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JPH11242174A - Optical scanner - Google Patents

Optical scanner

Info

Publication number
JPH11242174A
JPH11242174A JP4524398A JP4524398A JPH11242174A JP H11242174 A JPH11242174 A JP H11242174A JP 4524398 A JP4524398 A JP 4524398A JP 4524398 A JP4524398 A JP 4524398A JP H11242174 A JPH11242174 A JP H11242174A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
scanning direction
angle
polygon mirror
sub
optical
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.)
Granted
Application number
JP4524398A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3804256B2 (en
Inventor
Yoshito Sekikawa
義人 関川
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.)
Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Xerox Co Ltd filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
Priority to JP4524398A priority Critical patent/JP3804256B2/en
Publication of JPH11242174A publication Critical patent/JPH11242174A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3804256B2 publication Critical patent/JP3804256B2/en
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  • Laser Beam Printer (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical scanner which resolves a difference in level of beam diameters in a joint even at the time of adopting a split scan system of an over field optical system. SOLUTION: A generating line M of a cylindrical lens 22 constituting at least one first optical system is rotated at a prescribed angle to an optical axis L to resolve the difference in level of beam diameters in a joint. For example, the generating line M of the cylindrical lens 22 where the angle of incidence in the subscanning direction is larger is rotated so as to be inclined at an ideal angle (this is such angle that the beam diameter in the main scanning direction is mainly reduced as the whole), and then, beam diameters in both of the main scanning direction and the subscanning direction in the joint are reduced to reduce the difference in level from the beam whose angle of incidence in the subscanning direction is smaller.

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、レーザビームを画
像情報に応じて感光体上に走査露光することにより、画
像を記録する画像記録装置に使用される光走査装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical scanning device used for an image recording apparatus for recording an image by scanning and exposing a laser beam on a photosensitive member according to image information.

【0002】[0002]

【従来の技術】本出願人は、画像処理装置の高速化、高
解像化の要求に答え、また、焦点距離(光路長)を長く
せずに、広い走査幅を得るために、オーバーフィルド光
学系(Overfilled)の分割走査方式を採用し
た光走査装置を提案した(特願平8−338636
号)。
2. Description of the Related Art The applicant of the present invention has responded to the demand for higher speed and higher resolution of an image processing apparatus, and has also been required to obtain a wide scanning width without increasing the focal length (optical path length). An optical scanning device employing an optical system (overfilled) division scanning method has been proposed (Japanese Patent Application No. 8-338636).
issue).

【0003】この基本構成は、図7に示すように、2つ
の光源部40A、40Bと、光源部毎に設けられた2つ
の第1光学系42A、42Bと、画像信号によって変調
されたレーザビームを入射し、これを画像信号の1ライ
ン毎に繰り返して偏向するポリゴンミラー12(回転多
面鏡)と、偏向されたレーザビームを感光体46(被走
査面)で略等速にし、かつ感光体46の近傍にレーザビ
ームを収束させる1つの結像光学系48とからなってい
る。
[0003] As shown in Fig. 7, the basic structure of the light source device includes two light source units 40A and 40B, two first optical systems 42A and 42B provided for each light source unit, and a laser beam modulated by an image signal. And a polygon mirror 12 (rotating polygon mirror) which repeatedly deflects the image signal for each line of the image signal, makes the deflected laser beam substantially uniform at the photoconductor 46 (scanning surface), and One imaging optical system 48 for converging a laser beam near 46 is provided.

【0004】そして、偏向する走査角度を±2αとした
とき、ポリゴンミラー12の同一反射面への入射角度
を、ポリゴンミラー12の回転中心と感光体46の中央
位置を結ぶ中心線CLに対して主走査方向にそれぞれ−
α、+αとし、また、ポリゴンミラー12の回転角を、
2つのレーザビームの入射角度と同じα(±α/2)と
し、ポリゴンミラー12の面数をnとしたとき、αが3
60°×0.6/n<α<360°/nとなるように構
成している。
When the scanning angle to be deflected is ± 2α, the angle of incidence on the same reflecting surface of the polygon mirror 12 is defined with respect to a center line CL connecting the center of rotation of the polygon mirror 12 and the center of the photosensitive member 46. Each in the main scanning direction
α, + α, and the rotation angle of the polygon mirror 12 is
If α (± α / 2) is the same as the incident angle of the two laser beams and n is the number of surfaces of the polygon mirror 12, α is 3
The configuration is such that 60 ° × 0.6 / n <α <360 ° / n.

【0005】この2つのレーザビームは、点線で示すレ
ーザビームAが−2αの走査角度でからの範囲を、
実線で示すレーザビームBが+2αの走査角度でから
の範囲を同時に走査する。
[0005] The two laser beams have a range from a laser beam A shown by a dotted line at a scanning angle of -2α,
The laser beam B indicated by the solid line simultaneously scans the range from the scanning angle of + 2α.

【0006】これによって、オーバーフィルド光学系で
分割走査を行う場合に生じる現象、すなわち、FNo
(エフナンバー、カメラでいう所の「明るさ」)の変化
とリンクして感光体46上でビーム径の一様性が悪化す
るという現象を抑えた。
As a result, a phenomenon that occurs when divided scanning is performed by an overfilled optical system, that is, FNo
(F number, the "brightness" in the camera) is suppressed from a phenomenon in which the uniformity of the beam diameter on the photoconductor 46 is deteriorated.

【0007】しかし、図8に示すように、オーバーフィ
ルド光学系を採用すると、ポリゴンミラー12の面幅よ
り、レーザビームの入射光束幅(Do)が大きいため、
反射面bの前の隣面a(回転開始側)及び後の隣面c
(回転終了側)へ入射するビームも反射され、不要光N
となってしまう。
However, as shown in FIG. 8, when an overfilled optical system is adopted, the incident light beam width (Do) of the laser beam is larger than the surface width of the polygon mirror 12, so that
Adjacent surface a (rotation start side) in front of reflection surface b and adjacent surface c after
The beam incident on the (rotation end side) is also reflected, and unnecessary light N
Will be.

【0008】図7に示すように、不要光NA が、レーザ
ビームAがからの範囲を走査すると同時にから
の範囲を走査し、不要光NB が,レーザビームBがか
らの範囲を走査すると同時にからの範囲を走査し
て二重書き込みとなる。
[0008] As shown in FIG. 7, unnecessary light N A is, scans the range of from at the same time to scan the range of the laser beam A is unnecessary light N B is, when scanning a range of the laser beam B At the same time, the range is scanned and double writing is performed.

【0009】この不要光による二重書き込みを回避する
ため、図9及び図10に示すように、2つのレーザビー
ムA、Bを副走査方向の入射角度β1、β2が相互に異
なるようにポリゴンミラー12へ入射させ、レーザビー
ム毎に反射ミラー50A、50Bを設けた光走査装置を
提案した(特願平9−014139号参照)。
In order to avoid double writing due to this unnecessary light, as shown in FIGS. 9 and 10, a polygon mirror is used so that the two laser beams A and B are incident at different angles β1 and β2 in the sub-scanning direction. An optical scanning device in which the laser beam is incident on the laser beam 12 and reflection mirrors 50A and 50B are provided for each laser beam has been proposed (see Japanese Patent Application No. 9-014139).

【0010】この構成によって、ポリゴンミラー12で
偏向されたレーザビームは副走査方向に異なる角度で出
射され、反射ミラー50A、50Bが配置された位置で
は、副走査方向に両レーザビームが十分離れるので、不
要光NA 、NB は他方の反射ミラーで反射されることは
ない。
With this configuration, the laser beams deflected by the polygon mirror 12 are emitted at different angles in the sub-scanning direction. At the positions where the reflection mirrors 50A and 50B are arranged, both laser beams are sufficiently separated in the sub-scanning direction. , unnecessary light N a, N B is not to be reflected by the other reflecting mirror.

【0011】すなわち、レーザビームAの不要光N
A (細い点線で表示)はレーザビームBを反射する反射
ミラー50Bに当たって反射されることがなく、また、
レーザビームBの不要光NB も反射ミラー50Aに反射
されることもないので、二重書き込みを回避することが
できる。
That is, the unnecessary light N of the laser beam A
A (indicated by a thin dotted line) does not hit the reflecting mirror 50B that reflects the laser beam B and is not reflected.
Since nor even unnecessary light N B of the laser beam B is reflected by the reflecting mirror 50A, it is possible to avoid the double writing.

【0012】しかしながら、ポリゴンミラー12の回転
軸と直交する平面に対して、2つのレーザビームA、B
を副走査方向の入射角度β1、β2が相互に異なるよう
にポリゴンミラー12へ入射させると、感光体46上の
ビーム径の様子は一様性を含めて変化する。
However, the two laser beams A and B are directed to a plane orthogonal to the rotation axis of the polygon mirror 12.
Is incident on the polygon mirror 12 such that the incident angles β1 and β2 in the sub-scanning direction are different from each other, the state of the beam diameter on the photoconductor 46 changes including uniformity.

【0013】具体的には、fθレンズ48に対する副走
査方向の入射角度β1、β2が2つのレーザビームA、
Bで異なるため、走査面上におけるビーム径は、から
とからまでとは、特性が変化し、とにおいて
ビーム径に段差が生じてしまう。
Specifically, the incident angles β1 and β2 in the sub-scanning direction with respect to the fθ lens 48 are two laser beams A,
Since the beam diameter differs between B and B, the beam diameter on the scanning surface changes in characteristics from the beginning to the end, and a step occurs in the beam diameter between the beginning and the end.

【0014】ここで、どの程度ビーム径に段差が生じる
か、図11及び図12を参照し具体的な数字を挙げて説
明する。
Here, how much a step difference occurs in the beam diameter will be described with reference to specific figures with reference to FIGS.

【0015】ビームAの副走査方向の入射角度β1=
1.2°、ビームAの副走査方向の入射角度β1=2.
7°、ポリゴンミラー12の面数n=24、ポリゴンミ
ラーの径Φ=46mm、光源としての半導体レーザの波
長λ=780nm、そして、fθレンズ48A、48B
を以下のものとする。
The incident angle β1 of the beam A in the sub-scanning direction =
1.2 °, incident angle β1 of beam A in the sub-scanning direction = 2.
7 °, the number of faces of the polygon mirror 12 is n = 24, the diameter of the polygon mirror is Φ = 46 mm, the wavelength λ of the semiconductor laser as the light source is 780 nm, and the fθ lenses 48A and 48B
Is as follows.

【0016】ポリゴンミラー12とfθレンズ48Aの
間隔を18.5mm、fθレンズ48Aのポリゴンミラ
ー12側の面の曲率半径(主走査方向のみ)を170.
43mm、fθレンズ48Aのポリゴンミラー12から
遠い側の面は平面、fθレンズ48Aの厚さを9mm、
fθレンズ48Aの屈折率を1.609110、fθレ
ンズ48Aとfθレンズ28の間隔を25.998m
m、fθレンズ48Bのポリゴンミラー12側の面を
∞、fθレンズ48Bのポリゴンミラー12から遠い側
の面の曲率半径を122.67mm、fθレンズ48B
の厚さを10mm、fθレンズ48Bの屈折率を1.7
12268。
The distance between the polygon mirror 12 and the fθ lens 48A is 18.5 mm, and the radius of curvature (only in the main scanning direction) of the surface of the fθ lens 48A on the polygon mirror 12 side is 170.
43 mm, the surface of the fθ lens 48A farther from the polygon mirror 12 is flat, and the thickness of the fθ lens 48A is 9 mm.
The refractive index of the fθ lens 48A is 1.609110, and the distance between the fθ lens 48A and the fθ lens 28 is 25.998 m.
m, the surface of the fθ lens 48B on the polygon mirror 12 side is Δ, the radius of curvature of the surface of the fθ lens 48B farther from the polygon mirror 12 is 122.67 mm, and the fθ lens 48B
Is 10 mm, and the refractive index of the fθ lens 48B is 1.7.
12268.

【0017】次に、fθレンズ48Bのポリゴンミラー
12から遠い側の面から反射ミラー50(シリンドリカ
ルミラー)までの距離を、ビームAが276.8mm、
ビームBが271mm、反射ミラー50の入出射角度
を、ビームAが62°、ビームBが65.6°、反射ミ
ラー50から感光体46までの距離を、ビームAが9
6.2mm、ビームBが101.3mmとすると、主走
査方向/副走査方向のビーム径は、図4及び図5に示す
ように、の位置で68μm/59μm、の位置で7
1.5μm/68.5μm、の位置で103μm/1
05μm、の位置で70μm/65μmとなる。
Next, the distance from the surface of the fθ lens 48B farther from the polygon mirror 12 to the reflection mirror 50 (cylindrical mirror) is set as follows.
The beam B is 271 mm, the incident / emission angle of the reflecting mirror 50 is 62 °, the beam A is 65.6 °, the distance from the reflecting mirror 50 to the photoconductor 46 is 9 mm.
Assuming that the beam B is 6.2 mm and the beam B is 101.3 mm, the beam diameter in the main scanning direction / sub-scanning direction is 68 μm / 59 μm at the position as shown in FIGS.
103 μm / 1 at the position of 1.5 μm / 68.5 μm
70 μm / 65 μm at the position of 05 μm.

【0018】このように、とにおいて、ビーム径に
大きな段差ができてしまい、画質に重大な悪影響を及ぼ
す(一般的には、ビーム径に不連続な段差があると、そ
の部分に筋が描かれてしまう)。
As described above, a large step is formed in the beam diameter in the case of (1), which has a serious adverse effect on the image quality. (Generally, if there is a discontinuous step in the beam diameter, a streak is drawn on the portion. Will be).

【0019】[0019]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事実を考
慮し、オーバーフィルド光学系の分割走査方式を採用し
ても、不要光による二重書き込みを防止でき、また、走
査中央部(つなぎ目)のビーム径の段差を解消すること
ができる光走査装置を提供することを課題とする。
In consideration of the above facts, the present invention can prevent double writing due to unnecessary light even if the division scanning method of the overfilled optical system is employed, and can prevent the central portion (seam) of scanning. It is an object of the present invention to provide an optical scanning device which can eliminate the step of the beam diameter.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明で
は、光源毎に設けられた2つの第1光学系から回転多面
鏡の同一反射面へ2つのビームが主走査方向及び副走査
方向にそれぞれ異なる角度で入射する。
According to the first aspect of the present invention, two beams are applied from the two first optical systems provided for each light source to the same reflecting surface of the rotary polygon mirror in the main scanning direction and the sub-scanning direction. At different angles.

【0021】そして、回転多面鏡が回転する間に、主走
査方向に2つのビームがそれぞれ所定の角度範囲で偏向
される。主走査方向に偏向されたビームは、単一の結像
光学系を通じ、2つの反射鏡で個々に反射され、被走査
面の1ラインを2分割走査する。
Then, while the rotary polygon mirror rotates, the two beams are each deflected in the main scanning direction within a predetermined angle range. The beam deflected in the main scanning direction is individually reflected by two reflecting mirrors through a single imaging optical system, and scans one line of the surface to be scanned in two.

【0022】これら2つのビームは、反射鏡の位置では
副走査方向に十分離れているので、不要光が他方の反射
鏡で反射されず、結果として二重書き込みを回避するこ
とができる。
Since these two beams are sufficiently separated in the sub-scanning direction at the position of the reflecting mirror, unnecessary light is not reflected by the other reflecting mirror, and as a result, double writing can be avoided.

【0023】また、少なくとも一方の第1光学系を構成
するシリンドリカルレンズの母線を光軸に対して所定角
度回転させることで、つなぎ目でのビーム径の段差を解
消することができる。
Further, by rotating the generating line of the cylindrical lens constituting at least one of the first optical systems by a predetermined angle with respect to the optical axis, the step of the beam diameter at the joint can be eliminated.

【0024】請求項2に記載の発明では、所定角度が理
想角度とされている。例えば、副走査方向の入射角度が
大きい方のシリンドリカルレンズの母線を光軸に対し
て、理想角度(主に主走査方向のビーム径が、全体的に
小さくなる角度をいう)となるように、回転させること
で、主走査方向及び副走査方向の両方で、つなぎ目のビ
ーム径が小さくなり、副走査方向の入射角度が小さい方
のビームとの段差を小さくすることができる。
According to the second aspect of the present invention, the predetermined angle is an ideal angle. For example, with respect to the optical axis, the generatrix of the cylindrical lens having the larger incident angle in the sub-scanning direction becomes an ideal angle (an angle at which the beam diameter in the main scanning direction becomes smaller as a whole). By rotating, the beam diameter at the joint becomes smaller in both the main scanning direction and the sub-scanning direction, and the step difference from the beam having the smaller incident angle in the sub-scanning direction can be reduced.

【0025】請求項3に記載の発明では、所定角度が理
想角度と異なる角度とされている。このように、シリン
ドリカルレンズの母線を回転させることで、主走査方向
及び副走査方向の両方で、つなぎ目のビーム径を一層小
さくして段差をなくすことができる。
According to the third aspect of the invention, the predetermined angle is different from the ideal angle. As described above, by rotating the generating line of the cylindrical lens, the beam diameter at the joint can be further reduced in both the main scanning direction and the sub-scanning direction to eliminate a step.

【0026】なお、理想角度と異なる角度とすること
で、走査線のつなぎ目と反対側(走査開始側又は走査終
了側)のビーム径は太くなってしまうが、程度問題であ
り、実使用上で問題のないレベルに調整することは可能
である。
By making the angle different from the ideal angle, the beam diameter on the side opposite to the seam of the scanning lines (on the scanning start side or on the scanning end side) becomes large. It is possible to adjust to a level without problems.

【0027】請求項4に記載の発明では、第1光学系を
構成するスリットの副走査方向の開口幅がそれぞれ異な
っている。
According to the fourth aspect of the invention, the slits constituting the first optical system have different opening widths in the sub-scanning direction.

【0028】請求項1から請求項3の発明のように、シ
リンドリカルレンズの母線を回転させれば、つなぎ目に
おける主走査方向のビーム径の段差をなくすことは可能
である。しかし、副走査方向のビーム径の動きは独立で
あるため、調整具合によっては段差があまり小さくなら
ない場合も考えられる。
If the generatrix of the cylindrical lens is rotated as in the first to third aspects of the present invention, it is possible to eliminate a step in the beam diameter in the main scanning direction at the joint. However, since the movement of the beam diameter in the sub-scanning direction is independent, the step may not be so small depending on the degree of adjustment.

【0029】そこで、いずれか一方のスリットの副走査
方向の開口幅を変更することで、副走査方向においてビ
ーム径の段差をなくすことができる(スリット幅が広い
と、F/Noが小さくなり、ビーム径が小さくなるとい
う現象を利用)。
Therefore, by changing the opening width of one of the slits in the sub-scanning direction, a step in the beam diameter can be eliminated in the sub-scanning direction. Utilizing the phenomenon that the beam diameter becomes smaller).

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】図1に示すように、本形態に係る
光走査装置10には、ポリゴンミラー12の回転中心と
感光体14の走査中央位置を結ぶ中心線CLに対して、
2つの光源部16A、16Bが対称に配置されている。
光源部16A、16Bは、略ガウシアン分布のレーザビ
ームを発光する半導体レーザで構成されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As shown in FIG. 1, an optical scanning device 10 according to the present embodiment has a center line CL connecting a rotation center of a polygon mirror 12 and a scanning center position of a photosensitive member 14 with respect to a center line CL.
The two light source units 16A and 16B are symmetrically arranged.
The light source units 16A and 16B are composed of semiconductor lasers that emit a laser beam having a substantially Gaussian distribution.

【0031】なお、以下、光源部16Aから出射される
レーザビームをビームA(破線表示)、光源部16Bか
ら出射されるレーザビームをビームB(実線表示)と区
別する。そして、図2に示すように、光源部16Aは、
ビームAがポリゴンミラー12の反射面12aへポリゴ
ンミラー12の回転軸Mと直交する平面Hに対して1.
2°の入射角度で、光源部16Bは、ビームBがポリゴ
ンミラー12の反射面12aへ平面Hに対して2.7°
の入射角度で、入射するように配置されている。
Hereinafter, the laser beam emitted from the light source 16A is distinguished from the beam A (indicated by a broken line), and the laser beam emitted from the light source 16B is distinguished from the beam B (indicated by a solid line). Then, as shown in FIG.
The beam A is directed to the reflection surface 12 a of the polygon mirror 12 with respect to a plane H orthogonal to the rotation axis M of the polygon mirror 12.
At an incident angle of 2 °, the light source unit 16B transmits the beam B to the reflecting surface 12a of the polygon mirror 12 at 2.7 ° with respect to the plane H.
At an angle of incidence.

【0032】一方、光源部16A、16Bから発光され
縦横に異なった拡がり角をもったビームは、コリメータ
レンズ18A、18Bで略平行光とされるが、コリメー
タレンズ18A、18Bと光源部16A、16Bとの間
隔が、コリメータレンズ18A、18Bの焦点距離より
約1mm小さくされているので、コリメータレンズ18
A、18Bを通過したビームは、緩い発散光となる。
On the other hand, beams emitted from the light source sections 16A and 16B and having different divergent angles in the vertical and horizontal directions are made substantially collimated by the collimator lenses 18A and 18B, but the collimator lenses 18A and 18B and the light source sections 16A and 16B Is about 1 mm smaller than the focal length of the collimator lenses 18A and 18B.
The beams that have passed through A and 18B become loosely divergent light.

【0033】その直後、ビーム整形用のスリット20
A、20Bによって、発散光の中央のみの光が通過し、
シリンドリカルレンズ22A、22Bにより、ポリゴン
ミラー12の反射面の近傍に副走査方向に収束する光と
される。
Immediately thereafter, the slit 20 for beam shaping is used.
A, 20B allows only the center of the divergent light to pass through,
The light converges in the sub-scanning direction near the reflecting surface of the polygon mirror 12 by the cylindrical lenses 22A and 22B.

【0034】シリンドリカルレンズ22A、22Bを通
過したビームは、中心線CLに対して対称に配置された
反射ミラー24A、24Bで反射される。反射ミラー2
4AはビームAを、中心線CLに対して、主走査方向へ
+α(12.8°)及び副走査方向へ1.2°の入射角
度で、また、反射ミラー24BはビームBを、中心線C
Lに対して、主走査方向へ−α(−12.8°)及び副
走査方向へ2.7°の入射角度で、ポリゴンミラー12
の同一反射面へ入射させる。
The beams passing through the cylindrical lenses 22A and 22B are reflected by reflection mirrors 24A and 24B symmetrically arranged with respect to the center line CL. Reflection mirror 2
4A shows the beam A at an incident angle of + α (12.8 °) in the main scanning direction and 1.2 ° in the sub-scanning direction with respect to the center line CL, and the reflecting mirror 24B shows the beam B with the center line. C
L at an incident angle of -α (-12.8 °) in the main scanning direction and 2.7 ° in the sub-scanning direction,
To the same reflection surface.

【0035】反射ミラー24A、24Bとポリゴンミラ
ー12との間には、主走査方向にのみパワーを有する2
枚組のfθレンズ26、28が配設されており、このf
θレンズ26、28を通過したビームA、ビームBは、
ポリゴンミラー12の面幅より広い略平行光(Do)と
なって入射する(図8参照)。
Between the reflecting mirrors 24A and 24B and the polygon mirror 12, there is a power source 2 having power only in the main scanning direction.
A set of fθ lenses 26 and 28 is provided.
Beams A and B passing through θ lenses 26 and 28 are
The light enters as substantially parallel light (Do) wider than the surface width of the polygon mirror 12 (see FIG. 8).

【0036】このポリゴンミラー12で偏向されたビー
ムA、ビームBは、再びfθレンズ26、28を通過
し、ビームAはシリンドリカルミラー30Aで、ビーム
Bはシリンドリカルミラー30Bで反射され、感光体1
4の上に結像する。
The beams A and B deflected by the polygon mirror 12 pass through the fθ lenses 26 and 28 again. The beam A is reflected by the cylindrical mirror 30A, and the beam B is reflected by the cylindrical mirror 30B.
Image on 4.

【0037】このシリンドリカルミラー30A、30B
は、ポリゴンミラー12の各反射面の副走査方向の傾き
のバラツキによって起る走査位置のズレ(面倒れ誤差と
呼ばれる)を補正する。
The cylindrical mirrors 30A and 30B
Corrects a scan position shift (called a surface tilt error) caused by a variation in the inclination of each reflection surface of the polygon mirror 12 in the sub-scanning direction.

【0038】一方、fθレンズ26、28の作用によっ
て、結像によって感光体14の上に生じるビームのスポ
ットは、ビームAのスポットが感光体14の表面をか
らに向かって、ビームBのスポットが感光体14の表
面をからに向かって、主走査方向にほぼ等速度で分
割走査する。
On the other hand, due to the action of the fθ lenses 26 and 28, the spot of the beam generated on the photoconductor 14 due to the image formation is such that the spot of the beam A goes from the surface of the photoconductor 14 to the spot of the beam B, The surface of the photoconductor 14 is divided and scanned at a substantially constant speed in the main scanning direction from the surface.

【0039】このようにして、1ラインの走査が行われ
ると、ポリゴンミラー12の次の反射面によってビーム
A、ビームBが偏向され、次のラインの走査が行われ
る。
When scanning of one line is performed in this manner, the beams A and B are deflected by the next reflection surface of the polygon mirror 12, and scanning of the next line is performed.

【0040】そして、これらのラインにおける画像記録
が行われる書き出し位置を設定するために、fθレンズ
26、28を通過したビームAの経路上にSOS(St
artOfScan)32が配設されている。このSO
S32は、制御部に接続されており、制御部はSOS3
2の出力信号を検出した時点から所定時間経過した後、
画像信号の変調を開始するようになっている。
Then, in order to set a write start position where image recording is performed on these lines, the SOS (St) is set on the path of the beam A passing through the fθ lenses 26 and 28.
(ArtOfScan) 32 is provided. This SO
S32 is connected to the control unit, and the control unit executes SOS3
After a lapse of a predetermined time from the time when the output signal of No. 2 is detected,
The modulation of the image signal is started.

【0041】また、ビームBは、ビームAのSOS32
の出力信号と同期して、所定時間経過した時点で、画像
信号の変調が開始され、ビームAがからに向かって
走査すると同時に、からに向かって分割走査を行
う。
The beam B is the SOS 32 of the beam A.
At the point in time when a predetermined time elapses in synchronization with the output signal, the modulation of the image signal is started, and at the same time, the beam A scans in the forward direction and simultaneously performs the divided scanning in the backward direction.

【0042】次に、本形態に係る光走査装置の作用を説
明する。ビームAとビームBは、図1に示すように、走
査中央位置を通る中心線CLに対して角度範囲±2α
(走査角)の1/2の角度±αをなすように、ポリゴン
ミラー12へ入射される。
Next, the operation of the optical scanning device according to this embodiment will be described. As shown in FIG. 1, the beam A and the beam B have an angle range of ± 2α with respect to a center line CL passing through the scanning center position.
The light is incident on the polygon mirror 12 so as to form an angle ± α of (of the (scan angle).

【0043】さらに、ポリゴンミラー12の走査角(ビ
ームが走査角度±2αの範囲を走査される間にポリゴン
ミラー12が回転する角度)が、ビームAとビームBの
入射角度と同じα(±α/2)とされている。すなわ
ち、ポリゴンミラー12が角度α回転するうちに、入射
されたビームAがから、ビームBがからまで走
査される。
Further, the scanning angle of the polygon mirror 12 (the angle at which the polygon mirror 12 rotates while the beam scans within the range of the scanning angle ± 2α) is the same as the incident angle of the beams A and B (α / 2). That is, while the polygon mirror 12 rotates by the angle α, the scanning is performed from the incident beam A to the incident beam B.

【0044】なお、本形態では、副走査方向の入射角
を、ビームAは1.2°、ビームBは2.7°としてい
るが、入射角度は小さい方が感光体14の上における光
学特性の劣化が起りにくい。しかし、シリンドリカルミ
ラー30Aが不要光NA をシリンドリカルミラー30B
が不要光NB を反射して二重書き込みをしないように、
シリンドリカルミラーを実装する上において、ビームA
とビームBの間隔を副走査方向においてある程度確保す
る必要があるので、2つの条件を勘案して副走査方向の
入射角を決定する必要がある。
In this embodiment, the incident angle in the sub-scanning direction is set to 1.2 ° for the beam A and 2.7 ° for the beam B. Hardly deteriorates. However, the cylindrical mirror 30A is cylindrical mirror 30B unnecessary light N A
To avoid the double writing reflects unnecessary light N B,
When mounting a cylindrical mirror, beam A
Therefore, it is necessary to determine the incident angle in the sub-scanning direction in consideration of two conditions.

【0045】次に、つなぎ目でのビーム径の段差につい
て具体的数字を挙げて説明する。ポリゴンミラー12の
面数n=24面、入射角=走査角/2=α=12.8
°、ビームAの副走査方向の入射角1.2°、ビームB
の副走査方向の入射角2.7°、ポリゴンミラー12の
径=46mm、光源としての半導体レーザの波長入=7
80mm、そして、fθレンズ26、28を以下のもの
とする。
Next, the step of the beam diameter at the joint will be described with reference to specific figures. The number n of surfaces of the polygon mirror 12 is 24, the incident angle = scanning angle / 2 = α = 12.8.
°, incident angle of beam A in the sub-scanning direction of 1.2 °, beam B
Angle of incidence in the sub-scanning direction of 2.7 °, diameter of polygon mirror 12 = 46 mm, wavelength input of semiconductor laser as light source = 7
80 mm and the fθ lenses 26 and 28 are as follows.

【0046】ポリゴンミラー12とfθレンズ26の間
隔を18.5mm、fθレンズ26のポリゴンミラー1
2側の面の曲率半径(主走査方向のみ)を170.43
mm、fθレンズ26のポリゴンミラー12から遠い側
の面は平面、fθレンズ26の厚さを9mm、fθレン
ズ26の屈折率を1.609110、fθレンズ26と
fθレンズ28の間隔を25.998mm、fθレンズ
28のポリゴンミラー12側の面を∞、fθレンズ28
のポリゴンミラー12から遠い側の面の曲率半径を12
2.67mm、fθレンズ28の厚さを10mm、fθ
レンズ28の屈折率を1.712268。
The distance between the polygon mirror 12 and the fθ lens 26 is 18.5 mm, and the polygon mirror 1 of the fθ lens 26 is
The radius of curvature of the surface on the second side (only in the main scanning direction) is 170.43
mm, the surface of the fθ lens 26 remote from the polygon mirror 12 is flat, the thickness of the fθ lens 26 is 9 mm, the refractive index of the fθ lens 26 is 1.609110, and the distance between the fθ lens 26 and the fθ lens 28 is 25.998 mm. , Fθ lens 28 at the polygon mirror 12 side
The radius of curvature of the surface farther from the polygon mirror 12 is 12
2.67 mm, thickness of fθ lens 28 is 10 mm, fθ
The refractive index of the lens 28 is 1.712268.

【0047】また、fθレンズ26のポリゴンミラー1
2から遠い側のシリンドリカルミラーまでの距離を、ビ
ームAが276.8mm/ビームBが271mm、シリ
ンドリカルミラーの入出射角度を、ビームAが62°/
ビームBが65.6°、シリンドリカルミラーから感光
体までの距離を、ビームAが96.2mm/ビームBが
101.3mm、スリットの副走査方向の開口幅Nをビ
ームA及びビームBとも1.8mmとする。
The polygon mirror 1 of the fθ lens 26
The distance from the cylindrical mirror on the side farther from 2 to the cylindrical mirror was 276.8 mm for beam A / 271 mm for beam B, the incident / exit angle of the cylindrical mirror was 62 ° /
The beam B is 65.6 °, the distance from the cylindrical mirror to the photoconductor, the beam A is 96.2 mm / the beam B is 101.3 mm, and the opening width N of the slit in the sub-scanning direction is 1. 8 mm.

【0048】上記の条件において、図3に示すように、
光軸Lに対するシリンドリカルレンズ22の母線Mの回
転角度θを初期のシリンドリカルレンズ22のセット位
置に対して理想角度(ビームAは0.5°、ビームBは
1.0°)とする。
Under the above conditions, as shown in FIG.
The rotation angle θ of the generating line M of the cylindrical lens 22 with respect to the optical axis L is an ideal angle (0.5 ° for the beam A and 1.0 ° for the beam B) with respect to the initial set position of the cylindrical lens 22.

【0049】これにより、図4及び図5に示すように、
つなぎ目でのビーム径は、ビームAが主走査方向62μ
m:副走査方向59μm、ビームBが主走査方向68μ
m:副走査方向70μmとなり段差が小さくなる。
As a result, as shown in FIGS. 4 and 5,
The beam diameter at the joint is such that the beam A is 62 μm in the main scanning direction.
m: 59 μm in the sub-scanning direction, the beam B is 68 μm in the main scanning direction
m: 70 μm in the sub-scanning direction, and the step is reduced.

【0050】また、光軸Lに対するシリンドリカルレン
ズ22の母線Mの回転角度θを、初期のシリンドリカル
レンズ22のセット位置に対して理想角度と異なる角度
(ビームAは0.2°、ビームBは1.1°)とする。
The rotation angle θ of the generatrix M of the cylindrical lens 22 with respect to the optical axis L is different from the ideal angle with respect to the initial set position of the cylindrical lens 22 (the beam A is 0.2 ° and the beam B is 1 °). .1 °).

【0051】これにより、つなぎ目でのビーム径は、ビ
ームAが主走査方向65μm:副走査方向64μm、ビ
ームBが主走査方向65μm:副走査方向66.5μm
となり、主走査方向の段差はなくなり、副走査方向の段
差は一層小さくなる。
As a result, the beam diameter at the joint is as follows: beam A is 65 μm in the main scanning direction: 64 μm in the sub-scanning direction, and beam B is 65 μm in the main scanning direction: 66.5 μm in the sub-scanning direction.
The step in the main scanning direction is eliminated, and the step in the sub-scanning direction is further reduced.

【0052】このように、母線Mを回転させることで、
つなぎ目でのビーム径の段差を解消することができる。
このため、2つの第1光学系(シリンドリカルレンズ、
コリメータレンズ、スリット)を、共通部材で構成する
ことができる。
As described above, by rotating the bus M,
The step of the beam diameter at the joint can be eliminated.
Therefore, two first optical systems (cylindrical lens,
(A collimator lens and a slit) can be constituted by a common member.

【0053】ここで、ビームA側のスリット20Aの副
走査方向の開口幅Nを1.7mmに変更すると、図6に
示すように、つなぎ目でのビーム径は、ビームAが主走
査方向65μm(図5参照):副走査方向66.5μ
m、ビームBが主走査方向65μm(図5参照):副走
査方向66.5μmとなり、主走査方向と副走査方向の
段差を無くすことができる。
Here, if the opening width N of the slit 20A on the beam A side in the sub-scanning direction is changed to 1.7 mm, the beam diameter at the joint becomes 65 μm (in the main scanning direction) as shown in FIG. (See FIG. 5): 66.5 μ in the sub-scanning direction
m and the beam B are 65 μm in the main scanning direction (see FIG. 5): 66.5 μm in the sub-scanning direction, and a step between the main scanning direction and the sub-scanning direction can be eliminated.

【0054】なお、ビームB側のスリット20Bの副走
査方向の開口幅を広くすることによっても、同様に段差
をなくすことができることは無論である。
It is a matter of course that the step can also be eliminated by increasing the opening width of the slit 20B on the beam B side in the sub-scanning direction.

【0055】[0055]

【発明の効果】本発明は以上の構成としたので、請求項
1では、オーバーフィルド光学系を採用することで、ポ
リゴンミラーの径を大きくせず、装置の高速化と高解像
度化を達成し、また、分割走査方式を採用することで、
焦点距離(光路長)を長くせず、広い走査幅を確保する
ことができる。
According to the present invention, the overfilled optical system is employed in the present invention to increase the speed and resolution of the apparatus without increasing the diameter of the polygon mirror. , And by adopting the split scanning method,
A wide scanning width can be ensured without increasing the focal length (optical path length).

【0056】また、これに加えて、二重書き込みという
問題を解消し、さらに、2つのビームのつなぎ目でのビ
ーム径の段差を解消することができる。
In addition to this, the problem of double writing can be solved, and furthermore, the step of the beam diameter at the joint of two beams can be solved.

【0057】請求項2の発明では、シリンドリカルレン
ズの回転角度を理想角度とすることで、副走査方向の入
射角度が小さい方のビームとの段差を小さくすることが
できる。
According to the second aspect of the present invention, by setting the rotation angle of the cylindrical lens to an ideal angle, a step with a beam having a smaller incident angle in the sub-scanning direction can be reduced.

【0058】請求項3の発明では、シリンドリカルレン
ズの回転角度を理想角度と異なる角度とすることで、主
走査方向及び副走査方向の両方で、つなぎ目のビーム径
を一層小さくして段差をなくすことができる。
According to the third aspect of the invention, by setting the rotation angle of the cylindrical lens to an angle different from the ideal angle, the beam diameter at the joint can be further reduced in both the main scanning direction and the sub-scanning direction to eliminate a step. Can be.

【0059】請求項4の発明では、スリットの開口幅を
変更することで、副走査方向においてビーム径の段差を
なくすことができる。
According to the fourth aspect of the present invention, by changing the opening width of the slit, a step in the beam diameter in the sub-scanning direction can be eliminated.

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

【図1】本発明の形態に係る光走査装置の構成図であ
る。
FIG. 1 is a configuration diagram of an optical scanning device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の形態に係る光走査装置の概略側面図で
ある。
FIG. 2 is a schematic side view of an optical scanning device according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の形態に係る光走査装置の第1光学系を
示す斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view showing a first optical system of the optical scanning device according to the embodiment of the present invention.

【図4】副走査方向のビーム径の変化の様子を示すグラ
フである。
FIG. 4 is a graph showing how a beam diameter changes in the sub-scanning direction.

【図5】主走査方向のビーム径の変化の様子を示すグラ
フである。
FIG. 5 is a graph showing how the beam diameter changes in the main scanning direction.

【図6】スリットの開口幅とビーム径との関係を示すグ
ラフである。
FIG. 6 is a graph showing a relationship between an opening width of a slit and a beam diameter.

【図7】従来の光走査装置の構成図である。FIG. 7 is a configuration diagram of a conventional optical scanning device.

【図8】不要光を説明する概念図である。FIG. 8 is a conceptual diagram illustrating unnecessary light.

【図9】従来の他の光走査装置の概略側面図である。FIG. 9 is a schematic side view of another conventional optical scanning device.

【図10】従来の他の光走査装置の概略平面図である。FIG. 10 is a schematic plan view of another conventional optical scanning device.

【図11】ポリゴンミラーへ入出射するビームを示す平
面図である。
FIG. 11 is a plan view showing beams entering and exiting a polygon mirror.

【図12】ポリゴンミラーへ入出射するビームを示す側
面図である。
FIG. 12 is a side view showing beams entering and exiting a polygon mirror.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12 ポリゴンミラー(回転多面鏡) 16A 光源(第1光学系) 16B 光源(第1光学系) 18A スリット(第1光学系) 18B スリット(第1光学系) 22A シリンドリカルレンズ(第1光学系) 22B シリンドリカルレンズ(第1光学系) 30A シリンドリカルミラー(反射鏡) 30B シリンドリカルミラー(反射鏡) M 母線 12 polygon mirror (rotating polygon mirror) 16A light source (first optical system) 16B light source (first optical system) 18A slit (first optical system) 18B slit (first optical system) 22A cylindrical lens (first optical system) 22B Cylindrical lens (first optical system) 30A Cylindrical mirror (reflection mirror) 30B Cylindrical mirror (reflection mirror) M Bus bar

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 2つの光源と、光源毎に設けられた2つ
の第1光学系と、主走査方向及び副走査方向にそれぞれ
ことなる角度で前記第1光学系から入射した2つのビー
ムを同一反射面で偏向する回転多面鏡と、単一の結像光
学系を通じて前記回転多面鏡で偏向された2つのビーム
を個々に反射して被走査面上を分割走査させる2つの反
射鏡と、を備えた光走査装置において、 少なくとも一方の前記光学系を構成するシリンドリカル
レンズを、その母線が光軸に対して所定角度回転した状
態で配置したことを特徴とする光走査装置。
1. Two light sources, two first optical systems provided for each light source, and two beams incident from the first optical system at different angles in the main scanning direction and the sub-scanning direction are the same. A rotating polygon mirror that deflects on the reflecting surface, and two reflecting mirrors that individually reflect the two beams deflected by the rotating polygon mirror through a single imaging optical system and divide and scan the surface to be scanned. An optical scanning device comprising: an optical scanning device, wherein at least one of the cylindrical lenses constituting the optical system is arranged in a state where its generating line is rotated by a predetermined angle with respect to an optical axis.
【請求項2】 前記所定角度が、理想角度であることを
特徴とする請求項1に記載の光走査装置。
2. The optical scanning device according to claim 1, wherein the predetermined angle is an ideal angle.
【請求項3】 前記所定角度が、理想角度と異なること
を特徴とする請求項1に記載の光走査装置。
3. The optical scanning device according to claim 1, wherein the predetermined angle is different from an ideal angle.
【請求項4】 前記第1光学系を構成するスリットの副
走査方向の開口幅がそれぞれ異なることを特徴とする請
求項1から請求項3の何れかに記載の光走査装置。
4. The optical scanning device according to claim 1, wherein the slits constituting the first optical system have different opening widths in the sub-scanning direction.
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