JPH10213769A - Lens holding device and optical beam scanning optical device - Google Patents

Lens holding device and optical beam scanning optical device

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JPH10213769A
JPH10213769A JP1842897A JP1842897A JPH10213769A JP H10213769 A JPH10213769 A JP H10213769A JP 1842897 A JP1842897 A JP 1842897A JP 1842897 A JP1842897 A JP 1842897A JP H10213769 A JPH10213769 A JP H10213769A
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JP
Japan
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lens
cylindrical
light beam
scanning
lenses
Prior art date
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Application number
JP1842897A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshihiro Inagaki
義弘 稲垣
Toshio Naiki
俊夫 内貴
Akiyoshi Hamada
明佳 濱田
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Minolta Co Ltd
Original Assignee
Minolta Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To correct the plane tilt error of a polygon mirror in an optical beam scanning optical device and to adjust the diameter of a beam waist on a photosensitive body by simple mechanism and work. SOLUTION: When the optical device is provided with a convex cylindrical lens 5 and a concave cylindrical end 6 between an optical beam light source and the polygon mirror, these lenses 5, 6 converge an optical beam to the vicinity of the deflection face of the polygon mirror only in a sub-scanning direction. The two lenses 5, 6 are unitedly held by a lens barrel 25, which is fixed on a V groove 22 formed on a mount 21. The positions of the lenses 5, 6 in the optical axis A direction and their rotational angles around the optical axis A can be unitedly adjusted.

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、レンズ保持装置及
び光ビーム走査光学装置、詳しくはレーザプリンタやデ
ジタル複写機の画像書込み手段として用いられるレンズ
保持装置及び光ビーム走査光学装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lens holding device and a light beam scanning optical device, and more particularly to a lens holding device and a light beam scanning optical device used as an image writing means of a laser printer or a digital copying machine.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、電子写真感光体への画像書込み手
段として種々の光ビーム走査光学装置が知られている。
それらは、基本的に、光源ユニットから放射された光ビ
ームをポリゴンミラーで偏向し、走査レンズ等の光学部
材を介して感光体上に結像、走査している。そして、ポ
リゴンミラーの各偏向面の面倒れ誤差を補正するため
に、光源ユニットと偏向器との間に、光ビームを偏向面
近傍に副走査方向にのみ集光させる集光レンズ(通常、
シリンドリカルレンズ)を設置すると共に、偏向器と感
光体との間にも光ビームを感光体上に副走査方向に集光
させるレンズ部材を設置していた。また、面倒れ誤差に
よる画像への悪影響(副走査方向のピッチのばらつき)
を少なくするために走査レンズの副走査方向の倍率を絶
対値で2以下という値に設定することも行われていた。
2. Description of the Related Art Conventionally, various light beam scanning optical devices have been known as means for writing an image on an electrophotographic photosensitive member.
They basically deflect a light beam emitted from a light source unit by a polygon mirror, and form and scan an image on a photosensitive member via an optical member such as a scanning lens. Then, in order to correct the surface tilt error of each deflecting surface of the polygon mirror, a condensing lens (normally, a condensing lens) that condenses the light beam only in the sub scanning direction near the deflecting surface between the light source unit and the deflector
In addition to the provision of a cylindrical lens, a lens member for condensing the light beam on the photoconductor in the sub-scanning direction is also provided between the deflector and the photoconductor. In addition, adverse effects on the image due to surface tilt error (pitch variation in the sub-scanning direction)
In order to reduce the magnification, the magnification of the scanning lens in the sub-scanning direction is set to an absolute value of 2 or less.

【0003】しかし、副走査方向の倍率を小さくした場
合、走査光学系の像面である感光体上でのビームウエス
ト径が小さくなり、焦点深度が短くなるという悪影響が
発生する。この場合、環境の変化によって走査光学系に
おいてデフォーカスが発生すると、感光体上でのビーム
ウエスト径の大きさの変化が大きくなるため、環境変化
による画像品質の低下が発生しやすくなるという問題が
あった。
[0003] However, when the magnification in the sub-scanning direction is reduced, the beam waist diameter on the photosensitive member, which is the image plane of the scanning optical system, becomes smaller, and the depth of focus becomes shorter. In this case, when defocus occurs in the scanning optical system due to a change in the environment, the change in the size of the beam waist diameter on the photoreceptor becomes large, so that there is a problem that image quality is likely to deteriorate due to the change in the environment. there were.

【0004】従って、従来の光ビーム走査光学装置で
は、感光体上での光ビームを所望の形状に補正するた
め、光の利用効率を犠牲にして偏平なアパーチャを用い
るか、装置の大型化をやむを得ないものとして焦点距離
の長いシリンドリカルレンズを使用していた。
Therefore, in a conventional light beam scanning optical device, in order to correct a light beam on a photoreceptor to a desired shape, a flat aperture is used at the expense of light use efficiency, or the size of the device is increased. Inevitably, a cylindrical lens having a long focal length was used.

【0005】このような事情に鑑み、本出願人は、短い
光路長で感光体上でのビームウエスト径を小さく調整で
き、かつ、環境温度の変化に対しても自動的にビームウ
エスト径を補償できる光ビーム走査光学装置を提案した
(特開平9−97065号公報参照)。この光ビーム走
査光学装置では、シリンドリカルレンズを凸レンズであ
る第1レンズと凹レンズである第2レンズとの2枚で構
成することにより、ポリゴンミラーの偏向面での像に対
応するレンズ主点が光源側に移動し、第1及び第2レン
ズの合成焦点距離を短くしている。
In view of such circumstances, the present applicant can adjust the beam waist diameter on the photoreceptor to be small with a short optical path length, and automatically compensates for the beam waist diameter even when the environmental temperature changes. A possible light beam scanning optical device has been proposed (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-97065). In this optical beam scanning optical device, the cylindrical lens is composed of a first lens which is a convex lens and a second lens which is a concave lens, so that a lens principal point corresponding to an image on the deflection surface of the polygon mirror is a light source. Side to shorten the combined focal length of the first and second lenses.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記公
報記載の光ビーム走査光学装置では、2枚のシリンドリ
カルレンズを個々に光軸方向及び光軸を中心とする回転
角度を調整することにより、感光体上でのビームウエス
ト径を調整するため、調整機構が複雑で調整作業も煩雑
であるという問題点を有している。
However, in the light beam scanning optical device described in the above publication, the photosensitive member is adjusted by adjusting the rotation angles of the two cylindrical lenses individually about the optical axis and the optical axis. In order to adjust the beam waist diameter, there is a problem that the adjusting mechanism is complicated and the adjusting operation is complicated.

【0007】そこで、本発明の目的は、種々の利点を有
する2枚のシリンドリカルレンズの組合わせでポリゴン
ミラーの面倒れ誤差を補正する構成を備え、かつ、感光
体上でのビームウエスト径を簡単な機構及び作業で調整
できるレンズ保持装置及び光ビーム走査光学系を提供す
ることにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a configuration for correcting a surface tilt error of a polygon mirror by combining two cylindrical lenses having various advantages, and to simplify a beam waist diameter on a photosensitive member. An object of the present invention is to provide a lens holding device and a light beam scanning optical system which can be adjusted by various mechanisms and operations.

【0008】[0008]

【発明の要旨及び効果】以上の目的を達成するため、本
発明は、光源ユニットと偏向器との間に位置する凹凸各
1枚のシリンドリカルレンズを保持するレンズ保持装置
であって、2枚のシリンドリカルレンズは光源ユニット
から放射された光ビームを偏向器の偏向面近傍に副走査
方向にのみ集光させる機能を有し、2枚のシリンドリカ
ルレンズを一体的に保持するレンズホルダを、光軸方向
の位置と光軸を中心とする回転角度を調整可能に設け
た。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above objects, the present invention provides a lens holding device for holding one cylindrical lens for each of concave and convex located between a light source unit and a deflector. The cylindrical lens has a function of condensing the light beam emitted from the light source unit near the deflection surface of the deflector only in the sub-scanning direction, and a lens holder that integrally holds the two cylindrical lenses is moved in the optical axis direction. And the angle of rotation about the optical axis can be adjusted.

【0009】また、本発明に係る光ビーム走査光学装置
は、前記光源ユニット、偏向器、凹凸各1枚のシリンド
リカルレンズ及びレンズホルダに加え、さらに、偏向器
で偏向された光ビームを受光面上に集光及び走査する走
査レンズを備え、前記走査レンズの副走査方向の倍率を
絶対値で2以下に設定し、前記レンズホルダは以下の条
件式を満足するように2枚のシリンドリカルレンズを保
持するようにした。
The light beam scanning optical device according to the present invention further comprises, in addition to the light source unit, the deflector, one cylindrical lens for each of the concave and convex portions, and the lens holder, a light beam deflected by the deflector on a light receiving surface. A scanning lens for focusing and scanning, the magnification of the scanning lens in the sub-scanning direction is set to an absolute value of 2 or less, and the lens holder holds two cylindrical lenses so as to satisfy the following conditional expression. I did it.

【0010】0.1<{L(L−f1)/f12}<1 f1:凸シリンドリカルレンズの焦点距離 f2:凹シリンドリカルレンズの焦点距離 L:凸シリンドリカルレンズの後側主点と凹シリンドリ
カルレンズの前側主点の距離
0.1 <{L (L-f 1 ) / f 1 f 2 } <1 f 1 : focal length of convex cylindrical lens f 2 : focal length of concave cylindrical lens L: rear side main of convex cylindrical lens Distance between point and front principal point of concave cylindrical lens

【0011】本発明において、凹凸各1枚のシリンドリ
カルレンズは単一のホルダに一体的に保持され、このホ
ルダを光軸方向に移動させることで受光面上でのフォー
カス調整を行い、かつ、ホルダを光軸を中心として回転
させることで受光面上でのビームウエスト径の形状の調
整を行う。そして、2枚のシリンドリカルレンズの構
成、配置が前記条件式を満足することによって従来の1
枚のシリンドリカルレンズよりも短い合成焦点距離を得
ることができ、かつ、1枚のシリンドリカルレンズと同
様の手順で容易にフォーカス及びウエスト径の調整を行
うことができる。また、面倒れ誤差の補正に関しては、
走査レンズの副走査方向の倍率を絶対値で2以下に低く
設定したことにより、面倒れ誤差の悪影響を極力小さく
できる。
In the present invention, one cylindrical lens for each of the concave and convex portions is integrally held by a single holder, and by moving this holder in the optical axis direction, focus adjustment on the light receiving surface is performed. Is rotated about the optical axis to adjust the shape of the beam waist diameter on the light receiving surface. The configuration and arrangement of the two cylindrical lenses satisfy the above-mentioned conditional expression.
A combined focal length shorter than that of one cylindrical lens can be obtained, and the focus and waist diameter can be easily adjusted by the same procedure as that of one cylindrical lens. As for the correction of the tilt error,
By setting the magnification of the scanning lens in the sub-scanning direction to an absolute value as low as 2 or less, the adverse effect of the surface tilt error can be minimized.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るレンズ保持装
置及び光ビーム走査光学装置の実施形態について添付図
面を参照して説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a lens holding device and a light beam scanning optical device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

【0013】図1において、光ビーム走査光学装置は、
概略、レーザダイオード2及びコリメータレンズ3から
なる光源ユニット1と、凹凸各1枚のシリンドリカルレ
ンズ5,6と、ポリゴンミラー9と、3本のfθレンズ
11,12,13及びシリンドリカルレンズ14を組み
合わせた走査レンズ10と、平面ミラー15とで構成さ
れている。図2はこの光学系による光ビームの光路を示
す。
In FIG. 1, the light beam scanning optical device comprises:
Generally, a light source unit 1 composed of a laser diode 2 and a collimator lens 3, a pair of concave and convex cylindrical lenses 5, 6, a polygon mirror 9, three fθ lenses 11, 12, 13 and a cylindrical lens 14 are combined. It comprises a scanning lens 10 and a plane mirror 15. FIG. 2 shows an optical path of a light beam by this optical system.

【0014】レーザダイオード2は画像信号に基づいて
変調制御され、拡散光である光ビームを放射する。この
光ビームはコリメータレンズ3によって平行光(又は収
束光)とされ、シリンドリカルレンズ5,6を介してポ
リゴンミラー9に到達する。シリンドリカルレンズ5,
6は光ビームをポリゴンミラー9の偏向面近傍に主走査
方向に線状に集光する。
The modulation of the laser diode 2 is performed based on the image signal, and the laser diode 2 emits a light beam as diffused light. This light beam is converted into parallel light (or convergent light) by the collimator lens 3 and reaches the polygon mirror 9 via the cylindrical lenses 5 and 6. Cylindrical lens 5,
Reference numeral 6 condenses the light beam linearly in the main scanning direction near the deflection surface of the polygon mirror 9.

【0015】ポリゴンミラー9は矢印a方向に一定速度
で回転駆動される。光ビームはポリゴンミラー9の回転
に基づいて各偏向面で等角速度に偏向され、走査レンズ
10を透過し、平面ミラー15で反射され、感光体ドラ
ム30上で結像すると共に、矢印b方向に走査する。f
θレンズ11,12,13はポリゴンミラー9で等角速
度に偏向された光ビームを受光面(感光体ドラム30)
上での主走査速度を等速に補正する機能、即ち、歪曲収
差を補正する機能を有している。シリンドリカルレンズ
14は副走査方向にのみパワーを有し、前記シリンドリ
カルレンズ5,6と協働してポリゴンミラー9の面倒れ
誤差を補正する。
The polygon mirror 9 is driven to rotate at a constant speed in the direction of arrow a. The light beam is deflected at an equal angular velocity on each deflecting surface based on the rotation of the polygon mirror 9, passes through the scanning lens 10, is reflected by the plane mirror 15, forms an image on the photoconductor drum 30, and moves in the direction of arrow b. Scan. f
The .theta. lenses 11, 12, and 13 receive the light beam deflected by the polygon mirror 9 at a constant angular velocity on the light receiving surface (photosensitive drum 30).
It has a function of correcting the above main scanning speed to a constant speed, that is, a function of correcting distortion. The cylindrical lens 14 has power only in the sub-scanning direction, and corrects the tilt error of the polygon mirror 9 in cooperation with the cylindrical lenses 5 and 6.

【0016】感光体ドラム30は矢印c方向に一定速度
で回転駆動され、ポリゴンミラー9及び走査レンズ10
による矢印b方向への主走査と、感光体ドラム30の矢
印c方向への副走査によって感光体ドラム30上に画像
(静電潜像)が書き込まれる。
The photosensitive drum 30 is driven to rotate at a constant speed in the direction of arrow c, and the polygon mirror 9 and the scanning lens 10 are rotated.
An image (electrostatic latent image) is written on the photoconductor drum 30 by the main scanning in the direction of arrow b by the above and the sub-scanning of the photoconductor drum 30 in the direction of arrow c.

【0017】次に、シリンドリカルレンズ5,6につい
て説明する。シリンドリカルレンズ5は副走査方向にの
み正の屈折力を有し、光源ユニット1側に凸面を向けた
凸レンズである。シリンドリカルレンズ6は副走査方向
にのみ負の屈折力を有し、光源ユニット1側に平面を向
けた凹レンズである。ちなみに、いまひとつのシリンド
リカルレンズ14は副走査方向にのみ正の屈折力を有
し、光源ユニット1側に凸面を向けた凸レンズである。
Next, the cylindrical lenses 5 and 6 will be described. The cylindrical lens 5 has a positive refractive power only in the sub-scanning direction, and has a convex surface facing the light source unit 1 side. The cylindrical lens 6 has a negative refractive power only in the sub-scanning direction, and is a concave lens whose plane faces the light source unit 1 side. Incidentally, another cylindrical lens 14 is a convex lens having a positive refractive power only in the sub-scanning direction and having a convex surface facing the light source unit 1 side.

【0018】本実施形態においては、光源ユニット1か
ら放射された平行な光ビームをポリゴンミラー9の偏向
面近傍で副走査方向に結像させるために、凹凸各1枚の
シリンドリカルレンズ5,6に屈折力を分割させてい
る。これにて、偏向面での像に対応するレンズ主点が光
源ユニット1側に移動し、シリンドリカルレンズ5,6
の合成焦点距離が短くなる。
In this embodiment, in order to form a parallel light beam emitted from the light source unit 1 in the sub-scanning direction in the vicinity of the deflecting surface of the polygon mirror 9, each of the concave and convex cylindrical lenses 5 and 6 is used. The refractive power is divided. As a result, the lens principal point corresponding to the image on the deflection surface moves to the light source unit 1 side, and the cylindrical lenses 5, 6
Becomes shorter.

【0019】このシリンドリカルレンズ5,6は、図
3、図4(A)に示す保持装置20によって保持されて
いる。この保持装置20は台座21と鏡胴25と板ベル
ト29とで構成されている。鏡胴25は断面円形の筒状
をなし、凹所26にレンズ5が、凹所27にレンズ6
が、それぞれ接着剤ないし図示しないばね板によって固
定されている。この鏡胴25は台座21のV溝22に載
置され、板ベルト29の両端部を台座21上にねじ止め
することにより、V溝22に圧着/固定される。台座2
1は図示しないハウジングの基板部上に取付け孔23を
通じてねじ止めすることにより固定される。
The cylindrical lenses 5 and 6 are held by a holding device 20 shown in FIGS. 3 and 4A. The holding device 20 includes a pedestal 21, a lens barrel 25, and a plate belt 29. The lens barrel 25 has a cylindrical shape having a circular cross section, and the lens 5 is provided in the recess 26, and the lens 6 is provided in the recess 27.
Are fixed by an adhesive or a spring plate (not shown). The lens barrel 25 is placed in the V-groove 22 of the pedestal 21, and both ends of the plate belt 29 are screwed onto the pedestal 21, so as to be pressed / fixed to the V-groove 22. Pedestal 2
1 is fixed by screwing through a mounting hole 23 on a substrate portion of a housing (not shown).

【0020】この保持装置20は、図3に示すように、
シリンドリカルレンズ5,6を鏡胴25を介して台座2
1上に保持し、この台座21をハウジングの基板部上に
取り付けたとき、レンズ5,6の中心が光軸Aと一致す
るように設計されている。従って、レンズ5,6の光軸
A方向の位置に関しては、板ベルト29による鏡胴25
の固定位置をV溝22に沿って移動させることで調整さ
れる。さらに、台座21自体を取付け孔23と図示しな
いねじとのクリアランス分だけ移動させることで、光軸
A方向に微小な調整が可能である。このような光軸A方
向の移動で感光体ドラム30上で副走査方向にフォーカ
スが調整される。一方、感光体ドラム30上でのビーム
ウエスト形状の調整は、板ベルト29を若干ゆるめて、
鏡胴25をV溝22内で微少角度回転させることによっ
て行われる。このとき、レンズ5,6は光軸Aを中心と
して一体的に回転角度が変更される。また、図4(b)
は他の例としての鏡胴25’を示す。
This holding device 20, as shown in FIG.
The cylindrical lenses 5 and 6 are connected to the pedestal 2 via the lens barrel 25.
1 and the pedestal 21 is mounted on the substrate portion of the housing so that the centers of the lenses 5 and 6 coincide with the optical axis A. Therefore, regarding the positions of the lenses 5 and 6 in the direction of the optical axis A, the lens barrel 25 by the plate belt 29 is used.
Is adjusted by moving the fixing position along the V-groove 22. Further, by moving the pedestal 21 itself by the clearance between the mounting hole 23 and a screw (not shown), fine adjustment in the direction of the optical axis A is possible. Such movement in the direction of the optical axis A adjusts the focus on the photosensitive drum 30 in the sub-scanning direction. On the other hand, the adjustment of the beam waist shape on the photosensitive drum 30 is performed by slightly loosening the plate belt 29.
This is performed by rotating the lens barrel 25 by a small angle in the V-groove 22. At this time, the rotation angles of the lenses 5 and 6 are changed integrally about the optical axis A. FIG. 4 (b)
Shows a lens barrel 25 'as another example.

【0021】ここで、レンズ5,6を光軸Aを中心とし
て一体的に回転させたときのビームウエスト径の変化を
図5、図6を参照して説明する。まず、その前提とし
て、光学系のコントラクションデータの第1例、第2例
を以下の表1、表2に示す。
Here, the change of the beam waist diameter when the lenses 5 and 6 are integrally rotated about the optical axis A will be described with reference to FIGS. First, as a premise, Tables 1 and 2 show first and second examples of the contraction data of the optical system.

【0022】[0022]

【表1】 [Table 1]

【0023】[0023]

【表2】 [Table 2]

【0024】前記表1、表2において、条件式とは鏡胴
25に保持されているシリンドリカルレンズ5,6の配
置関係を示すもので、以下に示す。 0.1<{L(L−f1)/f12}<1 f1:凸シリンドリカルレンズの焦点距離 f2:凹シリンドリカルレンズの焦点距離 L:凸シリンドリカルレンズの後側主点と凹シリンドリ
カルレンズの前側主点の距離
In Tables 1 and 2, the conditional expression indicates the positional relationship between the cylindrical lenses 5 and 6 held in the lens barrel 25, and is shown below. 0.1 <{L (L-f 1 ) / f 1 f 2 } <1 f 1 : focal length of convex cylindrical lens f 2 : focal length of concave cylindrical lens L: rear principal point and concave of convex cylindrical lens Distance of the front principal point of the cylindrical lens

【0025】ところで、図5は、前記保持装置20を用
いてシリンドリカルレンズ5,6を一体的に光軸Aを中
心として回転させたときのビームウエスト径の変化を示
し、(A)は偏向角0゜、(B)は偏向角30゜のとき
をそれぞれ示す。図5から明らかなように、ビームウエ
スト径は比較的ゆるやかに調整可能である。図6は、凹
レンズ6が凸レンズ5に対して1゜だけ回転誤差を生じ
て鏡胴25に保持されている場合、レンズ5,6を前記
保持装置20を用いて一体的に光軸Aを中心として回転
させたときのビームウエスト径の変化を示す。図6から
明らかなように、ビームウエスト径が最小径となる回転
角度の中心値が0゜から2.8゜にシフトしているもの
の、変化の度合は図5と同等である。
FIG. 5 shows a change in beam waist diameter when the cylindrical lenses 5 and 6 are integrally rotated about the optical axis A using the holding device 20, and FIG. 0 ° and (B) show the case where the deflection angle is 30 °. As is clear from FIG. 5, the beam waist diameter can be adjusted relatively slowly. FIG. 6 shows that when the concave lens 6 is held by the lens barrel 25 with a rotation error of 1 ° with respect to the convex lens 5, the lenses 5 and 6 are integrated around the optical axis A using the holding device 20. Shows the change in beam waist diameter when rotated. As is clear from FIG. 6, although the center value of the rotation angle at which the beam waist diameter becomes the minimum is shifted from 0 ° to 2.8 °, the degree of change is the same as that in FIG.

【0026】一方、図7は、比較のため、一方の凸シリ
ンドリカルレンズ5のみを回転させた(凹シリンドリカ
ルレンズ6は固定)ときのビームウエスト径の変化を示
す。この場合は、凸シリンドリカルレンズ5の僅かな回
転でビームウエスト径が大きく変化する。図5,図6と
図7との比較で明らかなように、2枚のレンズ5,6を
一体的に回転させれば、ビームウエスト径の微調整が容
易である。
On the other hand, FIG. 7 shows a change in the beam waist diameter when only one convex cylindrical lens 5 is rotated (the concave cylindrical lens 6 is fixed) for comparison. In this case, a slight rotation of the convex cylindrical lens 5 greatly changes the beam waist diameter. As is clear from the comparison between FIGS. 5, 6 and 7, if the two lenses 5 and 6 are integrally rotated, fine adjustment of the beam waist diameter is easy.

【0027】このように、2枚のシリンドリカルレンズ
を一体的に調整できるように構成すると、それぞれ個別
に保持されている場合と比較して、回転調整及び光軸調
整に必要な部品点数を略半分にすることができ、走査光
学装置の構成が簡略化でき、さらに精度の必要な部品が
削減されるためコストダウンに寄与する。また、2枚の
シリンドリカルレンズユニット全体が環境変化等の原因
で位置が変化した場合でも、この誤差はシリンドリカル
レンズ同士の相対的な取付け位置の変化よりも、像面上
でのビームウエスト径の変化に対する誤差感度が小さい
ため、環境条件が変化した場合でもウエスト径が変化し
にくい光学系を得ることができる。
As described above, when the two cylindrical lenses can be integrally adjusted, the number of parts required for the rotation adjustment and the optical axis adjustment is reduced to about half as compared with the case where they are individually held. The configuration of the scanning optical device can be simplified, and the number of components requiring precision is reduced, which contributes to cost reduction. Further, even when the positions of the entire two cylindrical lens units change due to environmental changes or the like, this error is caused by a change in the beam waist diameter on the image plane rather than a change in the relative mounting position between the cylindrical lenses. Is small, the optical system in which the waist diameter hardly changes even when the environmental conditions change can be obtained.

【0028】また、本実施形態において、ポリゴンミラ
ー9の面倒れ誤差の補正は、シリンドリカルレンズ5,
6とシリンドリカルレンズ14とで行っている。面倒れ
誤差の補正に関しては、走査レンズの副走査方向の倍率
の絶対値が問題となり、その値は2以下であることが好
ましい。ちなみに、前記表1、表2に示した光学系の構
成で、走査レンズの副走査方向の倍率(絶対値)は第1
例では1.5、第2例では0.74に設定した。
In the present embodiment, the correction of the surface tilt error of the polygon mirror 9 is performed by the cylindrical lens 5,
6 and the cylindrical lens 14. Regarding the correction of the surface tilt error, the absolute value of the magnification of the scanning lens in the sub-scanning direction becomes a problem, and the value is preferably 2 or less. Incidentally, in the configuration of the optical system shown in Table 1 and Table 2, the magnification (absolute value) of the scanning lens in the sub-scanning direction is the first.
In the example, it was set to 1.5, and in the second example it was set to 0.74.

【0029】さらに、前記条件式において、その上限値
を1は、2枚のシリンドリカルレンズ5,6を使用した
場合、その合成焦点距離が従来の1枚のシリンドリカル
レンズを使用した場合の焦点距離よりも短くなることを
意味する。従って、ポリゴンミラー9の前段での光路長
を短縮して光学系をコンパクトに構成することができ
る。また、条件式の下限値を0.1としたのは、それ以
下になると収差の補正が困難になることによる。
Further, in the above conditional expression, the upper limit is set to 1 when the two cylindrical lenses 5 and 6 are used, and the combined focal length is longer than the focal length when one conventional cylindrical lens is used. Also means shorter. Therefore, the optical path length at the previous stage of the polygon mirror 9 can be shortened to make the optical system compact. Further, the reason why the lower limit value of the conditional expression is set to 0.1 is that if it is less than that, it becomes difficult to correct aberration.

【0030】また、本実施形態において、シリンドリカ
ルレンズ6,14を樹脂を材料とし、環境温度が変動し
ても感光体ドラム30上でのビームウエスト径が変化し
ないように、いわゆる温度補償が可能なように構成する
ことが好ましい。なお、他のレンズはガラスを材料とす
る。樹脂製レンズはガラス製レンズと比較して、環境温
度の変動に対する屈折率変化や形状変化が大きい。しか
し、この特性を積極的に利用すれば、副走査方向につい
て、環境温度の変動によるシリンドリカルレンズ14の
正の屈折力の変動とシリンドリカルレンズ6の負の屈折
力の変動とが結像位置のずれを相殺し、感光体ドラム3
0上でのビームウエスト径を適正に維持できる。
In this embodiment, the cylindrical lenses 6 and 14 are made of resin, and so-called temperature compensation can be performed so that the beam waist diameter on the photosensitive drum 30 does not change even if the environmental temperature changes. It is preferable to configure as follows. The other lenses are made of glass. A resin lens has a large change in refractive index and a change in shape with respect to a change in environmental temperature as compared with a glass lens. However, if this characteristic is positively used, in the sub-scanning direction, the fluctuation of the positive refractive power of the cylindrical lens 14 and the fluctuation of the negative refractive power of the cylindrical lens 6 due to the fluctuation of the environmental temperature cause the deviation of the imaging position. Cancels out the photosensitive drum 3
The beam waist diameter above 0 can be properly maintained.

【0031】なお、本発明に係るレンズ保持装置及び光
ビーム走査光学装置は前記実施形態に限定するものでは
なく、その要旨の範囲内で種々に変更することができ
る。特に、ポリゴンミラー9よりも後段のシリンドリカ
ルレンズ14を省略し、fθレンズ11,12,13の
いずれかの面をトロイダル面あるいは非球面等で構成す
ることによって面倒れ誤差の補正機能を付与してもよ
い。また、鏡胴25を台座21に取り付ける構成、台座
21を基板部に取り付ける構成は任意である。
It should be noted that the lens holding device and the light beam scanning optical device according to the present invention are not limited to the above embodiment, but can be variously modified within the scope of the invention. In particular, the cylindrical lens 14 downstream of the polygon mirror 9 is omitted, and any one of the fθ lenses 11, 12, and 13 is configured with a toroidal surface or an aspheric surface to provide a function of correcting a surface tilt error. Is also good. The configuration in which the lens barrel 25 is attached to the pedestal 21 and the configuration in which the pedestal 21 is attached to the substrate are arbitrary.

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

【図1】本発明の一実施形態である光ビーム走査光学装
置を示す斜視図。
FIG. 1 is a perspective view showing a light beam scanning optical device according to an embodiment of the present invention.

【図2】前記光ビーム走査光学装置の光路図、(A)は
主走査方向断面を示し、(B)は副走査方向断面を示
す。
FIG. 2 is an optical path diagram of the optical beam scanning optical device, (A) showing a cross section in the main scanning direction, and (B) showing a cross section in the sub scanning direction.

【図3】本発明の一実施形態であるレンズ保持装置を示
す斜視図。
FIG. 3 is a perspective view showing a lens holding device according to an embodiment of the present invention.

【図4】前記レンズ保持装置の鏡胴の断面図、(A)は
図3に示した鏡胴を示し、(B)は他の例である鏡胴を
示す。
4A and 4B are cross-sectional views of a lens barrel of the lens holding device. FIG. 4A shows the lens barrel shown in FIG. 3, and FIG. 4B shows another example of the lens barrel.

【図5】前記光ビーム走査光学装置におけるビームウエ
スト径の変化(設計値)を示すグラフ。
FIG. 5 is a graph showing a change (design value) of a beam waist diameter in the light beam scanning optical device.

【図6】前記光ビーム走査光学装置におけるビームウエ
スト径の変化(凹レンズが凸レンズに対して1゜の回転
誤差を有する場合)を示すグラフ。
FIG. 6 is a graph showing a change in a beam waist diameter in the optical beam scanning optical device (when a concave lens has a rotation error of 1 ° with respect to a convex lens).

【図7】前記光ビーム走査光学装置におけるビームウエ
スト径の変化(凹レンズが固定で凸レンズのみを回転さ
せた場合、比較例)を示すグラフ。
FIG. 7 is a graph showing a change in a beam waist diameter in the light beam scanning optical device (a comparative example in a case where a concave lens is fixed and only a convex lens is rotated).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…光源ユニット 5…凸シリンドリカルレンズ 6…凹シリンドリカルレンズ 9…ポリゴンミラー 10…走査レンズ 20…レンズ保持装置 21…台座 25,25’…鏡胴 A…光軸 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light source unit 5 ... Convex cylindrical lens 6 ... Concave cylindrical lens 9 ... Polygon mirror 10 ... Scanning lens 20 ... Lens holding device 21 ... Base 25, 25 '... Lens barrel A ... Optical axis

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光源ユニットと偏向器との間に位置する
凹凸各1枚のシリンドリカルレンズを保持するレンズ保
持装置であって、 前記2枚のシリンドリカルレンズは光源ユニットから放
射された光ビームを偏向器の偏向面近傍に副走査方向に
のみ集光させる機能を有し、 前記2枚のシリンドリカルレンズを一体的に保持するレ
ンズホルダを、光軸方向の位置と光軸を中心とする回転
角度を調整可能に設けたこと、 を特徴とするレンズ保持装置。
1. A lens holding device for holding one cylindrical lens for each of concave and convex located between a light source unit and a deflector, wherein the two cylindrical lenses deflect a light beam emitted from the light source unit. A lens holder having a function of condensing light only in the sub-scanning direction in the vicinity of the deflection surface of the device, and a lens holder integrally holding the two cylindrical lenses, the position in the optical axis direction and the rotation angle about the optical axis. A lens holding device provided so as to be adjustable.
【請求項2】 平行な又は収束した光ビームを放射する
光源ユニットと、 光ビームを偏向する偏向器と、 前記光源ユニットから放射された光ビームを、前記偏向
器の偏向面近傍に、副走査方向にのみ集光させる凹凸各
1枚のシリンドリカルレンズと、 前記2枚のシリンドリカルレンズを一体的に保持し、光
軸方向の位置と光軸を中心とする回転角度を調整可能に
設置されたレンズホルダと、 前記偏向器で偏向された光ビームを受光面上に集光及び
走査する、副走査方向の倍率が絶対値で2以下である走
査レンズとを備え、 前記レンズホルダは以下の条件式を満足するように2枚
のシリンドリカルレンズを保持すること、 0.1<{L(L−f1)/f12}<1 f1:凸シリンドリカルレンズの焦点距離 f2:凹シリンドリカルレンズの焦点距離 L:凸シリンドリカルレンズの後側主点と凹シリンドリ
カルレンズの前側主点の距離 を特徴とする光ビーム走査光学装置。
2. A light source unit that emits a parallel or converged light beam, a deflector that deflects the light beam, and a light beam that is emitted from the light source unit is sub-scanned near a deflection surface of the deflector. One cylindrical lens for each of concave and convex that condenses light only in the direction, and a lens that integrally holds the two cylindrical lenses and that can adjust the position in the optical axis direction and the rotation angle about the optical axis. A holder, and a scanning lens that condenses and scans the light beam deflected by the deflector on a light receiving surface and has a magnification in the sub-scanning direction of 2 or less in absolute value, and the lens holder has the following conditional expression: keeping the two cylindrical lenses so as to satisfy, 0.1 <{L (L- f 1) / f 1 f 2} <1 f 1: focal length of the convex cylindrical lens f 2: concave cylindrical lens Focal length L: projection light beam scanning optical apparatus according to claim distance of the front principal point of the rear principal point and the concave cylindrical lens after the cylindrical lens.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008209675A (en) * 2007-02-27 2008-09-11 Ricoh Co Ltd Optical scanner and image forming apparatus
JP2010097178A (en) * 2008-09-22 2010-04-30 Mitsubishi Electric Corp Light source unit and image display apparatus
JP4815641B1 (en) * 2010-09-07 2011-11-16 パナソニック株式会社 Laser light source device

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