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JP2633560B2 - Optical scanning device - Google Patents

Optical scanning device

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Publication number
JP2633560B2
JP2633560B2 JP62090088A JP9008887A JP2633560B2 JP 2633560 B2 JP2633560 B2 JP 2633560B2 JP 62090088 A JP62090088 A JP 62090088A JP 9008887 A JP9008887 A JP 9008887A JP 2633560 B2 JP2633560 B2 JP 2633560B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polygon mirror
imaging lens
pyramidal
angle
rotation axis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP62090088A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS63254411A (en
Inventor
利彦 中沢
孝 村橋
敏洋 武末
俊博 本井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Konica Minolta Inc filed Critical Konica Minolta Inc
Priority to JP62090088A priority Critical patent/JP2633560B2/en
Publication of JPS63254411A publication Critical patent/JPS63254411A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2633560B2 publication Critical patent/JP2633560B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、回転軸を含む断面形状が台形のピラミダル
・ポリゴン・ミラーと結像レンズとを用いて、記録媒体
上でビームを走査する光走査装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to a light scanning a beam on a recording medium using a pyramidal polygon mirror having a trapezoidal cross section including a rotation axis and an imaging lens. It relates to a scanning device.

(発明の背景) 第9図は、従来公知の光走査装置の構成概念図であ
る。図において、1はレーザ光源、2はレーザ光源1か
らの入射ビームIを走査するポリゴン・ミラーで図示し
てないモータによって矢印方向に定速度で回転する。3
は結像レンズ(fθレンズ)、4は感光ドラム或いは感
光紙のような記録媒体で、ポリゴン・ミラー2からの反
射ビーム(走査ビーム)Rが結像され、水平走査する。
(Background of the Invention) FIG. 9 is a conceptual diagram of a configuration of a conventionally known optical scanning device. In the figure, reference numeral 1 denotes a laser light source, and 2 denotes a polygon mirror for scanning an incident beam I from the laser light source 1, which is rotated at a constant speed in the direction of an arrow by a motor (not shown). 3
Is an imaging lens (fθ lens), and 4 is a recording medium such as a photosensitive drum or photosensitive paper, on which a reflected beam (scanning beam) R from the polygon mirror 2 is imaged to perform horizontal scanning.

第10図は、第9図におけるポリゴン・ミラー2の側部
断面図である、ポリゴン・ミラー2は光ビームの反射面
21が、回転軸20と平行に構成されており、ポリゴン・ミ
ラー2への入射ビームIと反射ビームRは、反射面21に
対して垂直な同一平面内(通常は結像レンズ3のメリジ
オナル平面内)にある。又、回転軸20は結像レンズ3の
メリジオナル平面に対し垂直に配置される。
FIG. 10 is a side sectional view of the polygon mirror 2 in FIG. 9. The polygon mirror 2 is a reflecting surface of a light beam.
21 is configured to be parallel to the rotation axis 20, and the incident beam I and the reflected beam R to the polygon mirror 2 are in the same plane perpendicular to the reflecting surface 21 (usually the meridional plane of the imaging lens 3). In). The rotation axis 20 is arranged perpendicular to the meridional plane of the imaging lens 3.

従来装置において、ポリゴン・ミラー2は一般にその
材質としてアルミニウムが用いられ、反射面21は切削に
よって形成される。しかしながら、アルミニウムの切削
加工によって構成されるポリゴン・ミラーはコストが高
くなる。
In the conventional apparatus, the polygon mirror 2 is generally made of aluminum as its material, and the reflection surface 21 is formed by cutting. However, polygon mirrors formed by cutting aluminum are expensive.

そこで、近年ポリゴン・ミラーの本体部をプラスチッ
ク成形とし、反射面をアルミ蒸着によって形成すること
によってコストを低減する試みがなされている。尚、ア
ルミ蒸着した反射面には酸化ケイ素等の保護膜が形成さ
れる。
Therefore, in recent years, attempts have been made to reduce the cost by forming the main body of the polygon mirror by plastic molding and forming the reflection surface by aluminum evaporation. Note that a protective film such as silicon oxide is formed on the reflective surface on which aluminum is deposited.

ところが、ポリゴン・ミラー本体部をプラスチック成
形する場合、金型抜き作業を行う必要があるために、反
射面には、回転軸に対してやや傾斜した所謂抜き勾配が
つけられる。
However, when the polygon mirror body is formed by plastic molding, it is necessary to perform a die cutting operation, so that a so-called draft angle that is slightly inclined with respect to the rotation axis is formed on the reflection surface.

第11図(a)は、プラスチック成形で構成されたポリ
ゴン・ミラーの構成斜視図、(b)は(a)の側部断面
図である。図示するように、各反射面21は回転軸20とは
平行とはならず、抜き勾配分に相当する傾斜角(テーパ
ー角)φを有したものとなる。即ち、回転軸を含む断面
が台形のポリゴン・ミラー(このような構成のものをピ
ラミダル・ポリゴン・ミラーと称する)となる。
FIG. 11 (a) is a perspective view showing the configuration of a polygon mirror formed by plastic molding, and FIG. 11 (b) is a side sectional view of FIG. 11 (a). As shown in the figure, each reflecting surface 21 is not parallel to the rotation axis 20 and has an inclination angle (taper angle) φ corresponding to the draft angle. In other words, a polygon mirror having a trapezoidal cross section including the rotation axis (this configuration is called a pyramidal polygon mirror).

(発明が解決しようとする問題点) 第12図は、第11図に示すようなピラミダル・ポリゴン
・ミラーを用いた光走査装置の構成概念図である。ここ
で、ピラミダル・ポリゴン・ミラー2の回転軸20はメリ
ジオナル平面に対し垂直となっており、入射ビームIは
メリジオナル平面に平行に入射する。そして、反射面21
により反射された反射ビームRは、結像レンズ3を通っ
て記録媒体4上に結像する。反射ビームRの走査軌跡
は、ピラミダル・ポリゴン・ミラー2の反射面21の傾斜
角φが、回転により見かけ上変化するため、図示するよ
うに下に凸の曲線を描いてしまう。このために記録媒体
4上に得られる画像は歪んだものとなる。
(Problems to be Solved by the Invention) FIG. 12 is a conceptual diagram of a configuration of an optical scanning device using a pyramidal polygon mirror as shown in FIG. Here, the rotation axis 20 of the pyramidal polygon mirror 2 is perpendicular to the meridional plane, and the incident beam I is incident parallel to the meridional plane. And the reflection surface 21
Is reflected on the recording medium 4 through the imaging lens 3 to form an image. The scanning trajectory of the reflected beam R draws a downwardly convex curve as shown in the figure because the inclination angle φ of the reflecting surface 21 of the pyramidal polygon mirror 2 apparently changes due to rotation. Therefore, the image obtained on the recording medium 4 is distorted.

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、ピラミダル・ポリゴン・ミラーを用い
るものでありながら、記録媒体4上に結像される反射ビ
ームの走査軌跡が略直線となり、歪のない忠実な画像が
得られる光走査装置を実現しようとするものである。
The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to use a pyramidal polygon mirror while maintaining the scanning trajectory of the reflected beam formed on the recording medium 4 in a substantially straight line. It is intended to realize an optical scanning device capable of obtaining a faithful image without distortion.

(問題点を解決するための手段) 前記した課題を解決する手段としての本発明は、回転
軸を含む断面形状が台形のピラミダル・ポリゴン・ミラ
ーと結像レンズとを用いて、記録媒体上でビームを走査
する光走査装置において、前記ピラミダル・ポリゴン・
ミラーの回転軸を前記結像レンズのメリジオナル平面に
対し垂直とし、前記ピラミダル・ポリゴン・ミラーへの
入射ビームをメリジオナル平面に投影して得られる投影
入射ビームと結像レンズの光軸とのなす角度が0になら
ないように入射ビームの入射角を選定すると共に、前記
ピラミダル・ポリゴン・ミラーへの入射ビームを前記結
像レンズのメリジオナル平面に対して傾け、メリジオナ
ル平面と前記入射ビームとのなす角度ωを前記ピラミダ
ル・ポリゴン・ミラーの回転軸と前記ピラミダル・ポリ
ゴン・ミラーの反射面とのなす角度φに対して、ω≒1.
5φとなる関係に選定し、前記結像レンズを通過し前記
記録媒体に向かう光ビームの走査の傾きを補正する傾き
補正手段を備えたことを特徴とする光走査装置である。
(Means for Solving the Problems) The present invention as means for solving the above-mentioned problems is based on a pyramidal polygon mirror having a trapezoidal cross-section including a rotation axis and an imaging lens, and is formed on a recording medium. An optical scanning device for scanning a beam, wherein the pyramidal polygon
The angle between the projected incident beam obtained by projecting the incident beam to the pyramidal polygon mirror onto the meridional plane and the optical axis of the imaging lens, with the rotation axis of the mirror being perpendicular to the meridional plane of the imaging lens Is selected so that the angle of incidence does not become 0, the beam incident on the pyramidal polygon mirror is inclined with respect to the meridional plane of the imaging lens, and the angle ω formed between the meridional plane and the incident beam. With respect to the angle φ between the rotation axis of the pyramidal polygon mirror and the reflecting surface of the pyramidal polygon mirror, ω ≒ 1.
An optical scanning device, characterized in that the optical scanning device is provided with an inclination correcting means which is selected to have a relationship of 5φ and corrects an inclination of scanning of a light beam passing through the imaging lens toward the recording medium.

(作用) 結像レンズのメリジオナル平面に対して所定の関係に
なるように傾けられた入射ビームはピラミダル・ポリゴ
ン・ミラーで反射し、反射ビームは略直線となる。この
略直線とされた反射ビームの傾きが傾き補正手段により
補正され、前記記録媒体には傾きのない略直線とされた
ビームの走査が行われる。
(Operation) The incident beam inclined so as to have a predetermined relationship with respect to the meridional plane of the imaging lens is reflected by the pyramidal polygon mirror, and the reflected beam becomes substantially straight. The inclination of the substantially linear reflected beam is corrected by the inclination correcting means, and the recording medium is scanned with the substantially linear beam having no inclination.

(実施例) 以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明す
る。
(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は本発明に係る光走査装置の一例を示す構成概
念図である。図において、第12図と同じ部分には同一符
号を付して、その説明は省略する。
FIG. 1 is a conceptual diagram showing an example of an optical scanning device according to the present invention. In the figure, the same parts as those in FIG. 12 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

本発明の装置において、入射ビームIは結像レンズ
(fθレンズ)3のメリジオナル平面(第2図に示すよ
うに結像レンズ3の光軸lOと、レンズの長手方向の中心
線lCとを含む平面)30に対して傾くように入射する。
又、ピラミダル・ポリゴン・ミラー2は、例えばプラス
チックでその本体部が構成されており、その回転軸20
は、メリジオナル平面30に対して垂直となっている。
In the apparatus according to the present invention, the incident beam I is directed to the meridional plane of the imaging lens (fθ lens) 3 (as shown in FIG. 2, the optical axis l O of the imaging lens 3 and the center line l C in the longitudinal direction of the lens). (A plane including a).
The pyramidal polygon mirror 2 has a main body made of, for example, plastic, and has a rotation axis 20.
Is perpendicular to the meridional plane 30.

次に、第3図に示すように、メリジオナル平面と30と
入射ビームIとのなす角をω、ピラミダル・ポリゴン・
ミラー2の回転軸20と反射面21とのなす角(傾斜角)を
φ、又、第4図に示すように入射ビームIのピラミダル
・ポリゴン・ミラー2への入射角をθとする。そして、
傾斜角φ=1゜とし、入射角θとメリジオナル平面30と
入射ビームIのなす角ωを変化させた時、反射ビームR
の走査軌跡を第5図乃至第7図に示す。この時の結像レ
ンズ3の焦点距離は役150mmとした。これらの図から解
るように、 ω≒1.5φ とした時が、反射ビームRの走査軌跡は略直線となる。
又、これらの走査軌跡は、左上りの傾きを有している
が、これを矯正するために、第8図に示すように、平面
鏡5を傾き補正手段として用いることが好ましい。この
ような構成にすることにより、ピラミダル・ポリゴン・
ミラー2の反射面21に入射し、ここで反射する反射ビー
ムRは、抜き勾配(傾斜角)φが存在するにもかかわら
ず、略直線となった状態で、結像レンズ3に入射し、記
録媒体4上に結像するビームの走査軌跡は、略直線とな
り、歪のない忠実な画像を得ることができる。
Next, as shown in FIG. 3, the angle between the meridional plane, 30, and the incident beam I is ω, and the pyramidal polygon
The angle (inclination angle) between the rotation axis 20 of the mirror 2 and the reflection surface 21 is φ, and the angle of incidence of the incident beam I on the pyramidal polygon mirror 2 is θ as shown in FIG. And
When the angle of incidence φ and the angle ω between the meridional plane 30 and the incident beam I are changed with the inclination angle φ = 1 °, the reflected beam R
5 to 7 are shown in FIG. At this time, the focal length of the imaging lens 3 was set to 150 mm. As can be seen from these figures, when ω ≒ 1.5φ, the scanning trajectory of the reflected beam R is substantially straight.
In addition, although these scanning trajectories have an upward slope, it is preferable to use the plane mirror 5 as an inclination correcting means, as shown in FIG. 8, to correct the inclination. With such a configuration, pyramidal polygons
The reflected beam R that is incident on the reflecting surface 21 of the mirror 2 and reflected there is incident on the imaging lens 3 in a substantially linear state, despite the presence of the draft (inclination angle) φ, The scanning trajectory of the beam formed on the recording medium 4 is substantially straight, and a faithful image without distortion can be obtained.

尚、上記の実施例ではピラミダル・ポリゴン・ミラー
2と記録媒体4との間に結像レンズ3を配置したプリ・
オブジェクティブ・スキャン型の光走査装置であるが、
結像レンズ3がポリゴン・ミラー2の前に配置したポス
ト・オブジェクティブ・スキャン型の光走査装置にも適
用できる。
In the above-described embodiment, the pre-positioning lens in which the imaging lens 3 is disposed between the pyramidal polygon mirror 2 and the recording medium 4 is used.
It is an objective scanning type optical scanning device,
The present invention is also applicable to a post-objective scan type optical scanning device in which the imaging lens 3 is disposed in front of the polygon mirror 2.

又、本発明に加えて、従来公知のポリゴン・スキャナ
の面倒れ補正光学系を組み合わせると、更に効果的であ
る。
In addition to the present invention, it is more effective to combine a conventionally known surface tilt correction optical system of a polygon scanner.

(発明の効果) 以上詳細に説明したように、本発明によれば、ポリゴ
ン・ミラーとして、例えばプラスチックで構成されるよ
うな安価なピラミダル・ポリゴン・ミラーを用いながら
も、記録媒体上のビームの走査軌跡を略直線にすること
ができ、従って、歪のない忠実な画像を得られる光走査
装置を実現できる。
(Effects of the Invention) As described in detail above, according to the present invention, while using an inexpensive pyramidal polygon mirror made of plastic, for example, as a polygon mirror, the beam on the recording medium is The scanning trajectory can be made substantially straight, so that an optical scanning device capable of obtaining a faithful image without distortion can be realized.

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

第1図は本発明に係る光走査装置の一例を示す構成図、
第2図は結像レンズのメリジオナル平面の説明図、第3
図は角度φと角度ωの関係を示す図、第4図は入射ビー
ムの入射角θを示す図、第5図乃至第7図は入射角θと
メリジオナル平面と入射ビームIのなす角ωを変化させ
た時の反射ビームの走査軌跡を示す図、第8図は左上り
の走査軌跡を補正するため平面鏡を用いた図、第9図は
従来公知の光走査装置の構成概念図、第10図は第9図装
置におけるポリゴン・ミラーの側部断面図、第11図
(a)はプラスチック成形で構成されるピラミダル・ポ
リゴン・ミラーの斜視図、第11図(b)は第11図(a)
における側部断面図、第12図は第11図に示すようなピラ
ミダル・ポリゴン・ミラーを用いた光走査装置の構成概
念図である。 1……レーザ光源、2……ポリゴン・ミラー 3……結像レンズ、4……記録媒体 5……平面鏡、20……回転軸 21……反射面
FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of an optical scanning device according to the present invention,
FIG. 2 is an explanatory view of a meridional plane of an imaging lens, and FIG.
The figure shows the relationship between the angle φ and the angle ω. FIG. 4 shows the angle of incidence θ of the incident beam. FIGS. 5 to 7 show the angle of incidence ω and the angle ω between the meridional plane and the incident beam I. FIG. 8 is a diagram showing the scanning trajectory of the reflected beam when it is changed, FIG. 8 is a diagram using a plane mirror to correct the scanning trajectory going up to the left, FIG. FIG. 9 is a side sectional view of a polygon mirror in the apparatus shown in FIG. 9, FIG. 11 (a) is a perspective view of a pyramidal polygon mirror formed by plastic molding, and FIG. 11 (b) is FIG. 11 (a). )
FIG. 12 is a conceptual view of the configuration of an optical scanning device using a pyramidal polygon mirror as shown in FIG. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Laser light source 2 ... Polygon mirror 3 ... Imaging lens 4 ... Recording medium 5 ... Plane mirror 20 ... Rotation axis 21 ... Reflection surface

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 本井 俊博 八王子市石川町2970番地 小西六写真工 業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−80819(JP,A) 特開 昭57−181521(JP,A) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Toshihiro Motoi 2970 Ishikawacho, Hachioji City Konishi Roku Photo Industry Co., Ltd. (56) References JP-A-60-80819 (JP, A) JP-A-57- 181521 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】回転軸を含む断面形状が台形のピラミダル
・ポリゴン・ミラーと結像レンズとを用いて、記録媒体
上でビームを走査する光走査装置において、 前記ピラミダル・ポリゴン・ミラーの回転軸を前記結像
レンズのメリジオナル平面に対し垂直とし、 前記ピラミダル・ポリゴン・ミラーへの入射ビームをメ
リジオナル平面に投影して得られる投影入射ビームと結
像レンズの光軸とのなす角度が0にならないように入射
ビームの入射角を選定すると共に、 前記ピラミダル・ポリゴン・ミラーへの入射ビームを前
記結像レンズのメリジオナル平面に対して傾け、 メリジオナル平面と前記入射ビームとのなす角度ωを前
記ピラミダル・ポリゴン・ミラーの回転軸と前記ピラミ
ダル・ポリゴン・ミラーの反射面とのなす角度φに対し
て、 ω≒1.5φ となる関係に選定し、 前記結像レンズを通過し前記記録媒体に向かう光ビーム
の走査の傾きを補正する傾き補正手段を備えたことを特
徴とする光走査装置。
1. An optical scanning apparatus for scanning a beam on a recording medium using a pyramidal polygon mirror having a trapezoidal cross section including a rotation axis and an imaging lens, wherein the rotation axis of the pyramidal polygon mirror is Is perpendicular to the meridional plane of the imaging lens, and the angle formed by the projected incident beam obtained by projecting the beam incident on the pyramidal polygon mirror onto the meridional plane and the optical axis of the imaging lens does not become zero. The incident angle of the incident beam is selected as described above, and the incident beam to the pyramidal polygon mirror is inclined with respect to the meridional plane of the imaging lens. For an angle φ between the rotation axis of the polygon mirror and the reflecting surface of the pyramidal polygon mirror, ω ≒ 1. An optical scanning device, comprising: a tilt correction unit that selects a relationship of 5φ and corrects a tilt of scanning of a light beam passing through the imaging lens toward the recording medium.
JP62090088A 1987-04-13 1987-04-13 Optical scanning device Expired - Lifetime JP2633560B2 (en)

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JPS63254411A JPS63254411A (en) 1988-10-21
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1284046C (en) * 1983-09-15 1991-05-14 Harry P. Brueggemann Wobble correction by two reflections on a facet without bow

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JPS63254411A (en) 1988-10-21

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