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JP2001033724A - Laser scanner - Google Patents

Laser scanner

Info

Publication number
JP2001033724A
JP2001033724A JP11208028A JP20802899A JP2001033724A JP 2001033724 A JP2001033724 A JP 2001033724A JP 11208028 A JP11208028 A JP 11208028A JP 20802899 A JP20802899 A JP 20802899A JP 2001033724 A JP2001033724 A JP 2001033724A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
scanning
optical system
axis
mirror
shows
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.)
Pending
Application number
JP11208028A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshihiro Inagaki
義弘 稲垣
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.)
Minolta Co Ltd
Original Assignee
Minolta 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 Minolta Co Ltd filed Critical Minolta Co Ltd
Priority to JP11208028A priority Critical patent/JP2001033724A/en
Publication of JP2001033724A publication Critical patent/JP2001033724A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Lenses (AREA)
  • Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
  • Laser Beam Printer (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wide-angle laser scanner having excellent image-forming performance. SOLUTION: This scanner is constituted so that a laser beam 2 emitted from a laser beam source 1 is deflected by a polygon mirror 5 so as to scan an image surface 7a of a photoreceptor 7, and it is formed into an image on the image surface 7a by a scanning optical system 6 arranged on an optical path. The optical system 6 is provided with 1st and 2nd scanning lenses 6a and 6b having a surface whose shape in a main scanning direction is asymmetric right and left.

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、レーザープリンタ
ー等に応用されるレーザー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 a laser scanning device applied to a laser printer or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、このようなレーザー走査装置
の分野では、例えば特開平8−334687号公報に記
載されている如く、主走査方向について非対称な面を用
いて、主走査の像面湾曲とディストーションを補正する
技術が提案されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in the field of such a laser scanning apparatus, for example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-334687, the field curvature of the main scanning is made by using an asymmetric surface in the main scanning direction. And a technique for correcting distortion have been proposed.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平8−334687号公報に記載されているような構
成では、抑えるべき収差が像面湾曲とディストーション
の二つであるにも拘らず、非対称な面が1面であるか、
或いは同一のレンズの表裏に非対称な面を設ける構成と
しているため、収差補正の自由度が不足しており、補正
に限界があるという問題がある。像面湾曲やディストー
ションの左右非対称性は、画像を走査するポリゴンミラ
ーに起因し、その影響は走査範囲の広角化に伴って顕著
になる。
However, in the configuration described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-334687, the aberration to be suppressed is asymmetrical despite the two curvatures of field curvature and distortion. Whether the surface is one,
Alternatively, since an asymmetric surface is provided on the front and back of the same lens, the degree of freedom of aberration correction is insufficient, and there is a problem that the correction is limited. The field curvature and the left-right asymmetry of distortion are caused by a polygon mirror that scans an image, and the influence thereof becomes remarkable as the scanning range becomes wider.

【0004】本発明は、このような問題点に鑑み、広角
でしかも良好な結像性能を有するレーザー走査装置を提
供する事を目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a laser scanning device having a wide angle and good imaging performance.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、光源から射出されたレーザー光を偏向
器で偏向して被走査面上を走査するとともに、光路上に
配置された走査光学系にてその被走査面上に結像させる
レーザー走査装置において、前記走査光学系は、主走査
方向の形状が左右非対称な面を有する光学部品を少なく
とも二つ持つ請求項1の構成とする。
In order to achieve the above object, according to the present invention, a laser beam emitted from a light source is deflected by a deflector to scan a surface to be scanned, and is arranged on an optical path. 2. The laser scanning device according to claim 1, wherein said scanning optical system has at least two optical components having surfaces that are asymmetric in the main scanning direction. I do.

【0006】また、前記光学部品は、ミラー或いはレン
ズである請求項1に記載の請求項2の構成とする。
[0006] The optical component may be a mirror or a lens.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。図1は、本発明のレ
ーザー走査装置の第1の実施形態の概略構成を示す斜視
図である。同図に示すように、レーザー光源1から出た
レーザービーム2は、コリメータレンズ3を通過して平
行光となった後、シリンダレンズ4を通過してポリゴン
ミラー5の反射面5a近傍で副走査方向のみ集光され
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a first embodiment of the laser scanning device of the present invention. As shown in FIG. 1, a laser beam 2 emitted from a laser light source 1 passes through a collimator lens 3 to become parallel light, and then passes through a cylinder lens 4 in the vicinity of a reflection surface 5a of a polygon mirror 5 to perform sub-scanning. Light is collected only in the direction.

【0008】さらに、矢印のように回転軸5bの周りを
回転するポリゴンミラー5によって偏向され、続いて走
査光学系6によって屈折,反射され、筒形の感光体7上
の像面7aに集光し、潜像を形成する。ポリゴンミラー
5が回転する事によって各反射面5aが回転し、回転す
る感光体7上の像面7aをレーザービーム2が走査して
潜像を描いてゆく。走査光学系6は、レーザービームが
通過する順に、第1走査レンズ6a,第2走査レンズ6
b,走査ミラー6cより成る。
Further, the light is deflected by a polygon mirror 5 rotating around a rotation axis 5b as shown by an arrow, and subsequently refracted and reflected by a scanning optical system 6, and condensed on an image surface 7a on a cylindrical photosensitive member 7. To form a latent image. As the polygon mirror 5 rotates, each reflecting surface 5a rotates, and the laser beam 2 scans the rotating image surface 7a on the photosensitive member 7 to draw a latent image. The scanning optical system 6 includes a first scanning lens 6a and a second scanning lens 6 in the order in which the laser beam passes.
b, consisting of a scanning mirror 6c.

【0009】図2は、本発明の第1の実施形態における
走査光学系の形状を示す図である。同図(a)は平面
図、同図(b)は側面図を表している。同図に示すよう
に、光軸X(偏向角0の時のポリゴンミラー5からの反
射光、以下同様)をx軸、主走査方向をy軸、副走査方
向をz軸に取っている。ここでは、同図(a)の矢印A
で示す方向より、レーザービーム2がポリゴンミラー5
の反射面5aに入射する。
FIG. 2 is a diagram showing the shape of the scanning optical system according to the first embodiment of the present invention. FIG. 1A shows a plan view, and FIG. 1B shows a side view. As shown in the figure, the optical axis X (reflected light from the polygon mirror 5 when the deflection angle is 0, the same applies hereinafter) is set on the x axis, the main scanning direction is set on the y axis, and the sub scanning direction is set on the z axis. Here, the arrow A in FIG.
The laser beam 2 is directed from the polygon mirror 5
To the reflection surface 5a.

【0010】尚、ここでの反射面5aと光軸Xとが交わ
る点を原点とする。同図では走査ミラー6cは図示を省
略し、ここでの光路は曲げられないものとして描いてあ
る。また、各面の面番号に従って、順にポリゴンミラー
5の反射面5aをr0、第1走査レンズ6aの入射面を
r1、射出面をr2、第2走査レンズ6bの入射面をr
3、射出面をr4、感光体7上の像面7aをr5とお
く。
The point at which the reflection surface 5a and the optical axis X intersect is defined as the origin. In the figure, the scanning mirror 6c is not shown, and the optical path here is drawn as being not bent. Also, in accordance with the surface number of each surface, the reflecting surface 5a of the polygon mirror 5 is denoted by r0, the incident surface of the first scanning lens 6a is denoted by r1, the emitting surface is denoted by r2, and the incident surface of the second scanning lens 6b is denoted by r.
3, the exit surface is r4, and the image surface 7a on the photoconductor 7 is r5.

【0011】また表1は、この走査光学系のコンストラ
クションデータを表している。同表では、ポリゴンミラ
ー5の反射面5a、走査光学系6の第1走査レンズ6
a,第2走査レンズ6b、感光体7上の像面7aについ
て、上述した面番号に従って、曲率,光軸X上の面間
隔,屈折率を示している。長さに関する数値の単位はm
mである。
Table 1 shows the construction data of the scanning optical system. In the table, the reflection surface 5a of the polygon mirror 5, the first scanning lens 6 of the scanning optical system 6,
a, the second scanning lens 6b, and the image surface 7a on the photosensitive member 7 indicate the curvature, the surface interval on the optical axis X, and the refractive index according to the above-described surface numbers. The unit of the numerical value for the length is m
m.

【0012】[0012]

【表1】 [Table 1]

【0013】ここでの自由曲面である第2面及び第3面
の面形状は、次式によって表される。
The surface shapes of the second and third surfaces, which are free-form surfaces, are represented by the following equations.

【数1】 但し、座標系は、上述したように、光軸をx軸、主走査
方向をy軸、副走査方向をz軸に取っている。上式にお
いて、zが0次の項は、主走査の形状を表現する。ま
た、副走査断面内の形状は放物線であり、zが2次の項
は、その放物線の頂点付近の曲率を表現する。また、z
が1次の項は全て0であり、副走査断面の放物線の頂点
は、その主走査方向の位置によらず、xy平面上にあ
る。
(Equation 1) However, as described above, the coordinate system uses the optical axis as the x-axis, the main scanning direction as the y-axis, and the sub-scanning direction as the z-axis. In the above equation, the term in which z is the 0th order represents the shape of the main scanning. The shape in the sub-scanning section is a parabola, and the term with a quadratic z expresses the curvature near the vertex of the parabola. Also, z
Are all 0, and the vertex of the parabola of the sub-scan section is on the xy plane regardless of the position in the main scanning direction.

【0014】また、表2,表3に、それぞれ第2面,第
3面について、上記数1で示した面の式における、yが
i次でzがj次の係数aijの値が、i行j列の行列で示
されている。ここで、表中のEn(nは整数)は、×1
nを表す。例えば、E−03は、×10-3となる。
In Tables 2 and 3, for the second and third surfaces, respectively, the values of the coefficients a ij where y is the i-th order and z is the j-th order in the expression of the surface expressed by the above equation (1) are as follows: It is shown by a matrix of i rows and j columns. Here, En (n is an integer) in the table is × 1
Representing a 0 n. For example, E-03 becomes × 10 -3 .

【0015】[0015]

【表2】 [Table 2]

【0016】[0016]

【表3】 [Table 3]

【0017】図3は、本実施形態における走査光学系の
性能を示す図である。同図(a)は像面湾曲、同図
(b)はディストーションを示している。(a)におい
ては、横軸に偏向角(deg)、縦軸にデフォーカス量
(mm)を取り、副走査方向及び主走査方向について像
面湾曲を示している。尚、副走査方向の像面湾曲を◆及
び実線による曲線aで示し、主走査方向の像面湾曲を■
及び実線による曲線bで示している。
FIG. 3 is a diagram showing the performance of the scanning optical system in the present embodiment. FIG. 1A shows the field curvature, and FIG. 1B shows the distortion. In (a), the horizontal axis indicates the deflection angle (deg) and the vertical axis indicates the defocus amount (mm), and indicates the field curvature in the sub-scanning direction and the main scanning direction. The curvature of field in the sub-scanning direction is indicated by ◆ and the curve a by a solid line, and the curvature of field in the main scanning direction is ■.
And a curve b by a solid line.

【0018】(b)においては、横軸に偏向角(de
g)、縦軸にディストーション(%)を取り、ディスト
ーションを示している。以上の図より、本実施形態で
は、左右非対称な面を有する走査レンズを二つ持つ事に
より、各収差が良好に補正されている事が分かる。
In (b), the horizontal axis represents the deflection angle (de)
g), the distortion (%) is shown on the vertical axis, and the distortion is shown. From the above figures, it can be seen that, in the present embodiment, each of the aberrations is satisfactorily corrected by having two scanning lenses having left-right asymmetric surfaces.

【0019】図4は、本実施形態の自由曲面について、
非対称成分のみを抽出して示したものである。同図
(a)は第2面について、同図(b)は第3面について
それぞれ示している。各図においては、横軸にY座標
(mm)、縦軸に左右非対称分(mm)を取っている。
これらの図に示すような非対称成分が、各面に含まれて
いる事が分かる。
FIG. 4 shows a free-form surface of this embodiment.
This shows only the asymmetric component extracted. FIG. 3A shows the second surface, and FIG. 3B shows the third surface. In each figure, the horizontal axis represents the Y coordinate (mm), and the vertical axis represents the left-right asymmetry (mm).
It can be seen that an asymmetric component as shown in these figures is included in each surface.

【0020】図5は、左右非対称面を2面使う事の優位
性を示す図である。同図では、本実施形態の走査光学系
の主走査について、自由度の与え方を変えて設計し直
し、ディストーションを見ている。左右非対称性を無く
すには、上記数1のzが0次でyが奇数次の係数を全て
0にすると良い。同図(a)は、第2面の非対称性を無
くした場合であり、同図(b)は第3面の非対称性を無
くした場合である。これらの結果より、図3(b)と比
較すると、大幅にディストーションが増加しており、二
つの面がそれぞれ左右非対称性を持つ事の効果が分か
る。
FIG. 5 is a diagram showing the superiority of using two left-right asymmetric surfaces. In the same figure, the main scanning of the scanning optical system of the present embodiment is redesigned by changing the way of giving degrees of freedom, and distortion is observed. In order to eliminate the left-right asymmetry, it is preferable to set all the coefficients of the above equation (1) where z is 0th order and y is an odd order. FIG. 11A shows a case where the asymmetry of the second surface is eliminated, and FIG. 10B shows a case where the asymmetry of the third surface is eliminated. From these results, it can be seen that the distortion is greatly increased as compared with FIG. 3B, and that the two surfaces have the left-right asymmetry.

【0021】図6は、左右非対称性を持つ二つの面が別
の光学部品上にある事の優位性を示す図である。同図
(a)は、本実施形態について、第3面を設計値より
0.1mmだけ主走査方向に平行に移動し、誤差を与え
たときの、主走査の像面湾曲を見たものであり、横軸に
偏向角(deg)、縦軸に主走査像面湾曲(mm)を取
っている。尚、設計上の値を◆及び実線による曲線aで
示し、誤差を与えた時の値を■及び実線による曲線bで
示している。
FIG. 6 is a diagram showing the advantage of having two surfaces having left-right asymmetry on different optical components. FIG. 7A shows the field curvature of the main scanning when the third surface is moved in parallel with the main scanning direction by 0.1 mm from the design value and an error is given. The horizontal axis indicates the deflection angle (deg), and the vertical axis indicates the main scanning field curvature (mm). Design values are indicated by ◆ and a curve a by a solid line, and values when an error is given are indicated by ■ and a curve b by a solid line.

【0022】一方、同図(b)は、本実施形態の第2面
の左右非対称成分を除去し、第4面に左右非対称性を持
たせて設計した走査光学系について、上記と同様にし
て、第3面を設計値より0.1mmだけ主走査方向に平
行に移動し、誤差を与えたときの、主走査の像面湾曲を
見たものである。ここでも横軸に偏向角(deg)、縦
軸に主走査像面湾曲(mm)を取っており、設計上の値
を◆及び実線による曲線aで示し、誤差を与えた時の値
を■及び実線による曲線bで示している。
On the other hand, FIG. 2B shows a scanning optical system designed to have left-right asymmetry on the second surface and to have left-right asymmetry on the fourth surface in this embodiment in the same manner as described above. , The third surface is moved in parallel to the main scanning direction by 0.1 mm from the design value, and the field curvature of the main scanning when an error is given is observed. Again, the horizontal axis shows the deflection angle (deg) and the vertical axis shows the main scanning field curvature (mm). The design value is indicated by ◆ and the curve a by a solid line, and the value when an error is given is ■. And a curve b by a solid line.

【0023】同図(a),(b)を比較すると、左右非
対称性を持つ面を第2面から第4面へと変更した場合、
設計上では主走査像面湾曲の性能には本実施形態と殆ど
遜色がないが、誤差を与えたときは性能に大きな差が生
じている。これは、第3面及び第4面、つまり上記第2
走査レンズ6bの表裏に左右非対称性を与えたとき、表
面と裏面の作用が似通っているため、各面に大きな左右
非対称性を与えない限り、2面分の効果が現れてこない
事による。
Comparing FIGS. 3A and 3B, when the surface having left-right asymmetry is changed from the second surface to the fourth surface,
In design, the performance of the main scanning field curvature is almost the same as that of this embodiment, but when an error is given, a large difference occurs in the performance. This is the third surface and the fourth surface, that is, the second surface
When the right and left asymmetry is given to the front and back surfaces of the scanning lens 6b, the effect of the front surface and the back surface is similar, so that the effect of two surfaces does not appear unless a large left / right asymmetry is given to each surface.

【0024】図7は、このような比較例における走査光
学系の形状を示す図である。上述したように、ここでは
第2走査レンズ6bの表裏である第3面(r3)及び第
4面(r4)に左右非対称性を与えている。ところが、
このような大きな湾曲を持った形状は、誤差に弱いばか
りでなく、製造上も困難を生じ、コストアップや性能低
下を招く。
FIG. 7 is a diagram showing the shape of the scanning optical system in such a comparative example. As described above, the third surface (r3) and the fourth surface (r4), which are the front and back surfaces of the second scanning lens 6b, have left-right asymmetry. However,
Such a shape having a large curvature is not only susceptible to errors, but also causes difficulties in manufacturing, leading to an increase in cost and a decrease in performance.

【0025】図8は、本発明の第2の実施形態における
走査光学系の形状を示す図である。同図(a)は平面
図、同図(b)は側面図を表している。同図に示すよう
に、光軸X(偏向角0の時のポリゴンミラー5からの反
射光、以下同様)をx軸、主走査方向をy軸、副走査方
向をz軸に取っている。ここでは、同図(a)の矢印A
で示す方向より、レーザービーム2がポリゴンミラー5
の反射面5aに入射する。
FIG. 8 is a diagram showing the shape of a scanning optical system according to the second embodiment of the present invention. FIG. 1A shows a plan view, and FIG. 1B shows a side view. As shown in the figure, the optical axis X (reflected light from the polygon mirror 5 when the deflection angle is 0, the same applies hereinafter) is set on the x axis, the main scanning direction is set on the y axis, and the sub scanning direction is set on the z axis. Here, the arrow A in FIG.
The laser beam 2 is directed from the polygon mirror 5
To the reflection surface 5a.

【0026】尚、ここでの反射面5aと光軸Xとが交わ
る点を原点とする。同図では走査ミラー6cは図示を省
略し、光路は曲げられないものとして描いてある。ま
た、各面の面番号に従って、順にポリゴンミラー5の反
射面5aをr0、第1走査レンズ6aの入射面をr1、
射出面をr2、第2走査レンズ6bの入射面をr3、射
出面をr4、感光体7上の像面7aをr5とおく。
The point at which the reflecting surface 5a and the optical axis X intersect is defined as the origin. In the figure, the scanning mirror 6c is not shown, and the optical path is drawn as being not bent. Further, according to the surface number of each surface, the reflecting surface 5a of the polygon mirror 5 is designated as r0, the incident surface of the first scanning lens 6a is designated as r1, and so on.
The exit surface is r2, the entrance surface of the second scanning lens 6b is r3, the exit surface is r4, and the image surface 7a on the photoconductor 7 is r5.

【0027】また表4は、この走査光学系のコンストラ
クションデータを表している。同表では、ポリゴンミラ
ー5の反射面5a、走査光学系6の第1走査レンズ6
a,第2走査レンズ6b、感光体7上の像面7aについ
て、上述した面番号に従って、曲率,光軸X上の面間
隔,屈折率を示している。長さに関する数値の単位はm
mである。
Table 4 shows the construction data of the scanning optical system. In the table, the reflection surface 5a of the polygon mirror 5, the first scanning lens 6 of the scanning optical system 6,
a, the second scanning lens 6b, and the image surface 7a on the photosensitive member 7 indicate the curvature, the surface interval on the optical axis X, and the refractive index according to the above-described surface numbers. The unit of the numerical value for the length is m
m.

【0028】[0028]

【表4】 [Table 4]

【0029】また、表5,表6に、それぞれ第2面,第
4面について、上記数1で示した面の式における、yが
i次でzがj次の係数aijの値が、i行j列の行列で示
されている。ここで、表中のEn(nは整数)は、×1
nを表す。例えば、E−03は、×10-3となる。
Tables 5 and 6 show that, for the second and fourth surfaces, respectively, the values of the coefficients a ij where y is the i-th order and z is the j-th order in the expression of the surface expressed by the above equation (1) are as follows: It is shown by a matrix of i rows and j columns. Here, En (n is an integer) in the table is × 1
Representing a 0 n. For example, E-03 becomes × 10 -3 .

【0030】[0030]

【表5】 [Table 5]

【0031】[0031]

【表6】 [Table 6]

【0032】図9は、本実施形態における走査光学系の
性能を示す図である。同図(a)は像面湾曲、同図
(b)はディストーションを示している。(a)におい
ては、横軸に偏向角(deg)、縦軸にデフォーカス量
(mm)を取り、副走査方向及び主走査方向について像
面湾曲を示している。尚、副走査方向の像面湾曲を◆及
び実線による曲線aで示し、主走査方向の像面湾曲を■
及び実線による曲線bで示している。
FIG. 9 is a diagram showing the performance of the scanning optical system according to the present embodiment. FIG. 1A shows the field curvature, and FIG. 1B shows the distortion. In (a), the horizontal axis indicates the deflection angle (deg) and the vertical axis indicates the defocus amount (mm), and indicates the field curvature in the sub-scanning direction and the main scanning direction. The curvature of field in the sub-scanning direction is indicated by ◆ and the curve a by a solid line, and the curvature of field in the main scanning direction is ■.
And a curve b by a solid line.

【0033】(b)においては、横軸に偏向角(de
g)、縦軸にディストーション(%)を取り、ディスト
ーションを示している。以上の図より、本実施形態で
は、左右非対称な面を有する走査レンズを二つ持つ事に
より、各収差が概ね良好に補正されている事が分かる。
In (b), the horizontal axis represents the deflection angle (de)
g), the distortion (%) is shown on the vertical axis, and the distortion is shown. From the above figures, it can be seen that, in the present embodiment, by having two scanning lenses having left-right asymmetric surfaces, each aberration is substantially well corrected.

【0034】図10は、本発明の第3の実施形態におけ
る走査光学系の形状を示す図である。同図(a)は平面
図、同図(b)は側面図を表している。同図に示すよう
に、光軸Xをx軸、主走査方向をy軸、副走査方向をz
軸に取っている。ここでは、同図(a)の矢印Aで示す
方向より、レーザービーム2がポリゴンミラー5の反射
面5aに入射する。さらに、回転軸5bの周りを回転す
るポリゴンミラー5によって偏向され、続いて走査ミラ
ー8の第1ミラー8a,第2ミラー8bによって反射さ
れ、筒形の感光体7上の像面7aに集光し、潜像を形成
する。
FIG. 10 is a view showing the shape of a scanning optical system according to the third embodiment of the present invention. FIG. 1A shows a plan view, and FIG. 1B shows a side view. As shown in the figure, the optical axis X is the x axis, the main scanning direction is the y axis, and the sub scanning direction is the z axis.
Taken on the axis. Here, the laser beam 2 is incident on the reflection surface 5a of the polygon mirror 5 from the direction indicated by the arrow A in FIG. Further, the light is deflected by the polygon mirror 5 rotating around the rotation axis 5b, subsequently reflected by the first mirror 8a and the second mirror 8b of the scanning mirror 8, and condensed on the image surface 7a on the cylindrical photosensitive member 7. To form a latent image.

【0035】ポリゴンミラー5が回転する事によって各
反射面5aが回転し、回転する感光体7上の像面7aを
レーザービーム2が走査して潜像を描いてゆく。尚、こ
こでの反射面5aと光軸Xとが交わる点を原点とする。
また表7は、この走査光学系の各面の面座標を表してい
る。同表では、第1ミラー8a,第2ミラー8b,感光
体7上の像面7a(評価面)の位置と向きを、各面のロ
ーカルな座標系の原点,x軸ベクトル,y軸ベクトルの
形で表している。長さに関する数値の単位はmmであ
る。
As the polygon mirror 5 rotates, each reflecting surface 5a rotates, and the laser beam 2 scans the rotating image surface 7a on the photosensitive member 7 to draw a latent image. The point at which the reflection surface 5a and the optical axis X intersect is defined as the origin.
Table 7 shows the surface coordinates of each surface of the scanning optical system. In the table, the positions and orientations of the first mirror 8a, the second mirror 8b, and the image plane 7a (evaluation plane) on the photoconductor 7 are determined by using the origin, x-axis vector, and y-axis vector of the local coordinate system of each plane. Expressed in shape. The unit of the numerical value related to the length is mm.

【0036】[0036]

【表7】 [Table 7]

【0037】また、表8,表9に、それぞれ第1ミラー
8a,第2ミラー8bのミラー面について、上記数1で
示した面の式における、yがi次でzがj次の係数aij
の値が、i行j列の行列で示されている。ここで、表中
のEn(nは整数)は、×10nを表す。例えば、E−
04は、×10-4となる。
Tables 8 and 9 show that, for the mirror surfaces of the first mirror 8a and the second mirror 8b, respectively, the coefficient a of the i-th order and z of the j-th order in the expression of the surface shown in the above equation (1). ij
Are indicated by a matrix of i rows and j columns. Here, En (n is an integer) in the table represents × 10 n . For example, E-
04 becomes × 10 -4 .

【0038】[0038]

【表8】 [Table 8]

【0039】[0039]

【表9】 [Table 9]

【0040】図11は、本実施形態における走査光学系
の性能を示す図である。同図(a)は像面湾曲、同図
(b)はディストーションを示している。(a)におい
ては、横軸に偏向角(deg)、縦軸にデフォーカス量
(mm)を取り、副走査方向及び主走査方向について像
面湾曲を示している。尚、副走査方向の像面湾曲を◆及
び実線による曲線aで示し、主走査方向の像面湾曲を■
及び実線による曲線bで示している。
FIG. 11 is a diagram showing the performance of the scanning optical system in this embodiment. FIG. 1A shows the field curvature, and FIG. 1B shows the distortion. In (a), the horizontal axis indicates the deflection angle (deg) and the vertical axis indicates the defocus amount (mm), and indicates the field curvature in the sub-scanning direction and the main scanning direction. The curvature of field in the sub-scanning direction is indicated by ◆ and the curve a by a solid line, and the curvature of field in the main scanning direction is ■.
And a curve b by a solid line.

【0041】(b)においては、横軸に偏向角(de
g)、縦軸にディストーション(%)を取り、ディスト
ーションを示している。以上の図より、本実施形態で
は、左右非対称な面を有する走査ミラーを二つ持つ事に
より、各収差が概ね良好に補正されている事が分かる。
In (b), the horizontal axis represents the deflection angle (de)
g), the distortion (%) is shown on the vertical axis, and the distortion is shown. From the above figures, it can be seen that, in the present embodiment, by having two scanning mirrors having left-right asymmetric surfaces, each aberration is substantially well corrected.

【0042】ところで、図12〜図16は、走査光学系
のミラー面或いはレンズ面形状を模式的に示す斜視図で
ある。各図においては、上記数1で表される面形状のミ
ラー面或いはレンズ面Sを格子状に示している。まず、
図12は、zが0次の面形状を示しており、xz平面に
平行な断面がz軸に沿った直線であって、y軸方向に移
動するにつれて、その直線がx軸方向に移動するような
形状のものである。
FIGS. 12 to 16 are perspective views schematically showing the mirror surface or lens surface shape of the scanning optical system. In each figure, the mirror surface or lens surface S of the surface shape represented by the above equation 1 is shown in a lattice shape. First,
FIG. 12 shows a zero-order surface shape in which z is a zero-order plane. A cross section parallel to the xz plane is a straight line along the z-axis, and the straight line moves in the x-axis direction as it moves in the y-axis direction. It is of such a shape.

【0043】次に、図13は、zが1次の面形状を示し
ており、xz平面に平行な断面が直線であって、y軸方
向に移動するにつれてその直線が回転し、ネジレを持つ
ような形状のものである。さらに、図14は、zが2次
の面形状を示しており、xz平面に平行な断面が2次曲
線であって、y軸方向に移動するにつれてその2次曲線
の形状が変化するものである。
Next, FIG. 13 shows a primary surface shape in which z is linear. The cross section parallel to the xz plane is a straight line, and the straight line rotates as it moves in the y-axis direction, and has a twist. It is of such a shape. Further, FIG. 14 shows a quadratic surface shape in which z is a quadratic surface, and a cross section parallel to the xz plane is a quadratic curve, and the shape of the quadratic curve changes as it moves in the y-axis direction. is there.

【0044】そして、図15はzが3次の面形状を示し
ており、xz平面に平行な断面が3次曲線であって、y
軸方向に移動するにつれてその3次曲線の形状が変化す
るものである。最後に、図16は、上記zが0次〜3次
の面形状を合成したものである。このようにして、zが
各次数を持ち、yの多項式で表される様々な面形状のも
のが選択,合成され、ミラー面或いはレンズ面の面形状
が決定される。
FIG. 15 shows a cubic surface shape in which z is tertiary. A cross section parallel to the xz plane is a cubic curve, and y is
The shape of the cubic curve changes as it moves in the axial direction. Finally, FIG. 16 is a view obtained by synthesizing the surface shapes in which the above-mentioned z is 0th to 3rd order. In this manner, various surface shapes represented by a polynomial expression of y having various degrees of z are selected and synthesized, and the surface shape of the mirror surface or the lens surface is determined.

【0045】尚、特許請求の範囲で言う光源は、実施形
態におけるレーザー光源に対応しており、以下、偏向器
はポリゴンミラーに、被走査面は感光体の像面に、光学
部品は走査レンズ或いは走査ミラーにそれぞれ対応して
いる。
The light source referred to in the claims corresponds to the laser light source in the embodiment. Hereinafter, the deflector will be a polygon mirror, the surface to be scanned will be on the image surface of the photoreceptor, and the optical component will be a scanning lens. Alternatively, each corresponds to a scanning mirror.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
左右非対称な面を有する光学部品を二つ持つ事により、
広角でしかも良好な結像性能を有するレーザー走査装置
を提供する事ができる。
As described above, according to the present invention,
By having two optical components with asymmetrical surfaces,
It is possible to provide a laser scanning device having a wide angle and good imaging performance.

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

【図1】本発明の第1の実施形態の概略構成を示す斜視
図。
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施形態における走査光学系の
形状を示す図。
FIG. 2 is a diagram illustrating a shape of a scanning optical system according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1の実施形態における走査光学系の
性能を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing the performance of the scanning optical system according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第1の実施形態の自由曲面について、
非対称成分のみを抽出して示す図。
FIG. 4 shows a free-form surface according to the first embodiment of the present invention.
The figure which extracts and shows only an asymmetric component.

【図5】左右非対称面を2面使う事の優位性を示す図。FIG. 5 is a diagram showing the superiority of using two left-right asymmetric surfaces.

【図6】左右非対称性を持つ二つの面が別の光学部品上
にある事の優位性を示す図。
FIG. 6 is a view showing an advantage that two surfaces having left-right asymmetry are on different optical components.

【図7】比較例における走査光学系の形状を示す図。FIG. 7 is a diagram showing a shape of a scanning optical system in a comparative example.

【図8】本発明の第2の実施形態における走査光学系の
形状を示す図。
FIG. 8 is a diagram illustrating a shape of a scanning optical system according to a second embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第2の実施形態における走査光学系の
性能を示す図。
FIG. 9 is a diagram illustrating the performance of a scanning optical system according to a second embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第3の実施形態における走査光学系
の形状を示す図。
FIG. 10 is a diagram illustrating a shape of a scanning optical system according to a third embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第3の実施形態における走査光学系
の性能を示す図。
FIG. 11 is a diagram showing the performance of a scanning optical system according to a third embodiment of the present invention.

【図12】走査光学系のミラー面或いはレンズ面形状を
模式的に示す斜視図(zが0次)。
FIG. 12 is a perspective view schematically showing a mirror surface or a lens surface shape of a scanning optical system (z is the 0th order).

【図13】走査光学系のミラー面或いはレンズ面形状を
模式的に示す斜視図(zが1次)。
FIG. 13 is a perspective view schematically showing a mirror surface or a lens surface shape of the scanning optical system (z is primary).

【図14】走査光学系のミラー面或いはレンズ面形状を
模式的に示す斜視図(zが2次)。
FIG. 14 is a perspective view schematically showing a mirror surface or a lens surface shape of a scanning optical system (z is secondary).

【図15】走査光学系のミラー面或いはレンズ面形状を
模式的に示す斜視図(zが3次)。
FIG. 15 is a perspective view schematically showing a mirror surface or a lens surface shape of a scanning optical system (z is tertiary).

【図16】走査光学系のミラー面或いはレンズ面形状を
模式的に示す斜視図(合成)。
FIG. 16 is a perspective view (synthesis) schematically showing a mirror surface or a lens surface shape of the scanning optical system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 レーザー光源 2 レーザービーム 3 コリメータレンズ 4 シリンダレンズ 5 ポリゴンミラー 6 走査光学系 7 感光体 8 走査ミラー Reference Signs List 1 laser light source 2 laser beam 3 collimator lens 4 cylinder lens 5 polygon mirror 6 scanning optical system 7 photoconductor 8 scanning mirror

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光源から射出されたレーザー光を偏向器
で偏向して被走査面上を走査するとともに、光路上に配
置された走査光学系にて該被走査面上に結像させるレー
ザー走査装置において、 前記走査光学系は、主走査方向の形状が左右非対称な面
を有する光学部品を少なくとも二つ持つ事を特徴とする
レーザー走査装置。
1. A laser scanning system in which a laser beam emitted from a light source is deflected by a deflector to scan on a surface to be scanned, and an image is formed on the surface to be scanned by a scanning optical system arranged on an optical path. In the apparatus, the scanning optical system has at least two optical components having surfaces that are asymmetric in the main scanning direction.
【請求項2】 前記光学部品は、ミラー或いはレンズで
ある事を特徴とする請求項1に記載のレーザー走査装
置。
2. The laser scanning device according to claim 1, wherein the optical component is a mirror or a lens.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003075751A (en) * 2001-09-05 2003-03-12 Minolta Co Ltd Tandem scanning optical system

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