JPH09265052A - Optical scanner - Google Patents
Optical scannerInfo
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- JPH09265052A JPH09265052A JP7189396A JP7189396A JPH09265052A JP H09265052 A JPH09265052 A JP H09265052A JP 7189396 A JP7189396 A JP 7189396A JP 7189396 A JP7189396 A JP 7189396A JP H09265052 A JPH09265052 A JP H09265052A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はレーザービームプリ
ンターなどに用いられる光走査装置に関するもので、特
に回転多面鏡の反射面に光ビームが2度入射する光学系
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical scanning device used in a laser beam printer or the like, and more particularly to an optical system in which a light beam is incident twice on a reflecting surface of a rotary polygon mirror.
【0002】[0002]
【従来の技術】レーザービームプリンターなど画像記録
装置や、各種画像読み込み、測定装置に用いられる光走
査装置においては、光ビームを偏向走査する偏向器とし
て回転多面鏡が広く用いられてきた。2. Description of the Related Art A rotary polygon mirror has been widely used as a deflector for deflecting and scanning a light beam in an image recording device such as a laser beam printer and an optical scanning device used for various image reading and measuring devices.
【0003】これらの装置においては、光走査装置を用
いて光ビームを被走査面上に直線あるいは曲線を描くよ
うに繰り返し走査を行う。この走査を「主走査」と呼
び、光走査装置の光学系の光軸を含んで主走査方向に平
行な面を「主走査面」と呼ぶ。In these devices, an optical scanning device is used to repeatedly scan a light beam so as to draw a straight line or a curved line on the surface to be scanned. This scanning is called "main scanning", and a surface including the optical axis of the optical system of the optical scanning device and parallel to the main scanning direction is called "main scanning surface".
【0004】また、被走査面に位置する被走査媒体を前
記の主走査方向とはおおむね直交方向に相対移動させ2
次元の走査を行う。この相対移動を「副走査」と呼び、
光走査装置の光学系の光軸を含み副走査方向に平行な面
を「副走査面」と定義する。レーザービームプリンター
においては、被走査面に円筒状の感光体を位置させ、そ
の母線に沿って光ビームによる主走査を行うと同時に、
感光体をその軸周りに回転させる副走査を行うことで、
感光体の表面に順次2次元の潜像を形成する。Further, the medium to be scanned located on the surface to be scanned is relatively moved in a direction substantially orthogonal to the main scanning direction.
Perform a dimensional scan. This relative movement is called "sub-scan",
A surface including the optical axis of the optical system of the optical scanning device and parallel to the sub-scanning direction is defined as a "sub-scanning surface". In a laser beam printer, a cylindrical photosensitive member is positioned on the surface to be scanned, and main scanning is performed with a light beam along its generatrix,
By performing sub-scanning that rotates the photoconductor around its axis,
A two-dimensional latent image is sequentially formed on the surface of the photoconductor.
【0005】近年、上記の装置においては解像度や処理
速度の向上のため、より高速の光走査装置が求められる
ようになってきている。光ビームの偏向に回転多面鏡を
用いた光走査装置では、走査速度(走査周波数)を上げ
るためには、回転多面鏡の回転数を上げるか、あるいは
回転多面鏡の面数を上げるという2つの方法が考えられ
る。In recent years, a higher-speed optical scanning device has been demanded in the above-mentioned devices in order to improve resolution and processing speed. In an optical scanning device that uses a rotary polygon mirror for deflecting a light beam, in order to increase the scanning speed (scanning frequency), the number of rotations of the rotary polygon mirror is increased or the number of surfaces of the rotary polygon mirror is increased. A method can be considered.
【0006】回転多面鏡の回転数を上げるためには、高
速回転可能な軸受が必要になるが、現在最も多く用いら
れているボールベアリングでは毎分20000回転程度
が上限となる。エアベアリングを用いれば毎分3000
0回転以上の回転数で使用可能であるが、軸受が高価な
ため使用できる装置が限られる。特に、一般消費者向け
の安価なレーザービームプリンターなどには使用が困難
である。[0006] In order to increase the rotation speed of the rotary polygon mirror, a bearing capable of high-speed rotation is required. However, the most frequently used ball bearing at present has an upper limit of about 20,000 rotations per minute. 3000 per minute with air bearing
Although it can be used at a rotation speed of 0 rotation or more, usable devices are limited because the bearing is expensive. In particular, it is difficult to use for an inexpensive laser beam printer for general consumers.
【0007】一方、回転多面鏡の大きさをそのままにし
て反射面数を増加させると、1つの反射面当りの回転角
度が小さくなり、光ビームの走査角度が減少して走査光
学系の焦点距離が増加する。そのため光走査装置全体の
大きさが大きくなってしまう。また、同時に反射面の大
きさも小さくなる。そこで、光ビーム結像させるのに必
要な個々の反射面の大きさを確保しようとすると、今度
は回転多面鏡の直径が大きくなってしまう。回転多面鏡
の大きさが大きくなると駆動するモーターの負荷が増加
し、駆動電力が増加するのみならず、場合によっては回
転数を低下させる必要も生ずる。On the other hand, if the number of reflecting surfaces is increased while keeping the size of the rotary polygon mirror, the rotation angle per one reflecting surface becomes smaller, and the scanning angle of the light beam decreases, resulting in a focal length of the scanning optical system. Will increase. Therefore, the size of the entire optical scanning device becomes large. At the same time, the size of the reflecting surface is also reduced. Therefore, when it is attempted to secure the size of each reflecting surface necessary for forming an image of the light beam, the diameter of the rotary polygon mirror becomes large this time. As the size of the rotary polygon mirror increases, the load on the motor to be driven increases, which not only increases the driving power, but also requires the number of rotations to be reduced in some cases.
【0008】このように回転多面鏡の面数、回転数とも
上限があるので、それを越える走査速度を得るために様
々な走査装置が考案されてきた。As described above, since the number of surfaces and the number of rotations of the rotary polygon mirror have upper limits, various scanning devices have been devised in order to obtain a scanning speed exceeding them.
【0009】それらの中で、特開昭51−32340号
公報では、光源から射出された光ビームを主走査方向に
非常に直径の小さい状態で回転多面鏡に入射させ、偏向
された光ビームを伝達光学系を介して再び回転多面鏡に
入射させる方法が開示されている。すなわち、回転多面
鏡に光ビームを2度入射させている。Among them, in Japanese Patent Laid-Open No. 51-32340, a light beam emitted from a light source is incident on a rotary polygon mirror with a very small diameter in the main scanning direction, and a deflected light beam is emitted. A method is disclosed in which the light is incident on the rotary polygon mirror again via the transmission optical system. That is, the light beam is made to enter the rotating polygon mirror twice.
【0010】以下、図8を用いてこの方法を説明する。
光源110から射出された光ビームが最初に回転多面鏡
120に入射するときの主走査方向のビームの直径を2
回目に入射する場合に比べて小さくし、かつ2回目に回
転多面鏡120に入射する光ビームが、回転する反射面
の走査方向の中心点を追従するように伝達光学系130
を構成している。2回目の反射面へ入射し、偏向された
光ビームは走査光学系150によって被走査面160上
に結像される。This method will be described below with reference to FIG.
The diameter of the beam in the main scanning direction when the light beam emitted from the light source 110 first enters the rotating polygon mirror 120 is 2
The transmission optical system 130 is made smaller than the case of the second incidence, and the light beam incident on the rotating polygon mirror 120 the second time follows the center point of the rotating reflecting surface in the scanning direction.
Is composed. The light beam that is incident on the reflecting surface for the second time and is deflected is imaged on the surface to be scanned 160 by the scanning optical system 150.
【0011】このように構成することで、光ビームが最
初に多面鏡に入射する際には、光ビームの直径を極端に
小さくできるので、回転多面鏡の分割角度一杯まで走査
可能となる。1回目の反射で偏向された光ビームが伝達
光学系を経由して、2回目に回転多面鏡に入射する際に
は、光ビームの直径は被走査面上で所定のスポットを得
るための大きさに拡大されるものの、反射面の回転に追
従するため、回転多面鏡の反射面の大きさ一杯の光ビー
ムの大きさに設定できる。With such a configuration, when the light beam first enters the polygon mirror, the diameter of the light beam can be extremely reduced, so that scanning can be performed up to the full division angle of the rotary polygon mirror. When the light beam deflected by the first reflection enters the rotary polygon mirror through the transmission optical system for the second time, the diameter of the light beam is large enough to obtain a predetermined spot on the surface to be scanned. However, since it follows the rotation of the reflecting surface, the size of the light beam can be set to the full size of the reflecting surface of the rotating polygon mirror.
【0012】さらに、伝達光学系によって、1回目の反
射で偏向された光ビームが、2回目に回転多面鏡に光ビ
ームが入射する際の光軸に対する偏向角度θ2をつける
ことにより、2回目の反射で偏向された光ビームの偏向
角を1回目の反射による偏向角に比べて大きくすること
ができる。Further, the light beam deflected by the first reflection by the transmission optical system is given a deflection angle θ2 with respect to the optical axis when the light beam is incident on the rotary polygon mirror at the second time, so that the second time is obtained. The deflection angle of the light beam deflected by reflection can be made larger than the deflection angle by the first reflection.
【0013】これらの効果により、回転多面鏡の反射面
数を多くしながら、その直径を比較的小さくすることが
可能になる。Due to these effects, it is possible to make the diameter relatively small while increasing the number of reflecting surfaces of the rotary polygon mirror.
【0014】また、一般に光走査装置では、有効走査領
域外でかつ走査領域の手前で光ビームを点灯させ、その
光ビームを光検出器に導いて、走査の基準となる信号を
発生させることが行われる。この従来技術においおて
も、有効走査領域のさしかかる前の光ビームを基準位置
検出用ミラー181で反射させ、基準位置検出器182
に導いている。In general, in an optical scanning device, a light beam is turned on outside the effective scanning area and before the scanning area, and the light beam is guided to a photodetector to generate a signal serving as a scanning reference. Done. Also in this conventional technique, the light beam before reaching the effective scanning area is reflected by the reference position detecting mirror 181, and the reference position detector 182 is used.
Leading to.
【0015】[0015]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の基準位
置検出器182で確実に光ビームを検出するためには、
光ビームが基準位置検出器182に達する時間に対し
て、光ビームの強度の安定化に要する時間や、回転多面
鏡の各反射面の形状誤差や回転変動に対する余裕を見込
んで、一定時間手前から光ビームを強制的に点灯させる
必要がある。However, in order to surely detect the light beam with the above-mentioned reference position detector 182,
With respect to the time required for the light beam to reach the reference position detector 182, the time required for stabilization of the intensity of the light beam, the shape error of each reflecting surface of the rotating polygon mirror, and the margin for rotation fluctuation are taken into consideration, and a certain time before It is necessary to forcibly turn on the light beam.
【0016】ところが、上記に述べたような回転多面鏡
に2度入射する方式においては、従来の方式に比べて飛
躍的に反射面の面数を増加させることはできるものの、
やはり直径を小さくできる方が望ましい。従って反射面
の大きさもビームの直径あるいは回転多面鏡の回転角度
に対して大きな余裕を確保することはできない。However, the number of reflecting surfaces can be remarkably increased in the method of making the light incident on the rotary polygon mirror twice as described above, as compared with the conventional method.
After all, it is desirable that the diameter can be reduced. Therefore, the size of the reflecting surface cannot secure a large margin with respect to the beam diameter or the rotation angle of the rotary polygon mirror.
【0017】さらに、この強制点灯期間中に光源の光量
を一定値に制御する動作を行うような場合には、より長
い時間が必要になる。特に光走査装置が高速化してくる
と、走査周期は短くなるの対して、制御に光量の制御に
要する時間はさほど短くならないので、1走査周期の中
でのこの強制点灯の時間の比率を増加させる必要が生じ
る。Further, when the operation of controlling the light quantity of the light source to a constant value is performed during the forced lighting period, a longer time is required. In particular, as the speed of the optical scanning device increases, the scanning cycle becomes shorter, but the time required for controlling the light amount for control does not become so short. Therefore, the ratio of the forced lighting time in one scanning cycle is increased. It is necessary to let
【0018】このため、前記のように反射面の大きさに
余裕がないと、1つ手前の隣接する反射面から本来の反
射面にまたがって光ビームが照射される。すなわち、一
つ前の走査の有効走査領域の下流側から光ビームが点灯
し、次の走査の基準信号検出位置まで光ビームが照射さ
れ続ける。For this reason, if there is no room in the size of the reflecting surface as described above, the light beam is emitted from the adjacent reflecting surface immediately before and across the original reflecting surface. That is, the light beam is turned on from the downstream side of the effective scanning region of the previous scan, and the light beam is continuously emitted to the reference signal detection position of the next scan.
【0019】図9は、1回目の反射のときに入射ビーム
が2つの反射面にまたがる様子を示している。このと
き、入射光ビームは反射面121によって反射される光
ビームL101と、反射面122によって反射される光
ビームL102に別れる。FIG. 9 shows how the incident beam straddles the two reflecting surfaces during the first reflection. At this time, the incident light beam is divided into a light beam L101 reflected by the reflecting surface 121 and a light beam L102 reflected by the reflecting surface 122.
【0020】光ビームL101、光ビームL102は第
1伝達レンズ131に到達するが、周辺部にかかるため
に一部は散乱あるいは他の方向に向かう。以後光ビーム
L101、光ビームL102は、第1折り返しミラー1
41、第2伝達レンズ132、第2折り返しミラー14
2を通過していくが、同様に散乱が生ずる可能性があ
る。これらの光学素子を通過した後に2本の光ビームは
各々回転多面鏡の反射面123、124に入射するが、
伝達光学系の働きによって、各反射面の中心に追従する
ように偏向されているので、原理的にははみ出すことは
ない。さらにこの2本の光ビームは、走査光学系に達す
るが走査レンズの両端部にかかるので、ここでも散乱を
受ける恐れがある。The light beam L101 and the light beam L102 reach the first transfer lens 131, but partly scatter or go in another direction because they reach the first transfer lens 131. After that, the light beam L101 and the light beam L102 are emitted from the first folding mirror 1
41, the 2nd transmission lens 132, the 2nd folding mirror 14
As it passes through 2, scattering may occur as well. After passing through these optical elements, the two light beams respectively enter the reflecting surfaces 123 and 124 of the rotating polygon mirror.
Due to the function of the transmission optical system, the light is deflected so as to follow the center of each reflecting surface, so that there is no protrusion in principle. Further, although these two light beams reach the scanning optical system, they are applied to both ends of the scanning lens, so that they may be scattered here.
【0021】このように強制点灯期間中の光ビームは有
効走査領域外に向かっているので、光学系の中のさまざ
まな場所に照射され、あらゆる方向に散乱光を放射す
る。これらの散乱光の一部は様々な経路を経由した後に
被走査面に達する。そのために、例えばレーザービーム
プリンター等において感光体を光走査する場合には、表
面電位が低下して、本来何も印刷されない部分に対して
ごく僅かな濃度で印刷される「カブリ」が生じ、印刷品
質を低下させてしまうなどの問題が生ずる。As described above, since the light beam during the forced lighting period is directed to the outside of the effective scanning area, it is irradiated to various places in the optical system and radiates scattered light in all directions. Some of these scattered lights reach the scanned surface after passing through various paths. Therefore, for example, when a photoconductor is optically scanned in a laser beam printer or the like, the surface potential is lowered, and “fog” that is printed at a very low density occurs on a portion where nothing is originally printed. Problems such as deterioration of quality occur.
【0022】また、これらの散乱光は、再度伝達光学系
や走査光学系に入射すると、被走査面上に結像する、す
なわちゴースト像を生ずる恐れがある。このようなゴー
スト像の発生も走査装置としての機能を著しく損ねるこ
とは明らかである。Further, when these scattered lights enter the transmission optical system or the scanning optical system again, there is a possibility that they form an image on the surface to be scanned, that is, a ghost image is generated. Obviously, the generation of such a ghost image also significantly impairs the function of the scanning device.
【0023】このような課題に対して、特開平4−26
4874号公報で開示されている技術においては、被走
査面(同公報では「感光ドラム」)の有効走査領域下流
側に遮蔽板を設け、被走査面への露光を防止している。
しかし、既に述べたような散乱光やゴースト像は、被走
査面上において有効走査領域内にも生ずるので、部分的
な効果しか発揮し得ない。また、被走査面近傍に取り付
けるべき部材がない場合には、このように被走査面の近
くに遮蔽板を取り付けることは不可能である。With respect to such a problem, Japanese Patent Laid-Open No. 4-26
In the technique disclosed in Japanese Patent No. 4874, a shielding plate is provided on the downstream side of the effective scanning area of the surface to be scanned ("photosensitive drum" in the same publication) to prevent exposure of the surface to be scanned.
However, since the scattered light and the ghost image as described above are also generated in the effective scanning area on the surface to be scanned, only a partial effect can be exhibited. Further, if there is no member to be attached near the surface to be scanned, it is impossible to attach the shield plate near the surface to be scanned in this way.
【0024】さらに、この方法においては、被走査面上
において有効走査領域の下流側の対策については開示し
ているが、光ビームの位置検出器より上流側に対して
は、被走査面への露光をどのように遮蔽するかが全く開
示されていない。ところが、有効走査領域の走査終了
後、次の基準位置検出時点まで光ビームを点灯させる
と、その期間の途中においては、光ビームは直接には被
走査面に達しないものの、光路上の光学部品の周辺部や
取り付け部、その他部材に光ビームが照射され、迷光あ
るいはゴースト光として予期せぬ経路をたどって被走査
面に達する恐れがある。Further, in this method, although measures for the downstream side of the effective scanning area on the surface to be scanned are disclosed, the upstream side of the position detector of the light beam does not move to the surface to be scanned. There is no disclosure of how to block the exposure. However, when the light beam is turned on until the next reference position is detected after the scanning of the effective scanning area, the light beam does not reach the surface to be scanned directly in the middle of the period, but the optical component on the optical path There is a possibility that the peripheral portion, the mounting portion, and other members will be irradiated with the light beam, and will reach the surface to be scanned along an unexpected path as stray light or ghost light.
【0025】特に、通常の走査光学系に比べて、回転多
面鏡に2度入射させる走査光学系では、伝達光学系が存
在するために、途中の光ビームの不要な反射や散乱の経
路が複雑になり、上記のような障害の対策が非常に困難
である。In particular, in the scanning optical system in which the light is incident on the rotary polygon mirror twice as compared with the normal scanning optical system, the transmission optical system exists, so that unnecessary reflection and scattering paths of the light beam on the way are complicated. Therefore, it is very difficult to deal with the above-mentioned obstacles.
【0026】[0026]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明の光走査装置は、光源と、前記光源から射出
された光ビームを偏向する第1の回転反射面と、前記第
1の回転反射面により偏向された光ビームを後述の第2
の回転反射面に入射させる伝達光学系と、前記伝達光学
系を経た光ビームを偏向する第2の回転反射面とを有
し、前記第2の回転反射面によって偏向された走査光ビ
ームを用いて被走査面を繰り返し走査する光走査装置に
おいて、前期光ビームが前記第1反射面によって偏向掃
引されてできる面を主走査面とすると、前記光ビームは
主走査面において前記第1の回転反射面から前記第2の
回転反射面に至る間の光路において少なくとも1回は結
像点に結像し、前記結像点の近傍に位置し前記走査光ビ
ームが前記被走査面の所定領域にあるときは前記光ビー
ムを通過させ、所定領域以外にある場合には前記光ビー
ムを遮蔽するように配置された遮蔽板を有することを特
徴とする。In order to solve the above-mentioned problems, an optical scanning device of the present invention comprises a light source, a first rotary reflecting surface for deflecting a light beam emitted from the light source, and the first rotary reflecting surface. The light beam deflected by the rotary reflecting surface of the
And a second rotary reflecting surface that deflects the light beam that has passed through the transfer optical system. The scanning light beam deflected by the second rotary reflecting surface is used. In an optical scanning device that repeatedly scans the surface to be scanned, if the surface formed by deflecting and sweeping the light beam by the first reflecting surface is the main scanning surface, the light beam is reflected by the first rotary reflection surface on the main scanning surface. An image is formed at an image forming point at least once in the optical path from the surface to the second rotary reflecting surface, and the scanning light beam is located in the vicinity of the image forming point and is in a predetermined area of the surface to be scanned. It is characterized in that it has a shield plate which is arranged so as to allow the light beam to pass therethrough and shield the light beam when it is outside a predetermined region.
【0027】また、前記所定領域内には、前記走査光ビ
ームの走査開始の基準信号を得るための基準位置検出器
に対して前記走査光ビームが入射する位置が含まれるこ
とを特徴とする。Further, the predetermined area includes a position at which the scanning light beam is incident on a reference position detector for obtaining a reference signal for starting scanning of the scanning light beam.
【0028】さらに、前記第1の回転反射面および前記
第2の回転反射面を同一の回転多面鏡上に有することを
特徴とする。Further, it is characterized in that the first rotary reflecting surface and the second rotary reflecting surface are provided on the same rotary polygon mirror.
【0029】その上、前記伝達光学系は平行な光ビーム
が入射しかつ、平行な光ビームを射出するようなアフォ
ーカル光学系であることを特徴とする。Further, the transmission optical system is an afocal optical system in which a parallel light beam is incident and a parallel light beam is emitted.
【0030】あるいは、前記アフォーカル光学系は前
群、後群の2群のレンズによって構成され、前記アフォ
ーカル光学系の光軸上において、前記結像点は前記前群
と前記後群の間に位置することを特徴とする。Alternatively, the afocal optical system is composed of two groups of lenses, a front group and a rear group, and the imaging point is located between the front group and the rear group on the optical axis of the afocal optical system. It is located at.
【0031】そして、前記第1の回転反射面には集束光
ビームが入射し、前記伝達光学系の光軸上において、前
記伝達光学系の第1レンズと前記第1の回転反射面の間
に前記結像点が位置することを特徴とする。Then, the focused light beam is incident on the first rotary reflecting surface, and between the first lens of the transfer optical system and the first rotary reflecting surface on the optical axis of the transfer optical system. The image forming point is located.
【0032】次に、前記遮蔽板は、前記伝達光学系の光
軸と直交方向に調整可能であることを特徴とする。Next, the shielding plate is adjustable in a direction orthogonal to the optical axis of the transmission optical system.
【0033】さらに次に、前記伝達光学系あるいは前記
光走査装置を構成する光学部品を支持するベース部材を
有し、前記遮蔽板が前記ベース部材と一体に形成されて
いることを特徴とする。Further, the present invention is characterized in that it has a base member for supporting an optical component constituting the transmission optical system or the optical scanning device, and the shielding plate is formed integrally with the base member.
【0034】最後に、前記遮蔽板は、前記第1の回転反
射面によって偏向される光ビームによって偏向される光
ビームが前記伝達光学系において掃引してできる面に対
して直角とは異なる角度をもって設けられていることを
特徴とする。Finally, the shielding plate has an angle different from a right angle with respect to a surface formed by sweeping the light beam deflected by the light beam deflected by the first rotary reflecting surface in the transmission optical system. It is characterized by being provided.
【0035】[0035]
【発明の実施の形態】図1に本発明による光走査装置の
実施の形態の第1の実施例の平面構成を示す。また、図
2は図1で示した伝達光学系の拡大図である。光源10
から射出された光ビームはコリメータレンズ11によっ
て平行な光ビームに変換される。光源10にはどのよう
なものを用いてもよいが、指向性、コヒーレンシー等の
観点から半導体レーザーが好適である。平行な光ビーム
は回転反射面に入射し、1回目の偏向を受ける。本実施
例では回転反射面は回転多面鏡20の周囲に設けられた
多角柱状の反射面である。FIG. 1 shows a plan configuration of a first embodiment of an optical scanning device according to the present invention. 2 is an enlarged view of the transmission optical system shown in FIG. Light source 10
The light beam emitted from is converted into a parallel light beam by the collimator lens 11. Any light source may be used as the light source 10, but a semiconductor laser is preferable from the viewpoint of directivity, coherency and the like. The parallel light beam is incident on the rotary reflecting surface and is deflected for the first time. In this embodiment, the rotary reflecting surface is a polygonal prism-shaped reflecting surface provided around the rotary polygon mirror 20.
【0036】1回目の反射で偏向を受けた光ビームは伝
達光学系30の第1伝達レンズ31に入射して、集束ビ
ームになり、結像点Pに結像する。一旦P点に結像した
光ビームは今度は発散ビームとなり、第1折り返しミラ
ー41で方向を変えて、第2伝達レンズ32に入射す
る、第2伝達レンズ32では再び平行な光ビームに変換
される。The light beam deflected by the first reflection enters the first transfer lens 31 of the transfer optical system 30, becomes a focused beam, and forms an image at the image forming point P. The light beam once imaged at point P becomes a divergent beam, changes its direction by the first folding mirror 41, enters the second transfer lens 32, and is converted into a parallel light beam again by the second transfer lens 32. It
【0037】第1伝達レンズ31に入射するときの光ビ
ームの直径d1と第2伝達レンズ32を出た光ビームの
直径d2との比は、第1伝達レンズの焦点距離f1と第
2伝達レンズ32の焦点距離f2の比になる。すなわ
ち、第1伝達レンズ31と第2伝達レンズ32でアフォ
ーカル光学系を構成している。The ratio of the diameter d1 of the light beam when it enters the first transfer lens 31 and the diameter d2 of the light beam that exits the second transfer lens 32 is determined by the focal length f1 of the first transfer lens and the second transfer lens. The ratio of the focal length f2 is 32. That is, the first transfer lens 31 and the second transfer lens 32 constitute an afocal optical system.
【0038】第2伝達レンズ32で平行に変換された光
ビームは、第2折り返しミラー42を経由して再び回転
多面鏡20上にある回転反射面に入射し2回目の偏向を
受ける。2回目の偏向を受けた光ビームは走査光学系5
0によって被走査面60上に所要の大きさのスポットと
して結像される。The light beam converted to parallel by the second transmission lens 32 is again incident on the rotary reflecting surface on the rotary polygon mirror 20 via the second folding mirror 42 and is deflected for the second time. The light beam that has been deflected the second time is scanned by the scanning optical system 5.
An image is formed as a spot of a required size on the surface 60 to be scanned by 0.
【0039】ところで、図1、図2は回転多面鏡20で
偏向、あるいは走査される光ビームが移動してできる面
内,すなわち主走査面内での光学的な特性を示してる。
光軸を含んで主走査面と直交する面内、すなわち副走査
面内では、光学系の構成、特性は上記に説明した主走査
面内と異なっていてもかまわない。例えば、副走査面内
でみたときの光ビームの結像点は必ずしも上記のP点に
一致しなくてもよい。By the way, FIGS. 1 and 2 show the optical characteristics in the plane formed by the movement of the light beam deflected or scanned by the rotary polygon mirror 20, that is, in the main scanning plane.
In the plane including the optical axis and orthogonal to the main scanning plane, that is, in the sub-scanning plane, the configuration and characteristics of the optical system may be different from those in the main scanning plane described above. For example, the image formation point of the light beam when viewed in the sub-scanning plane does not necessarily have to coincide with point P described above.
【0040】なお、本発明において光ビームの直径は、
例えば、光源10にレーザーを用いて、光ビームの断面
の強度分布がガウシアンビームになる場合には、ピーク
強度に対して1/e2の強度となる点として定義する。
また、ガウシアンビームとならない場合には、やはり所
定の強度以上になる断面の直径として定義される。ただ
し、各レンズや反射面の有効領域の大きさは、このよう
に定義される直径に対して余裕をもって決める。In the present invention, the diameter of the light beam is
For example, when a laser is used as the light source 10 and the intensity distribution of the cross section of the light beam becomes a Gaussian beam, it is defined as a point having an intensity of 1 / e 2 with respect to the peak intensity.
Further, when a Gaussian beam is not obtained, it is also defined as a diameter of a cross section having a predetermined intensity or more. However, the size of the effective area of each lens or reflecting surface is determined with a margin with respect to the diameter thus defined.
【0041】走査光学系50を通過した光ビームは、有
効走査領域の露光に先立って、基準位置検出用ミラー8
1によって基準位置検出器82に導かれる。基準位置検
出器82は光ビームが通過すると、光ビームの走査の基
準となるパルス信号を発生する。走査毎に発生するこの
パルス信号を元に、光ビームによる書き込み、あるいは
入力、読み込みが正確なタイミングで行われる。The light beam which has passed through the scanning optical system 50 has a reference position detecting mirror 8 prior to the exposure of the effective scanning area.
1 is guided to the reference position detector 82. When the light beam passes, the reference position detector 82 generates a pulse signal that serves as a reference for scanning the light beam. Based on this pulse signal generated for each scanning, writing, inputting, or reading with a light beam is performed at accurate timing.
【0042】第1伝達レンズ31と第2伝達レンズ32
の間の結像点P付近には、光ビームの移動範囲の外側に
遮蔽板71、72が置かれている。その作用については
後ほど詳しく説明する。First transfer lens 31 and second transfer lens 32
Shielding plates 71 and 72 are placed outside the moving range of the light beam in the vicinity of the image forming point P between. The operation will be described later in detail.
【0043】次に回転多面鏡20の回転に伴うビームの
偏向の様子を図3を用いて説明する。図3は、図2で示
した本発明の実施の形態の第1の実施例の1回目の反射
面から2回目の反射面までの光学系の光ビームが偏向さ
れる面を含む断面を示したもので、折り返しミラーによ
る光路の折り返しは展開して表示してある。いま、回転
多面鏡20がθ1だけ回転すると、1回目の反射面21
で光ビームは2・θ1だけ偏向される。偏向された光ビ
ームが第1伝達レンズ31、第2伝達レンズ32を経て
2回目の反射面23に入射する際には、光軸に対して偏
向角θ2を有している。Next, how the beam is deflected as the rotary polygon mirror 20 rotates will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows a cross section including a surface from which the light beam of the optical system is deflected from the first reflection surface to the second reflection surface of the first example of the exemplary embodiment of the present invention shown in FIG. The folding of the optical path by the folding mirror is expanded and displayed. Now, when the rotary polygon mirror 20 rotates by θ1, the first reflecting surface 21
The light beam is deflected by 2.θ1. When the deflected light beam enters the reflecting surface 23 for the second time through the first transfer lens 31 and the second transfer lens 32, it has a deflection angle θ2 with respect to the optical axis.
【0044】ここで、2回目の反射面23に入射する際
に、偏向された光ビームの偏向角がθ2だけ光軸に対し
て傾いているが、回転多面鏡20はθ1だけ回転してい
るので、2回目の反射面23に対してはθ1+θ2だけ
傾く。このように回転多面鏡20に光ビームを2度入射
させることで2回目の反射面23で偏向された光ビーム
の走査角度は2・θ1+θ2となって、θ2だけ走査角
を増幅させる効果がある。When the light beam is incident on the reflecting surface 23 for the second time, the deflection angle of the deflected light beam is inclined by θ2 with respect to the optical axis, but the rotary polygon mirror 20 is rotated by θ1. Therefore, it is inclined by θ1 + θ2 with respect to the second reflection surface 23. In this way, by making the light beam enter the rotary polygon mirror 20 twice, the scanning angle of the light beam deflected by the reflection surface 23 for the second time becomes 2 · θ1 + θ2, which has the effect of amplifying the scanning angle by θ2. .
【0045】また、2回目の反射面に偏向された光ビー
ムが入射するときに、回転多面鏡20の回転角θ1に応
じて、光ビームの入射点はδだけ光軸より変位してい
る。この変位量δは回転多面鏡20の回転による反射面
の移動量にほぼ等しくなるように設定されているので、
結果として回転多面鏡20の回転角θ1にかかわらず、
偏向された光ビームが2回目の反射面の移動にほぼ追従
してゆく。このため、伝達光学系30で拡大され直径d
2となっている光ビームは2回目の反射面の大きさを限
界まで活用できる。When the deflected light beam is incident on the reflecting surface for the second time, the incident point of the light beam is displaced from the optical axis by δ according to the rotation angle θ1 of the rotary polygon mirror 20. Since this displacement amount δ is set to be substantially equal to the movement amount of the reflecting surface due to the rotation of the rotary polygon mirror 20,
As a result, regardless of the rotation angle θ1 of the rotary polygon mirror 20,
The deflected light beam almost follows the second movement of the reflecting surface. Therefore, the transmission optical system 30 enlarges the diameter d.
A light beam of 2 can utilize the size of the second reflecting surface to the limit.
【0046】一方、1回目の反射面においては、入射す
る光ビームは固定されており、光ビームに対して反射面
が移動してゆくので、その移動量分だけ許される入射光
ビームの直径d1は小さくなる。On the other hand, on the first reflection surface, the incident light beam is fixed, and since the reflection surface moves with respect to the light beam, the diameter d1 of the incident light beam allowed by the amount of the movement. Becomes smaller.
【0047】次に図4に回転多面鏡20の1回目の反射
面での入射ビームの位置関係を示す。ただし、説明の都
合上、回転多面鏡を固定し、入射ビームの角度位置を変
化させて描いてある。いま、内接円半径をR、1回目の
反射面に入射する光ビームの直径をd1とする。1つの
反射面あたりの回転角θcを全て有効走査領域の走査の
ための角度θsに割り当てることはできない。すでに述
べたように、走査の開始の基準点を光学的に検出する基
準位置検出器82は有効走査領域の手前に置かれるが、
検出する時点では光ビームは点灯しているので、その光
ビームが有効走査領域に入らないように一定の余裕θh
をもって置かれなければならない。Next, FIG. 4 shows the positional relationship of the incident beams on the first reflecting surface of the rotary polygon mirror 20. However, for convenience of explanation, the rotary polygon mirror is fixed and the angular position of the incident beam is changed. Now, let us say that the radius of the inscribed circle is R, and the diameter of the light beam incident on the reflecting surface for the first time is d1. The rotation angle θc per one reflecting surface cannot be assigned to the angle θs for scanning the effective scanning area. As described above, the reference position detector 82 for optically detecting the reference point of the start of scanning is placed in front of the effective scanning area.
Since the light beam is on at the time of detection, there is a certain margin θh so that the light beam does not enter the effective scanning area.
Must be placed with.
【0048】また、この検出位置から有効走査領域の後
端までは、1回目の反射面上において入射光ビームの全
ての部分が反射されなければならない。従って、さらに
両側に角度θuをとることで、検出位置から有効走査領
域の後端までの期間の入射ビームの相対移動量に入射ビ
ームの直径d1に相当する長さを加えた値が、反射面の
有効幅より小さくなるようにしている。From the detection position to the rear end of the effective scanning area, all the incident light beam must be reflected on the first reflection surface. Therefore, by further setting the angle θu on both sides, the value obtained by adding the length corresponding to the diameter d1 of the incident beam to the relative movement amount of the incident beam in the period from the detection position to the rear end of the effective scanning area becomes Is smaller than the effective width of.
【0049】結局、上に述べた各々の角度について、最
低限θs+θh+2・θu≦θcなる関係を満たす必要
があることがわかる。After all, it is understood that it is necessary to satisfy at least the relationship of θs + θh + 2 · θu ≦ θc for each angle described above.
【0050】発明の解決しようとする課題の項でも述べ
たように、多面鏡の反射面の形状精度や回転精度の誤差
を吸収するために、基準位置検出器82に入射する少し
手前から光ビームを点灯させる必要がある。また、光ビ
ームの出力の安定のための時間や、各走査毎の光量制御
をこの基準位置の検出の際に行う場合の制御のための時
間を考慮すると、さらに手前から点灯させることも必要
となる。従って、θuが最小限の角度しか取られていな
いと、入射光ビームは1つ手前の反射面からまたがって
照射される。As described in the section of the problem to be solved by the invention, in order to absorb the error in the shape accuracy and the rotation accuracy of the reflecting surface of the polygon mirror, the light beam is made slightly before entering the reference position detector 82. Need to be lit. Further, considering the time for stabilizing the output of the light beam and the time for controlling when the light amount control for each scanning is performed at the time of detecting the reference position, it is necessary to turn on the light further from the front side. Become. Therefore, when .theta.u is taken at a minimum angle, the incident light beam is emitted from the reflection surface immediately before.
【0051】もちろんθuを十分大きな値として、基準
位置検出器82の手前から光ビームが点灯しても反射面
からはみださないようにすることも可能である。しか
し、そのためには有効走査領域を走査するのに用いる回
転多面鏡20の回転角度θsを小さくするか、回転多面
鏡の内接円半径Rを大きくする必要がある。θsを小さ
くすると、走査光学系の焦点距離が長くなり光学系が大
型化する、光源から被走査面までの光学倍率が増加し光
学系の調整精度が厳しくなる、などの問題を生ずる。ま
た、Rを大きくすることは回転多面鏡20を駆動するモ
ーターの負荷が増加するという問題が生ずる。Of course, it is possible to set θu to a sufficiently large value so that even if the light beam is turned on before the reference position detector 82, it does not stick out from the reflecting surface. However, for that purpose, it is necessary to reduce the rotation angle θs of the rotary polygon mirror 20 used for scanning the effective scanning region or increase the inscribed circle radius R of the rotary polygon mirror. When θs is made small, there arise problems that the focal length of the scanning optical system becomes long, the optical system becomes large, the optical magnification from the light source to the surface to be scanned increases, and the adjustment accuracy of the optical system becomes strict. Further, increasing R causes a problem that the load on the motor that drives the rotary polygon mirror 20 increases.
【0052】特に、本発明では、回転多面鏡に光ビーム
を2度入射させる目的を多面鏡の直径を増加させないで
その反射面数を増加させることを主眼においているで、
上記のようにθuに余裕を持たせることは、本発明の前
提とは相容れないものである。In particular, in the present invention, the purpose of allowing the light beam to enter the rotating polygon mirror twice is to focus on increasing the number of reflecting surfaces of the polygon mirror without increasing the diameter thereof.
Providing a margin for θu as described above is incompatible with the premise of the present invention.
【0053】このように2つの反射面にまたがって入射
光ビームが照射される場合について、図5に示す。入射
光ビームは、1回目の反射面として2つの反射面21、
22に入射して2つの光ビームL1、L2に分割されて
しまう。分割された2つの光ビームL1、L2は第1伝
達レンズ31に入射するが、この第1伝達レンズ31は
十分に大きく設定されているので、このように非常に偏
向角の大きな偏向光ビームに対しても完全にレンズ内に
入射させることができる。FIG. 5 shows a case in which the incident light beam is irradiated over the two reflecting surfaces in this way. The incident light beam has two reflecting surfaces 21 as the first reflecting surface,
It is incident on 22 and is split into two light beams L1 and L2. The two divided light beams L1 and L2 are incident on the first transfer lens 31, but since the first transfer lens 31 is set to be sufficiently large, it becomes a deflected light beam having a very large deflection angle. On the other hand, it can be made to completely enter the lens.
【0054】第1伝達レンズ31に入射した2つの偏向
光ビームはP'点、P"点に結像する。ところが、この位
置には遮蔽板71、72が置かれており、2つの光ビー
ムは完全に遮蔽される。一方、有効走査領域あるいは光
ビーム検出位置における光ビームの位置は、2つの遮蔽
板71、71で形成される開口の範囲内にあるので、問
題無く通過していく。The two deflected light beams incident on the first transmission lens 31 are imaged at points P'and P ". However, the shielding plates 71 and 72 are placed at these positions, and the two light beams On the other hand, since the position of the light beam in the effective scanning area or the light beam detection position is within the range of the opening formed by the two shield plates 71, 71, it passes through without any problem.
【0055】このように、光ビームの結像点が偏向によ
って移動し、遮蔽板71を外れた直後に基準位置検出器
82に光ビームが入射し、有効走査領域の走査を終了し
た直後に遮蔽板72にかかるように2つの遮蔽板を位置
させるのが理想的な配置である。ここで「直後」と表現
したのは、「同時」という意味ではなく、各々において
回転多面鏡の回転変動や、回転多面鏡の反射面の形状誤
差、基準位置検出器82や各レンズ、折り返しミラー、
遮蔽板の位置誤差を見込んだ最小限の余裕を確保するこ
とを意味している。As described above, the image formation point of the light beam is moved by the deflection, and the light beam is incident on the reference position detector 82 immediately after it is disengaged from the shield plate 71 and is shielded immediately after the scanning of the effective scanning area is completed. The ideal arrangement is to position the two shields so that they rest on the plate 72. The expression "immediately after" does not mean "simultaneously", but the rotation fluctuation of the rotary polygon mirror, the shape error of the reflecting surface of the rotary polygon mirror, the reference position detector 82, each lens, and the folding mirror. ,
This means securing a minimum margin in consideration of the position error of the shielding plate.
【0056】さらに、これらの遮蔽板71、72を光軸
と直行方向に調整できるような構造にしておくと、上記
の余裕をさらに小さくすることができるので、光ビーム
が通過してゆく偏向範囲をさらに正確に設定でき、不要
な光ビームが被走査面に達するのをより厳密に防止でき
る。Further, if the shielding plates 71, 72 are structured so that they can be adjusted in the direction perpendicular to the optical axis, the above-mentioned margin can be further reduced, so that the deflection range through which the light beam passes. Can be set more accurately, and it is possible to more strictly prevent an unnecessary light beam from reaching the surface to be scanned.
【0057】例えば、1回目の反射面における光ビーム
の直径d1=1mmとし、第1伝達レンズの焦点距離f
1=50mm、光源10を波長780nmの半導体レー
ザーとすると、P'点、P"点における光ビームの直径は
50μm以下になる。このようにP'点、P"点では、光
ビームの偏向による移動量に対して結像状態での光ビー
ムの直径は非常に小さいので、光ビームを非常に急峻に
遮蔽することが可能である。もちろん遮蔽板71、72
の表面には光ビームの不要な反射を防止するような表面
処理行うことが望ましい。For example, the diameter d1 of the light beam on the first reflecting surface is 1 mm, and the focal length f of the first transmission lens is f.
1 = 50 mm and the light source 10 is a semiconductor laser having a wavelength of 780 nm, the diameter of the light beam is 50 μm or less at the points P ′ and P ″. Thus, at the points P ′ and P ″, the light beam is deflected. Since the diameter of the light beam in the image formation state is very small with respect to the amount of movement, it is possible to shield the light beam very sharply. Of course, the shield plates 71, 72
It is desirable to perform a surface treatment on the surface of so as to prevent unnecessary reflection of the light beam.
【0058】これに対して遮蔽板を図2の171、17
2に示すような位置に配置すると、この位置での光ビー
ムの直径は1〜数mm程度と光ビーム移動量に比較して
相当に大きいので、光ビームの偏向に伴って急峻に遮る
ことは不可能で、回転多面鏡の回転に伴って徐々に光量
が減少あるいは増加するようになる。従って、不必要な
光ビームの全てを遮るような位置に遮蔽板を位置させる
と、有効走査領域内にある光ビームも一部が遮蔽板17
1、172によって遮られて光量が減少する。逆に、有
効走査領域内にある光ビームが全て透過するように遮蔽
板171、172の間隔を広げると、不要な光ビームも
その一部が遮られずに通過して行く。On the other hand, the shield plates are replaced with the shield plates 171, 17 in FIG.
When it is arranged at a position as shown in FIG. 2, the diameter of the light beam at this position is about 1 to several mm, which is considerably larger than the amount of movement of the light beam. It is impossible, and the amount of light gradually decreases or increases as the rotary polygon mirror rotates. Therefore, if the shielding plate is placed at a position that shields all unnecessary light beams, some of the light beams in the effective scanning area are also shielded by the shielding plate 17.
The light quantity is reduced by being blocked by 1, 172. On the other hand, if the interval between the shield plates 171 and 172 is widened so that all the light beams in the effective scanning area are transmitted, some unnecessary light beams also pass through without being blocked.
【0059】既に述べたように、遮蔽板71、72を通
過できるのは、基準検出位置から有効走査領域内にある
光ビームだけであるので、遮蔽板以降にある、第1折り
返しミラー41、第2伝達レンズ32、第2折り返しミ
ラー42、走査レンズ50に対しては、必ず各々の有効
領域の範囲内しか光ビームが通過しないことが保証され
る。よって、これらのレンズやミラーに対してはゴース
トや反射防止など対策が全く必要なくなるので、装置を
小型にできる上に、レンズやミラーの取り付け部分の構
造もゴーストや反射を考慮する必要がなく、それぞれの
取り付け機能に応じた最適な形状にできる。As described above, since only the light beam within the effective scanning area from the reference detection position can pass through the shielding plates 71 and 72, the first folding mirror 41, the It is guaranteed that the light beam will pass through the second transmission lens 32, the second folding mirror 42, and the scanning lens 50 only within the range of each effective area. Therefore, since no countermeasures such as ghost and reflection prevention are required for these lenses and mirrors, the device can be downsized, and there is no need to consider ghost or reflection in the structure of the lens or mirror mounting part. The shape can be optimized according to each mounting function.
【0060】さらに、従来技術の項で述べたように被走
査面の近くに位置する遮蔽板を置く必要がなく、光走査
装置の光学部品を支持するベースに遮蔽板を簡単に取り
付けることができるので、構造上も非常に簡素で安価に
製造することができる。特に、ベースをプラスチック等
で射出成形する場合には、この遮蔽部材をベースと一体
に形成できるので、製造上の困難は全くなくなると同時
に、遮蔽板の大きさや位置も正確に作ることができる。Furthermore, as described in the section of the prior art, it is not necessary to place a shield plate located near the surface to be scanned, and the shield plate can be easily attached to the base that supports the optical components of the optical scanning device. Therefore, it is very simple in structure and can be manufactured at low cost. In particular, when the base is injection-molded with plastic or the like, the shielding member can be formed integrally with the base, so that there is no difficulty in manufacturing at the same time and the size and position of the shielding plate can be accurately made.
【0061】また、この遮蔽板を光ビームが偏向してで
きる面、すなわち主走査面に対して直角以外の角度にす
ると、遮蔽板の表面に光ビームが照射された場合の反射
光は主走査面とは異なる方向に向かってそれてゆく。遮
蔽板で反射された反射光は遮蔽板から離れるに従って、
光軸との距離が増加してゆくが、遮蔽板の周辺の他のレ
ンズやミラーは光軸から(副走査方向に)一定の高さ以
下にあるので、遮蔽板からの反射光が当たることはな
い。従って、遮蔽板表面の反射防止処理を行なう必要が
なくなり、より安価に製造できる。If the shield plate is formed at an angle other than the surface formed by deflecting the light beam, that is, the main scanning surface, the reflected light when the surface of the shield plate is irradiated with the light beam is main-scanned. It moves away from the surface in a different direction. The reflected light reflected by the shield plate moves away from the shield plate,
Although the distance from the optical axis increases, other lenses and mirrors around the shield plate are below a certain height (in the sub-scanning direction) from the optical axis, so the reflected light from the shield plate should hit. There is no. Therefore, it is not necessary to carry out an antireflection treatment on the surface of the shielding plate, and the manufacturing cost can be reduced.
【0062】以上に述べた本発明の実施の形態の第1の
実施例では、1回目の反射面から2回目の反射面までの
伝達光学系にアフォーカル光学系を用いており、第1伝
達レンズ31と第2伝達レンズ32の間の結像点Pの近
傍に遮蔽板71、72を置くことで、光ビームが基準位
置検出器81から有効走査領域の終端までを走査する範
囲にある場合のみ遮蔽板を通過するようにすることが可
能である。In the first example of the embodiment of the present invention described above, the afocal optical system is used as the transmission optical system from the first reflection surface to the second reflection surface, and the first transmission is performed. By placing the shielding plates 71 and 72 in the vicinity of the image forming point P between the lens 31 and the second transfer lens 32, the light beam is in a range of scanning from the reference position detector 81 to the end of the effective scanning area. It is possible to only pass through the shield.
【0063】次に、本発明の実施の形態の第2の実施例
として、本出願人が先に特願平7−306197号に出
願したような伝達光学系を用いた場合について図6の平
面構成図およびその伝達光学系の拡大図である図7を用
いて説明する。Next, as a second example of the embodiment of the present invention, the case of using the transmission optical system as previously filed by the applicant of the present application in Japanese Patent Application No. 7-306197, the plane of FIG. This will be described with reference to the configuration diagram and FIG. 7, which is an enlarged view of the transmission optical system thereof.
【0064】図6において、光源10から射出された光
ビームはビーム整形レンズ12によって集束光ビームに
変換される。1回目の反射で偏向を受けた光ビームは、
伝達レンズ33の手前の結像点Sにて一旦結像し、伝達
レンズには発散ビームとして入射する。伝達レンズ33
を通過した光ビームは平行な光ビームとなり、第1折り
返しミラー41、第2折り返しミラー42を経由して再
び回転多面鏡20に入射し2回目の偏向を受ける。2回
目の偏向を受けた光ビームは走査レンズ51によって被
走査面60上に所要の大きさのスポットとして結像され
る。また、被走査面と走査レンズ51の間には回転多面
鏡20の反射面の倒れを補正する補正レンズ52が置か
れている。In FIG. 6, the light beam emitted from the light source 10 is converted into a focused light beam by the beam shaping lens 12. The light beam deflected by the first reflection is
An image is once formed at an image forming point S in front of the transfer lens 33, and then enters the transfer lens as a divergent beam. Transmission lens 33
The light beam that has passed through becomes a parallel light beam, enters the rotary polygon mirror 20 again via the first folding mirror 41 and the second folding mirror 42, and is deflected for the second time. The light beam subjected to the second deflection is imaged by the scanning lens 51 on the surface 60 to be scanned as a spot having a required size. A correction lens 52 that corrects the tilt of the reflecting surface of the rotary polygon mirror 20 is placed between the surface to be scanned and the scanning lens 51.
【0065】また、本発明の実施の形態の第1の実施例
と同じように、走査レンズ51を通過した光ビームは、
有効走査領域の露光に先立って、基準位置検出用ミラー
81によって基準位置検出器82に導かれる。As in the first example of the embodiment of the present invention, the light beam that has passed through the scanning lens 51 is
Prior to the exposure of the effective scanning area, it is guided to the reference position detector 82 by the reference position detection mirror 81.
【0066】結像点Sの両側には遮蔽板73、74が置
かれており、第1の実施例と同様に基準検出位置から有
効走査領域の終端までの偏向光ビームのみを通過させ、
その範囲より前後にある光ビームは遮断する。第1の実
施例と異なり本実施例では1回目の反射面の直後に遮蔽
板73、74があるため、伝達レンズ33の有効領域以
外の部分に光ビームが照射されることがなくなるので、
伝達レンズ33の大きさを光ビーム検出位置から有効走
査領域の後端までのビームが通過するのに足る必要最小
限の大きさにすればよく、かつ、その両側のレンズの端
部や取り付け部には光ビームが照射されることがないの
で、レンズの取り付けの構造も簡素なものにできる。Shielding plates 73 and 74 are placed on both sides of the image forming point S to pass only the deflected light beam from the reference detection position to the end of the effective scanning area, as in the first embodiment.
Light beams before and after that range are blocked. Unlike the first embodiment, in this embodiment, since the shield plates 73 and 74 are provided immediately after the first reflecting surface, the light beam is not irradiated to the portion other than the effective area of the transmission lens 33,
The size of the transmission lens 33 may be set to the minimum necessary size for the beam to pass from the light beam detection position to the rear end of the effective scanning area, and the ends and mounting portions of the lenses on both sides thereof may be set. Since no light beam is emitted onto the lens, the structure for mounting the lens can be simplified.
【0067】このように第1の実施例に比べて、1回目
の反射面以後の全ての光学系が、不要な光ビームの照射
から開放されるの本発明の効果がより高められる。As described above, as compared with the first embodiment, the effect of the present invention is enhanced because all the optical systems after the first reflecting surface are released from unnecessary irradiation of the light beam.
【0068】さらに、伝達光学系の構成は上記の第1の
実施例、第2の実施例に限定されるものではなく、1回
目の反射面と2回目の反射面の間に光ビームが結像点を
持つような形式であれば、同一の効果を有する。Further, the structure of the transmission optical system is not limited to the above-mentioned first and second embodiments, but a light beam is formed between the first and second reflecting surfaces. If the format has an image point, it has the same effect.
【0069】上記の2つの実施例では、有効走査領域の
走査に先立って、光ビームを基準信号発生器へ導いてい
たが、走査の基準信号は光学的な方法でなくとも、例え
ば回転多面鏡を駆動するモーターの内部で電磁的に発生
させる方法であってもよい。その場合には、有効走査領
域を走査している光ビームのみが1対の遮蔽板に挟まれ
た領域を通過し得るように、遮蔽板の位置、間隔を設定
すればよい。In the above-mentioned two embodiments, the light beam is guided to the reference signal generator prior to scanning the effective scanning area. However, the scanning reference signal need not be an optical method, but may be, for example, a rotating polygon mirror. It may be a method of electromagnetically generating inside the motor for driving. In that case, the positions and intervals of the shielding plates may be set so that only the light beam scanning the effective scanning region can pass through the region sandwiched by the pair of shielding plates.
【0070】また、上記の第1、第2の実施例では1回
目の反射面、2回目の反射面が同一の回転多面鏡の反射
面であって、光ビームが2回入射して偏向を行っていた
が、1回目の反射面と2回目の反射面が、同期して回転
する2つの異なる回転多面鏡にあっても同等の効果を発
揮する。さらに、偏向器として回転多面鏡ではなく、ガ
ルバノミラーを用いても本発明の本質にはなんら変わる
ことなく、同様の効果が生ずる。In the first and second embodiments, the first and second reflecting surfaces are the reflecting surfaces of the same rotary polygon mirror, and the light beam is incident twice to deflect the light. As described above, the same effect is exhibited even when the first and second reflecting surfaces are in two different rotating polygon mirrors that rotate in synchronization with each other. Further, even if a galvanometer mirror is used as the deflector instead of the rotary polygon mirror, the same effect can be obtained without changing the essence of the present invention.
【0071】[0071]
【発明の効果】このように本発明の光走査装置によれ
ば、伝達光学系の光路中の光ビームの結像点の近傍に遮
蔽板を置くことで、光軸上において結像点より後方にあ
るレンズや反射ミラー等の光学素子に対して、基準検出
位置から有効走査領域の後端までの偏向位置にある光ビ
ームしか照射されないようにでき、不要反射防止やゴー
スト防止のための特別な処理や部材の追加の必要がなく
なる。すなわち只一個所の遮蔽板を置くことのみで、偏
向された光ビームがどのような場所にあっても、光ビー
ムの散乱や迷光、ゴースト光を完全に防ぐことが可能で
ある。As described above, according to the optical scanning device of the present invention, by placing the shielding plate in the vicinity of the image forming point of the light beam in the optical path of the transmission optical system, it is possible to rearward the image forming point on the optical axis. The optical element such as the lens and the reflection mirror in Fig. 2 can be made to irradiate only the light beam in the deflection position from the reference detection position to the rear end of the effective scanning area, and it is possible to prevent unnecessary reflection and ghost. Eliminates the need for processing and additional components. That is, it is possible to completely prevent scattering of the light beam, stray light, and ghost light, regardless of the location of the deflected light beam, by only placing a shield plate at one place.
【0072】特に本発明では回転多面鏡に光ビームを2
度入射させるための伝達光学系を有しているが、この伝
達光学系は機能上どうしても回転多面鏡の周囲に配置せ
ざるを得ない。従って伝達光学系において万が一不要な
光ビームの反射、散乱が起きると回転多面鏡に入射する
危険性が高く、最終的には被走査面に到達して障害を起
こす可能性が高い。Particularly, in the present invention, the rotating polygon mirror is provided with two light beams.
Although it has a transmission optical system for making it incident once, this transmission optical system is inevitably arranged around the rotary polygon mirror in terms of function. Therefore, if unwanted reflection or scattering of the light beam occurs in the transmission optical system, there is a high risk that the light beam will enter the rotating polygonal mirror, and eventually it may reach the surface to be scanned and cause an obstacle.
【0073】ところが、本発明によれば光ビームは伝達
光学系の各レンズや反射ミラーの必ず有効範囲を通過す
るので、不要な反射や散乱は全く生ずることがない。よ
って、各レンズや反射ミラーの大きさを必要最小限にで
きると同時に、その取り付け部分の構造や形状も光ビー
ムの照射を受けることを全く考慮することなく、機能的
に最適なものにできるので、設計が容易になるばかりで
なく、構造が簡素でかつ安価な光走査装置を実現でき
る。However, according to the present invention, since the light beam always passes through the effective range of each lens of the transmission optical system and the reflection mirror, unnecessary reflection and scattering do not occur at all. Therefore, the size of each lens and the reflection mirror can be minimized, and at the same time, the structure and shape of the mounting portion can be functionally optimized without any consideration of receiving the light beam irradiation. The optical scanning device not only has a simple design but also has a simple structure and is inexpensive.
【0074】特に本発明の第2の実施例のように、1回
目の反射面に集束光ビームを入射させ、1回目の反射面
と伝達光学系の間に光ビームを一旦結像させ、その近傍
に遮蔽板を位置させることにより、伝達光学系全体を不
要な光ビームの照射にさらすことが全くなくなるので一
層この効果は高まる。In particular, as in the second embodiment of the present invention, the focused light beam is made incident on the first reflection surface and the light beam is once imaged between the first reflection surface and the transmission optical system. By arranging the shield plate in the vicinity, this effect is further enhanced because the entire transmission optical system is never exposed to unnecessary light beam irradiation.
【0075】また、遮蔽板を伝達光学系の光軸とは直角
方向に調整可能な構造とすることで、光ビームの偏向範
囲の中で、遮蔽板を通過して有効走査領域あるいは基準
信号の検出位置に達する範囲をより正確に設けることが
でき、より厳密に光ビームの散乱などを防止することが
できると同時に、レンズや折り返しミラー、回転反射鏡
の形状精度や取り付け精度を高めることなく上記効果を
発揮できる。Further, by adopting a structure in which the shield plate is adjustable in a direction perpendicular to the optical axis of the transmission optical system, the effective scanning area or the reference signal of the reference signal is passed through the shield plate within the deflection range of the light beam. The range that reaches the detection position can be set more accurately, the scattering of the light beam, etc. can be prevented more strictly, and at the same time, without increasing the shape accuracy and mounting accuracy of the lens, the folding mirror, and the rotary reflecting mirror, It can be effective.
【0076】あるいは、遮蔽板を光走査装置の構成部品
を支持しているベース部材と一体に形成することで、遮
蔽板の位置精度を向上させると同時に、部品コストの低
減を図ることができる。Alternatively, by forming the shield plate integrally with the base member supporting the components of the optical scanning device, it is possible to improve the positional accuracy of the shield plate and at the same time reduce the component cost.
【0077】さらに、遮蔽板の光ビームが偏向してでき
る面に対して角度を持たせることで、遮蔽板の表面で反
射した光ビームを他のレンズや回転多面鏡、折り返しミ
ラーからそらせることができる。そのため、遮蔽板の表
面に反射防止の処理を施す必要がなくなり、より一層遮
蔽板の製作が容易なるという効果がある。Further, the light beam reflected by the surface of the shield plate can be deflected from other lenses, rotary polygon mirrors, and folding mirrors by forming an angle with respect to the surface of the shield plate that is formed by deflecting the light beam. it can. Therefore, there is no need to perform an antireflection treatment on the surface of the shield plate, and there is an effect that the shield plate can be manufactured more easily.
【図1】本発明による光走査装置の第1の実施例におけ
る平面構成図である。FIG. 1 is a plan configuration diagram of a first embodiment of an optical scanning device according to the present invention.
【図2】本発明による光走査装置の第1の実施例におけ
る伝達光学系の詳細図である。FIG. 2 is a detailed view of a transmission optical system in the first embodiment of the optical scanning device according to the present invention.
【図3】本発明による光走査装置の第1の実施例におけ
る伝達光学系の偏向面内における展開断面図である。FIG. 3 is a development cross-sectional view of a transmission optical system in a deflecting surface in the first embodiment of the optical scanning device according to the present invention.
【図4】本発明による光走査装置の第1の実施例におけ
る1回目の反射面における入射光ビームの移動を示す図
である。FIG. 4 is a diagram showing a movement of an incident light beam on a first reflecting surface in the first embodiment of the optical scanning device according to the present invention.
【図5】本発明による光走査装置の第1の実施例におけ
る1回目の反射面において2つの反射面にまたがる入射
光ビームを示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an incident light beam straddling two reflecting surfaces in the first reflecting surface in the first embodiment of the optical scanning device according to the present invention.
【図6】本発明による光走査装置の第2の実施例におけ
る平面構成図である。FIG. 6 is a plan configuration diagram of a second embodiment of the optical scanning device according to the present invention.
【図7】本発明による光走査装置の第2の実施例におけ
る伝達光学系の詳細図である。FIG. 7 is a detailed view of a transmission optical system in a second embodiment of the optical scanning device according to the present invention.
【図8】従来技術における光走査装置の平面構成図であ
る。FIG. 8 is a plan configuration diagram of a conventional optical scanning device.
【図9】従来技術における光走査装置の伝達光学系の詳
細図である。FIG. 9 is a detailed view of a transmission optical system of an optical scanning device in the related art.
10 ・・・・・・・・・・・・・ 光源 20 ・・・・・・・・・・・・・ 回転多面鏡 30 ・・・・・・・・・・・・・ 伝達光学系 31、32、33 ・・・・・・・ 伝達レンズ 41、42 ・・・・・・・・・・ 折り返しミラー 50 ・・・・・・・・・・・・・ 走査光学系 60 ・・・・・・・・・・・・・ 被走査面 71、72、73、74 ・・・・ 遮蔽板 81 ・・・・・・・・・・・・・ 基準位置検出用ミ
ラー 82 ・・・・・・・・・・・・・ 基準位置検出器10 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Light source 20 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Rotating polygon mirror 30 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Transmission optical system 31 , 32, 33 ··· Transfer lens 41, 42 ···· Folding mirror 50 ····· Scanning optical system 60 ···・ ・ ・ ・ ・ ・ Surfaces to be scanned 71, 72, 73, 74 ・ ・ ・ Shielding plate 81 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Reference position detection mirror 82 ・ ・ ・ ・ ・・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Reference position detector
フロントページの続き (72)発明者 高田 球 長野県諏訪市大和3丁目3番5号 セイコ ーエプソン株式会社内Front Page Continuation (72) Inventor Kata Takada 3-3-5 Yamato, Suwa City, Nagano Seiko Epson Corporation
Claims (9)
ムを偏向する第1の回転反射面と、前記第1の回転反射
面により偏向された光ビームを後述の第2の回転反射面
に入射させる伝達光学系と、前記伝達光学系を経た光ビ
ームを偏向する第2の回転反射面とを有し、前記第2の
回転反射面によって偏向された走査光ビームを用いて被
走査面を繰り返し走査する光走査装置において、前期光
ビームが前記第1反射面によって偏向掃引されてできる
面を主走査面とすると、前記光ビームは主走査面内にお
いて前記第1の回転反射面から前記第2の回転反射面に
至る間の光路において少なくとも1回は結像点に結像
し、前記結像点の近傍に位置し前記走査光ビームが前記
被走査面の所定領域にあるときは前記光ビームを通過さ
せ、所定領域以外にある場合には前記光ビームを遮蔽す
るように配置された遮蔽板を有することを特徴とする光
走査装置。1. A light source, a first rotary reflecting surface for deflecting a light beam emitted from the light source, and a light beam deflected by the first rotary reflecting surface to a second rotary reflecting surface described later. It has a transfer optical system for making it enter and a second rotary reflecting surface for deflecting the light beam that has passed through the transfer optical system, and scans the surface to be scanned by using the scanning light beam deflected by the second rotary reflecting surface. In an optical scanning device that repeatedly scans, when a surface formed by deflecting and sweeping the light beam by the first reflecting surface is a main scanning surface, the light beam is moved from the first rotary reflecting surface to the first scanning surface in the main scanning surface. When the scanning light beam is located near the image forming point and the scanning light beam is in a predetermined area on the surface to be scanned, the light is imaged at least once in the optical path leading to the two rotary reflecting surfaces. Allow the beam to pass, and The optical scanning device, the optical scanning device further comprises a shield plate arranged to shield the light beam.
の走査開始の基準信号を得るための基準位置検出器に対
して前記走査光ビームが入射する位置が含まれることを
特徴とする請求項1記載の光走査装置。2. The position in which the scanning light beam is incident on a reference position detector for obtaining a reference signal for starting scanning of the scanning light beam is included in the predetermined region. Item 2. The optical scanning device according to item 1.
回転反射面を同一の回転多面鏡上に有することを特徴と
する請求項1記載の光走査装置。3. The optical scanning device according to claim 1, wherein the first rotary reflecting surface and the second rotary reflecting surface are provided on the same rotary polygon mirror.
しかつ、平行な光ビームを射出するようなアフォーカル
光学系であることを特徴とする請求項1記載の光走査装
置。4. The optical scanning device according to claim 1, wherein the transmission optical system is an afocal optical system in which a parallel light beam enters and emits a parallel light beam.
2群のレンズによって構成され、前記アフォーカル光学
系の光軸上において、前記結像点は前記前群と前記後群
の間に位置することを特徴とする請求項4記載の光走査
装置。5. The afocal optical system is composed of two groups of lenses, a front group and a rear group, and the imaging point is located between the front group and the rear group on the optical axis of the afocal optical system. 5. The optical scanning device according to claim 4, wherein the optical scanning device is located at.
が入射し、前記伝達光学系の光軸上において、前記伝達
光学系の第1レンズと前記第1の回転反射面の間に前記
結像点が位置することを特徴とする請求項1記載の光走
査装置。6. A focused light beam is incident on the first rotary reflecting surface, and is between the first lens of the transfer optical system and the first rotary reflecting surface on the optical axis of the transfer optical system. The optical scanning device according to claim 1, wherein the image forming point is located.
直交方向に調整可能であることを特徴とする請求項1記
載の光走査装置。7. The optical scanning device according to claim 1, wherein the shield plate is adjustable in a direction orthogonal to the optical axis of the transmission optical system.
を構成する光学部品を支持するベース部材を有し、前記
遮蔽板が前記ベース部材と一体に形成されていることを
特徴とする請求項1記載の光走査装置。8. A base member that supports an optical component that constitutes the transmission optical system or the optical scanning device, and the shielding plate is formed integrally with the base member. The optical scanning device described.
よって偏向される光ビームによって偏向される光ビーム
が前記伝達光学系において掃引してできる面に対して直
角とは異なる角度をもって設けられていることを特徴と
する請求項1記載の光走査装置。9. The shield plate is provided at an angle different from a right angle with respect to a surface formed by sweeping a light beam deflected by the light beam deflected by the first rotary reflecting surface in the transmission optical system. The optical scanning device according to claim 1, wherein the optical scanning device is provided.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7189396A JPH09265052A (en) | 1996-03-27 | 1996-03-27 | Optical scanner |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7189396A JPH09265052A (en) | 1996-03-27 | 1996-03-27 | Optical scanner |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09265052A true JPH09265052A (en) | 1997-10-07 |
Family
ID=13473678
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7189396A Withdrawn JPH09265052A (en) | 1996-03-27 | 1996-03-27 | Optical scanner |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09265052A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102012111098A1 (en) * | 2012-11-19 | 2014-05-22 | Scanlab Ag | Divergence changing means |
-
1996
- 1996-03-27 JP JP7189396A patent/JPH09265052A/en not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102012111098A1 (en) * | 2012-11-19 | 2014-05-22 | Scanlab Ag | Divergence changing means |
JP2015531888A (en) * | 2012-11-19 | 2015-11-05 | スキャンラボ アーゲー | Divergence change device |
US9217853B2 (en) | 2012-11-19 | 2015-12-22 | Scanlab Ag | Divergence-changing device |
DE102012111098B4 (en) * | 2012-11-19 | 2016-03-03 | Scanlab Ag | Divergence changing means |
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