該光学部材によって形成される前記開口の実像又
は虚像から前記第2の光束の反射点までの距離と、前記
第1の光束が前記回転多面鏡を反射後に形成する像から
反射点までの距離とを異なるようにした請求項1に記載
の光走査装置。
3. The synchronous light detection unit includes a light detection element, an opening for limiting light incident on the light detection element, and an optical member having power in the scanning direction between the opening and the rotary polygon mirror. A distance from a real image or a virtual image of the aperture formed by the optical member to a reflection point of the second light flux, and an image formed after the first light flux reflects the rotary polygon mirror to a reflection point. The optical scanning device according to claim 1, wherein the distance is different from the distance.
【請求項4】 前記第1の光束が前記回転多面鏡を反射
後に形成する像から反射点までの距離をL1、前記同期光
検出部における開口又は該開口の虚像又は該開口の実像
から前記第2の光束の反射点までの距離をL2、走査開始
端における前記第1の光束の前記回転多面鏡の反射面へ
の入射角をθs 、走査終了端における入射角をθe 、前
記同期光検知部における前記第2の光束の入射角をθb
とし、距離L1は第1の光束が発散光のときに正、収束光
のとき負であるとし、距離L2は開口が実像を有するとき
を負、有しないときを正とし、角度は入射光線から前記
回転多面鏡の反射面の法線への角度が反時計方向を正と
して表したときに、(sinθs)/L1<(sinθb)/L2<(sin
θe)/L1の関係が成立するようにした請求項2又は3に
記載の光走査装置。
4. The distance from the image formed after the first light flux is reflected by the rotary polygon mirror to the reflection point is L1, the aperture in the synchronous light detection unit, the virtual image of the aperture, or the real image of the aperture The distance to the reflection point of the second light flux is L2, the incident angle of the first light flux on the reflecting surface of the rotary polygon mirror at the scanning start end is θs, the incident angle at the scanning end end is θe, and the synchronous light detection unit is The incident angle of the second light flux at
And the distance L1 is positive when the first light flux is divergent light and negative when the first light flux is convergent light, and the distance L2 is negative when the aperture has a real image and positive when the aperture does not have a real image. When the angle to the normal line of the reflecting surface of the rotary polygon mirror is expressed with the counterclockwise direction as positive, (sin θs) / L1 <(sin θb) / L2 <(sin
The optical scanning device according to claim 2, wherein the relationship of θe) / L1 is established.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1585309A1 (en) * 2004-03-15 2005-10-12 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Apparatus and method for start of scan detection
CN109491077A (en) * 2018-12-29 2019-03-19 珠海奔图电子有限公司 Optical scanning device and electronic imaging apparatus

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