JP2016080815A - Rotary polygon mirror, and optical scanner and image forming apparatus using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は回転多面鏡およびこれを用いた光走査装置、画像形成装置
に関し、特に電子写真プロセスを有するレーザビームプリンタやデジタル複写機やマルチファンクションプリンタ等の画像形成装置に好適なものである。
The present invention relates to a rotary polygon mirror, an optical scanning device using the same, and an image forming apparatus, and is particularly suitable for an image forming apparatus such as a laser beam printer, a digital copying machine, or a multifunction printer having an electrophotographic process.
光走査装置は、レーザビームプリンタやデジタル複写機等の画像形成装置に広く利用されている。このような光走査装置においては、光源手段として半導体レーザを用い、レーザ光を偏向手段である回転多面鏡により偏向し、結像光学系を用いて感光ドラム等の被走査面上にスポットとして結像させ走査する構成のものが知られている。各光学部品は、ハウジングに収容される。 Optical scanning devices are widely used in image forming apparatuses such as laser beam printers and digital copying machines. In such an optical scanning device, a semiconductor laser is used as the light source means, the laser light is deflected by a rotary polygon mirror as a deflecting means, and is formed as a spot on a surface to be scanned such as a photosensitive drum using an imaging optical system. An arrangement for imaging and scanning is known. Each optical component is accommodated in a housing.
ここで、回転多面鏡の回転軸が製造誤差や組付誤差により倒れる（以下、軸倒れと称す）と、結像光学系に入射する光束のねじれ（回転）や高さのずれが生じることで、スポット径が肥大し結像性能が劣化する。その結果、画像品質の低下を招くこととなる。 Here, when the rotation axis of the rotary polygon mirror is tilted due to manufacturing errors or assembly errors (hereinafter referred to as axis tilt), the torsion (rotation) of the light beam incident on the imaging optical system and the height shift occur. The spot diameter is enlarged and the imaging performance is deteriorated. As a result, the image quality is degraded.
そこで、特許文献１には、回転多面鏡の軸倒れを調整しハウジングに組み付ける構成が開示されている。また、特許文献２には、シリンドリカルレンズを光軸周りに回転調整することで、軸倒れによる結像性能の劣化を補正する構成が開示されている。 Therefore, Patent Document 1 discloses a configuration in which the rotating polygon mirror is adjusted to be tilted and assembled to the housing. Further, Patent Document 2 discloses a configuration in which a cylindrical lens is rotated and adjusted around an optical axis to correct image formation performance deterioration due to axis tilt.
しかしながら、特許文献１においては、ハウジング側に調整機構を設けるため構成が複雑になると共に、軸倒れ調整の分の組立タクトが伸びることでコストアップを招く懸念がある。 However, in Patent Document 1, since the adjustment mechanism is provided on the housing side, the configuration is complicated, and there is a concern that the cost increases due to an increase in assembly tact for the shaft tilt adjustment.
また、特許文献２においても、シリンドリカルレンズの調整の分の組立タクトが伸びることで、コストアップを招く懸念がある。さらに、シリンドリカルレンズを光軸周りにのみ回転させることは難しく、シリンドリカルレンズの高さずれ等が生じ結像性能の劣化を招く懸念がある。そして、それと共に、高精度に調整できるようシリンドリカルレンズの調整機構を複雑化した場合は、更なるコストアップを招く懸念がある。 Also in Patent Document 2, there is a concern that the cost increases due to an increase in the assembly tact for adjusting the cylindrical lens. Further, it is difficult to rotate the cylindrical lens only around the optical axis, and there is a concern that the height of the cylindrical lens may be shifted and the imaging performance may be deteriorated. At the same time, if the adjustment mechanism of the cylindrical lens is complicated so that it can be adjusted with high accuracy, there is a concern that the cost may be further increased.
本発明の目的は、軸倒れによる光学性能の劣化を簡易な構成で低減可能な回転多面鏡およびこれを用いた光走査装置、画像形成装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a rotary polygon mirror that can reduce optical performance degradation due to axis tilt with a simple configuration, an optical scanning device using the same, and an image forming apparatus.
上記目的を達成するために、本発明に係る回転多面鏡は、光束を偏向する偏向面を備える回転多面鏡であって、前記偏向面は、前記回転多面鏡の回転軸に平行な断面内において、前記偏向面よりも前記回転軸側に曲率中心を有する曲面であり、前記回転軸に垂直な断面内における前記回転多面鏡の内接円半径をｒｐ、面法線を含みかつ前記回転軸に平行な断面内における前記偏向面の曲率半径をＲｐ、とするとき、
ｒＰ／２＜ＲＰ
なる条件を満足することを特徴とする。
In order to achieve the above object, a rotary polygon mirror according to the present invention is a rotary polygon mirror having a deflection surface for deflecting a light beam, and the deflection surface is within a cross section parallel to the rotation axis of the rotary polygon mirror. , A curved surface having a center of curvature closer to the rotation axis than the deflection surface, the radius of the inscribed circle of the rotary polygon mirror in a cross section perpendicular to the rotation axis being r p , including a surface normal, and the rotation axis R p , the radius of curvature of the deflecting surface in the cross section parallel to
r P / 2 <R P
It satisfies the following condition.
また、本発明に係る光走査装置および画像形成装置は、上記回転多面鏡を有することを特徴とする。 An optical scanning device and an image forming apparatus according to the present invention include the rotating polygon mirror.
本発明によれば、複雑な調整機構等を設けずとも簡易な構成で回転する偏向面の軸倒れによる光学性能の劣化を低減可能な回転多面鏡およびこれを用いた光走査装置、画像形成装置を提供することができる。 According to the present invention, a rotary polygon mirror capable of reducing deterioration of optical performance due to a tilting of a deflecting surface rotating with a simple configuration without providing a complicated adjustment mechanism, an optical scanning device using the same, and an image forming apparatus Can be provided.
以下に、本発明の実施形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
《第１の実施形態》
（画像形成装置）
図１２は、本発明の実施形態に係る光走査装置を搭載した画像形成装置としてカラー画像形成装置の要部概略図である。このカラー画像形成装置は、光走査装置を４個並べ各々並行して像担持体である感光ドラム面上に画像情報を記録するタンデムタイプである。
<< First Embodiment >>
(Image forming device)
FIG. 12 is a schematic diagram of a main part of a color image forming apparatus as an image forming apparatus equipped with an optical scanning device according to an embodiment of the present invention. This color image forming apparatus is a tandem type in which four optical scanning devices are arranged side by side and image information is recorded on a photosensitive drum surface as an image carrier in parallel.
図１２において、１０６０はカラー画像形成装置、１０６１、１０６２、１０６３、１０６４は光走査装置である。また、１０７１、１０７２、１０７３、１０７４は各々像担持体（感光体）としての感光ドラム、１０３１、１０３２、１０３３、１０３４は各々現像器、１０５１は搬送ベルトである。なお、このカラー画像形成装置は、現像器で現像されたトナー像を被転写材に転写する転写器（不図示）と、転写されたトナー像を被転写材に定着させる定着器（不図示）とを備えている。 In FIG. 12, reference numeral 1060 denotes a color image forming apparatus, and 1061, 1062, 1063, and 1064 denote optical scanning apparatuses. Reference numerals 1071, 1072, 1073, and 1074 denote photosensitive drums as image carriers (photosensitive bodies), reference numerals 1031, 1032, 1033, and 1034 denote developing units, and reference numeral 1051 denotes a conveyance belt. The color image forming apparatus includes a transfer device (not shown) that transfers a toner image developed by a developing device to a transfer material, and a fixing device (not shown) that fixes the transferred toner image on the transfer material. And.
図１２において、カラー画像形成装置１０６０には、パーソナルコンピュータ等の外部機器１０５２から出力されたＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の各色信号が入力する。コードデータであるこれらの色信号は、装置内のプリンタコントローラ１０５３によって、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｂ（ブラック）の各画像信号（ドットデータ）に変換される。これらの画像データは、それぞれ光走査装置１０６１、１０６２、１０６３、１０６４に入力される。 In FIG. 12, the color image forming apparatus 1060 receives R (red), G (green), and B (blue) color signals output from an external device 1052 such as a personal computer. These color signals, which are code data, are converted into image signals (dot data) of C (cyan), M (magenta), Y (yellow), and B (black) by a printer controller 1053 in the apparatus. These image data are input to the optical scanning devices 1061, 1062, 1063, and 1064, respectively.
そして、これらの光走査装置（詳細は後述）からは、各画像データに応じて変調された光ビーム１０４１、１０４２、１０４３、１０４４が射出される。そして、これらの光ビームによって、感光ドラム１０７１、１０７２、１０７３、１０７４の感光面が主走査方向に走査される。本実施形態におけるカラー画像形成装置は、光走査装置（１０６１、１０６２、１０６３、１０６４）を各々平行に４個並べ、各々がＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｂ（ブラック）の各色に対応している。 From these optical scanning devices (details will be described later), light beams 1041, 1042, 1043, and 1044 modulated according to each image data are emitted. Then, the photosensitive surfaces of the photosensitive drums 1071, 1072, 1073, and 1074 are scanned in the main scanning direction by these light beams. In the color image forming apparatus according to the present embodiment, four optical scanning devices (1061, 1062, 1063, 1064) are arranged in parallel, each of which is C (cyan), M (magenta), Y (yellow), B (black). ) Corresponding to each color.
本実施形態におけるカラー画像形成装置は、上述の如く４つの光走査装置１０６１、１０６２、１０６３、１０６４により、各々の画像データに基づいた光ビームを用いて各色の静電潜像を各々対応する感光ドラム面上に形成している。その後、記録材に多重転写して１枚のフルカラー画像を形成している。 In the color image forming apparatus according to the present embodiment, as described above, the four optical scanning devices 1061, 1062, 1063, and 1064 use the light beams based on the respective image data to respectively correspond to the electrostatic latent images of the respective colors. It is formed on the drum surface. Thereafter, a single full color image is formed by multiple transfer onto a recording material.
外部機器１０５２としては、例えばＣＣＤセンサを備えたカラー画像読取装置が用いられても良い。この場合には、このカラー画像読取装置と、カラー画像形成装置１０６０とで、カラーデジタル複写機が構成される。 As the external device 1052, for example, a color image reading apparatus including a CCD sensor may be used. In this case, the color image reading apparatus and the color image forming apparatus 1060 constitute a color digital copying machine.
（光走査装置）
図１は、本発明の第１の実施形態の光走査装置の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）である。尚、以下の説明において、主走査方向とは偏向手段の回転軸及び結像光学系の光軸に垂直な方向（偏向手段で光束が偏向走査される方向）であり、副走査方向とは偏向手段の回転軸と平行な方向のことである。また、主走査断面とは結像光学系の光軸と主走査方向とを含む平面のことであり、副走査断面とは結像光学系の光軸を含み主走査断面に垂直な断面のことである。
(Optical scanning device)
FIG. 1 is a cross-sectional view (main scanning cross-sectional view) of the main part in the main scanning direction of the optical scanning device according to the first embodiment of the present invention. In the following description, the main scanning direction is a direction perpendicular to the rotation axis of the deflecting means and the optical axis of the imaging optical system (the direction in which the light beam is deflected and scanned by the deflecting means), and the sub-scanning direction is the deflection. It is a direction parallel to the rotation axis of the means. The main scanning section is a plane including the optical axis of the imaging optical system and the main scanning direction, and the sub-scanning section is a section including the optical axis of the imaging optical system and perpendicular to the main scanning section. It is.
図２、図３は各々第１の実施形態の光走査装置の副走査方向の要部断面図（副走査断面図）である。図２は偏向手段である回転多面鏡５０の偏向面（偏向反射面）５１から被走査面７０までの結像光学系６０の副走査断面図である。図３は光源手段１０から回転多面鏡５０の偏向面５１までの入射光学系ＬＡの副走査断面図である。 2 and 3 are cross-sectional views (sub-scanning cross-sectional views) of main parts in the sub-scanning direction of the optical scanning device according to the first embodiment. FIG. 2 is a sub-scan sectional view of the imaging optical system 60 from the deflection surface (deflection reflection surface) 51 of the rotary polygon mirror 50 which is a deflection means to the surface 70 to be scanned. FIG. 3 is a sub-scan sectional view of the incident optical system LA from the light source means 10 to the deflecting surface 51 of the rotary polygon mirror 50.
図１、図３において、光源手段１０は半導体レーザから成っている。光源手段１０から射出された光束は、コリメータレンズ２０により略平行光束に変換された後、シリンドリカルレンズ３０に入射し、副走査方向にのみ屈折される。その後、光束は、第１の開口絞り４１により副走査方向の光束幅を制限された後、第２の開口絞り４２により主走査方向の光束幅が制限され、回転多面鏡５０の偏向面５１の近傍に、副走査方向にのみ集光し主走査方向に長い線像として結像される。 1 and 3, the light source means 10 is formed of a semiconductor laser. The light beam emitted from the light source means 10 is converted into a substantially parallel light beam by the collimator lens 20, and then enters the cylindrical lens 30 and is refracted only in the sub-scanning direction. Thereafter, the light beam width is limited in the sub-scanning direction by the first aperture stop 41, and then the light beam width in the main scanning direction is limited by the second aperture stop 42, so that the deflection surface 51 of the rotary polygon mirror 50 In the vicinity, the light is condensed only in the sub-scanning direction and formed as a long line image in the main scanning direction.
上記コリメータレンズ２０とシリンドリカルレンズ３０、第１の開口絞り４１及び第２の開口絞り４２の各要素が、入射光学系ＬＡの一要素を構成する。尚、本実施形態においてはコリメータレンズ２０により略平行光束に変換したが、コリメータレンズ２０の替りに光束の発散性を弱めた発散光束及び収束光束に変換する光学素子を用いても良い。また、２枚のレンズに限らず主走査方向と副走査方向で異なるパワーを有するアナモフィックな１つの光学素子により構成しても良い。 Each element of the collimator lens 20, the cylindrical lens 30, the first aperture stop 41, and the second aperture stop 42 constitutes one element of the incident optical system LA. In this embodiment, the collimator lens 20 converts the light beam into a substantially parallel light beam. However, instead of the collimator lens 20, an optical element that converts the light beam into a divergent light beam and a convergent light beam may be used. Moreover, it is not limited to two lenses, and may be constituted by one anamorphic optical element having different powers in the main scanning direction and the sub-scanning direction.
回転多面鏡５０により反射偏向された光束は、第１結像レンズ６１及び第２結像レンズ６２から成る結像光学系６０により、被走査面７０上に光スポットとして結像される。回転多面鏡５０が不図示のモータにより図中矢印方向に回転することにより、被走査面７０上を光スポットが図中矢印７a方向に走査し、静電潜像を形成する。被走査面７０としては、たとえば感光ドラム面等が挙げられる。 The light beam reflected and deflected by the rotary polygon mirror 50 is imaged as a light spot on the scanning surface 70 by the imaging optical system 60 including the first imaging lens 61 and the second imaging lens 62. When the rotary polygon mirror 50 is rotated in the direction of the arrow in the figure by a motor (not shown), the light spot is scanned on the scanned surface 70 in the direction of the arrow 7a in the figure, thereby forming an electrostatic latent image. Examples of the scanned surface 70 include a photosensitive drum surface.
表１に、本実施形態における光学系の諸特性を示す。ここで、「Ｅ+ｘ」および「Ｅ−ｘ」は、各々「１０+ｘ」および「１０−ｘ」を示している。また、特に表記していない係数については全て０である。 Table 1 shows various characteristics of the optical system in the present embodiment. Here, “E + x” and “E−x” indicate “10 + x ” and “10 −x ”, respectively. In addition, all the coefficients not particularly described are 0.
結像光学系６０を構成する第１結像レンズ６１及び第２結像レンズ６２の各レンズ面６１ａ〜６２ｂは、母線形状（主走査断面内の形状）が以下のように表わされる。即ち、各レンズ面と光軸との交点（レンズ面頂点）を原点とし、光軸方向をＸ軸、主走査方向において光軸と直交する軸をＹ軸、副走査方向において光軸と直交する軸をＺ軸としたときに、以下の式で表わされる。 Each of the lens surfaces 61a to 62b of the first imaging lens 61 and the second imaging lens 62 constituting the imaging optical system 60 has a generatrix shape (shape in the main scanning section) as follows. That is, the intersection (lens surface vertex) between each lens surface and the optical axis is the origin, the optical axis direction is the X axis, the axis perpendicular to the optical axis in the main scanning direction is the Y axis, and the optical axis is orthogonal to the sub scanning direction. When the axis is the Z axis, it is expressed by the following formula.
ここで、Ｒは曲率半径、Ｋは離心率、Ｂ２〜Ｂ１２は２次〜１２次の母線の非球面係数である。なお、Ｙのプラス側（光源側、図１の上側）とマイナス側（反光源側、図１の下側）で係数が異なる場合は、プラス側の係数には添字ｕを附し、マイナス側の係数には添字ｌを附している。 Here, R is the radius of curvature, K is the eccentricity, and B 2 to B 12 are aspherical coefficients of the secondary to twelfth generatrix. In addition, when the coefficient is different between the positive side of Y (light source side, upper side in FIG. 1) and the negative side (counter light source side, lower side in FIG. 1), the positive side coefficient is appended with the suffix u, and the negative side Subscript l is attached to the coefficient of.
第１結像レンズ６１と第２結像レンズ６２の各レンズ面６１ａ〜６２ｂの子線形状（副走査断面内の形状）は、以下の式で表わされる。 The sub-line shape (the shape in the sub-scan section) of the lens surfaces 61a to 62b of the first imaging lens 61 and the second imaging lens 62 is expressed by the following expression.
子線の曲率半径ｒ´は、光軸上（Ｙ＝０）における子線曲率半径ｒに対して主走査方向の位置に従って変化しており、Ｄ２〜Ｄ１４は子線曲率半径の変化係数である。ここで、Ｙのプラス側とマイナス側で係数が異なる場合は、プラス側の係数には添字ｕを附し、マイナス側の係数には添字ｌを附している。回転多面鏡中心位置は、軸上偏向点からの位置である。 The radius of curvature r ′ of the child line changes according to the position in the main scanning direction with respect to the radius of curvature r of the child line on the optical axis (Y = 0), and D 2 to D 14 are coefficients of change of the radius of curvature of the child line. It is. Here, when the coefficients on the positive side and the negative side of Y are different, the subscript u is added to the positive side coefficient, and the subscript l is attached to the negative side coefficient. The center position of the rotary polygon mirror is a position from the on-axis deflection point.
（回転多面鏡）
以下、本実施形態における回転多面鏡５０の軸倒れによる光学性能（結像性能）の劣化を抑制する構成について詳しく説明する。図４（Ａ）は軸倒れが無い場合の、回転多面鏡５０の回転軸と偏向面５１を含む副走査断面内における回転多面鏡５０の要部拡大図である。
(Rotating polygon mirror)
Hereinafter, the configuration for suppressing the deterioration of the optical performance (imaging performance) due to the axis tilt of the rotary polygon mirror 50 in the present embodiment will be described in detail. FIG. 4A is an enlarged view of the main part of the rotary polygon mirror 50 in the sub-scan section including the rotation axis of the rotary polygon mirror 50 and the deflection surface 51 when there is no axis tilt.
本実施形態において偏向面５１は副走査方向（子線方向）に曲率を有しており、その曲率中心は偏向面５１から回転多面鏡５０の回転軸へ向かう方向に存在している（回転多面鏡５０の外側へ凸）。ここで、偏向面５１の曲率半径の符号の定義は、曲率中心が偏向面５１から回転多面鏡５０の回転軸へ向かう方向に存在している場合を正とする。本実施形態では、以下に示すように、偏向面５１をこのように構成することで、軸倒れによる光束のねじれや高さずれを低減し、結像性能の劣化を抑制している。 In the present embodiment, the deflection surface 51 has a curvature in the sub-scanning direction (the sub-line direction), and the center of curvature exists in the direction from the deflection surface 51 toward the rotation axis of the rotary polygon mirror 50 (rotation polygon). Convex outward of mirror 50). Here, the definition of the sign of the radius of curvature of the deflection surface 51 is positive when the center of curvature exists in the direction from the deflection surface 51 toward the rotation axis of the rotary polygon mirror 50. In the present embodiment, as described below, the deflection surface 51 is configured in this manner, thereby reducing the twisting and height deviation of the light beam due to the axis tilt and suppressing the deterioration of the imaging performance.
なお、本実施形態では、偏向面５１は副走査方向に曲率を備える一方、主走査方向には曲率を備えないシリンドリカル面（円筒面）としている。 In the present embodiment, the deflection surface 51 is a cylindrical surface (cylindrical surface) having a curvature in the sub-scanning direction but not having a curvature in the main scanning direction.
図４（Ｂ）は、軸倒れがγだけ発生した場合の図である。軸倒れにより、偏向面５１上における光束の反射点がｈずれる。反射点ずれｈは、回転多面鏡５０の内接円半径ｒｐ、偏向面５１の副走査方向の曲率半径Ｒｐを用いて、
ＲＰ／ｓｉｎγ＝（ＲＰ−ｒＰ）／ｓｉｎ（γ−α）＝（ｈ／ｓｉｎγ）／ｓｉｎαより以下の式で表わされる。
FIG. 4B is a diagram in the case where the axis collapse occurs by γ. Due to the tilting of the axis, the reflection point of the light beam on the deflection surface 51 is shifted by h. Reflection point shift h is inscribed circle radius r p of the rotary polygon mirror 50, with a radius of curvature R p of the sub-scanning direction of the deflecting surface 51,
R P / sinγ = (R P -r P) / sin (γ-α) = (h / sinγ) / is expressed by the following equation from sin .alpha.
即ち
ｈ＝ｓｉｎγ［（ｒＰ−ＲＰ）ｃｏｓγ＋（ＲＰ ２−（ｒＰ−ＲＰ）２ｓｉｎ２γ）１／２］
で表わされる。ここで、軸倒れ量γは、大きくても１０分程度と小さく、ｓｉｎγ≒γ、ｃｏｓγ≒１、 （ＲＰ ２−（ｒＰ−ＲＰ）２γ２）１／２≒ＲＰ（１−１／２（ｒＰ−ＲＰ）２γ２／ＲＰ ２）と近似できるので、反射点ずれｈは、以下の近似式で表わされる。
That h = sinγ [(r P -R P) cosγ + (R P 2 - (r P -R P) 2 sin 2 γ) 1/2]
It is represented by Here, the shaft falling weight gamma, be greater as small as about 10 minutes, sinγ ≒ γ, cosγ ≒ 1 , (R P 2 - (r P -R P) 2 γ 2) 1/2 ≒ R P (1 -1/2 since (r P -R P) 2 γ 2 / R P 2) can be approximated, the reflection point shift h is expressed by the following approximate expression.
ところで、偏向面５１の法線角度αは、ＲＰｓｉｎα＝ｈより以下の近似式で表わされる。 By the way, the normal angle α of the deflection surface 51 is expressed by the following approximate expression from R P sin α = h.
したがって、偏向面５１の法線角度αを考慮した実質的な倒れ量（γ−α）は、以下の近似式で表わされる。 Therefore, the substantial tilting amount (γ−α) considering the normal angle α of the deflection surface 51 is expressed by the following approximate expression.
これより、以下の式を満足すれば、偏向面５１が副走査方向に曲率を持たない場合の倒れ量γに対して、実質的な倒れ量を低減できることが分かる。 From this, it can be seen that if the following expression is satisfied, the substantial tilt amount can be reduced with respect to the tilt amount γ when the deflection surface 51 does not have a curvature in the sub-scanning direction.
なお、この式において平面鏡（曲率半径が∞）は除かれている。 In this expression, the plane mirror (the radius of curvature is ∞) is excluded.
曲率中心が本実施形態とは逆に、回転多面鏡５０の回転軸から偏向面５１へ向かう方向に存在している場合（Ｒｐが負）は、常に倒れ量がγよりも大きくなってしまう。そのため、本実施形態では、曲率中心が偏向面５１から回転多面鏡５０の回転軸へ向かう方向に存在するようにしている。 In contrast to the present embodiment, when the center of curvature is present in the direction from the rotation axis of the rotary polygon mirror 50 toward the deflection surface 51 ( Rp is negative), the amount of tilt is always greater than γ. . Therefore, in the present embodiment, the center of curvature is present in the direction from the deflection surface 51 toward the rotation axis of the rotary polygon mirror 50.
本実施形態において、ｒｐは７．０７１０７[mm]、Ｒｐは７．５１５[mm]であり、ｒＰ／２＜ＲＰを満足している。本実施形態では、軸倒れが例えば１０分発生しても、偏向面５１の実質的な倒れ量は０．５９分であり、結像性能の劣化を軽微に抑えることができる。 In the present embodiment, r p is 7.07107 [mm], R p is 7.515 [mm], which satisfies the r P / 2 <R P. In the present embodiment, even if the axis collapse occurs, for example, for 10 minutes, the substantial tilt amount of the deflecting surface 51 is 0.59 minutes, and the deterioration of the imaging performance can be suppressed to a minimum.
図５に、軸倒れが１０分発生したときのスポットプロファイルを示す。軸倒れの方向は、図１において入射光学系ＬＡと結像光学系６０の光軸との二等分線方向で、入射光学系ＬＡとは反対側の最軸外像高におけるスポットプロファイルである。従来例として、図５（Ｂ）の右側に、偏向面５１が副走査方向に曲率を持たない（平面）の場合についても示してある。図５（Ｂ）の左側から分かるように、本実施形態においては、軸倒れが発生してもスポットプロファイルの変化は殆ど無く、結像性能の劣化が抑制できていることが分かる。 FIG. 5 shows a spot profile when the axis collapse occurs for 10 minutes. The axis tilt direction is a bisector between the incident optical system LA and the optical axis of the imaging optical system 60 in FIG. 1, and is a spot profile at the most off-axis image height on the side opposite to the incident optical system LA. . As a conventional example, the right side of FIG. 5B also shows a case where the deflecting surface 51 has no curvature (plane) in the sub-scanning direction. As can be seen from the left side of FIG. 5B, in the present embodiment, it can be seen that even if an axis collapse occurs, there is almost no change in the spot profile, and deterioration in imaging performance can be suppressed.
ここで、従来例のスポットプロファイル（図５（Ｂ）の右側）から分かるように、アジムス４５度（−４５度）方向のスポットプロファイルの変化が大きい。これは、軸倒れによりアジムス４５度（−４５度）方向の波面収差が劣化したためである。 Here, as can be seen from the spot profile of the conventional example (on the right side of FIG. 5B), the change in the spot profile in the azimuth 45 degrees (−45 degrees) direction is large. This is because the wavefront aberration in the azimuth 45 degrees (−45 degrees) direction is deteriorated due to the axis collapse.
そこで、主走査方向を基準として、副走査方向へ向かう方向に角度θをとった時の、アジムスθ方向の２本のマージナル光線の波面収差量をＷｕ(θ)、Ｗｌ(θ)として、以下の式により４５度（−４５度）方向の波面収差量を定義する。 Therefore, the wavefront aberration amounts of the two marginal rays in the azimuth θ direction when the angle θ is taken in the direction toward the sub-scanning direction with respect to the main scanning direction are expressed as W u (θ) and W l (θ). The amount of wavefront aberration in the 45 degree (−45 degree) direction is defined by the following equation.
軸倒れにより波面収差が劣化するとスポット径が肥大し、結像性能劣化につながる。図６に、本実施形態において軸倒れが１０分発生したときの波面収差量を示す。従来例として、偏向面５１が副走査方向に曲率を持たない（平面）の場合についても示してある。本実施形態では、波面収差の劣化は殆ど無く、結像性能の劣化が抑制できていることが分かる。 When the wavefront aberration is deteriorated due to the tilting of the axis, the spot diameter is enlarged and the imaging performance is deteriorated. FIG. 6 shows the amount of wavefront aberration when the axis collapse occurs for 10 minutes in the present embodiment. As a conventional example, the case where the deflecting surface 51 has no curvature (plane) in the sub-scanning direction is also shown. In the present embodiment, it can be seen that there is almost no deterioration of the wavefront aberration and the deterioration of the imaging performance can be suppressed.
ここで、上述した波面収差量ＷＡＳ(45)の絶対値が０．２[λ]を超えると結像性能の劣化が顕著になり、軸倒れが無い場合に対してスポット径が１０％以上肥大してしまう。したがって、軸倒れによる波面収差量劣化を０．２[λ]以下に抑えることが望ましい。そのためには、偏向面５１の実質的な倒れ量（γ−α）を８分以下にすることがより好ましい。この場合、軸倒れ量γは１０分程度発生することもあるため、以下の条件式を満たすことがより好ましいものとなる。 Here, when the absolute value of the above-described wavefront aberration amount W AS (45) exceeds 0.2 [λ], the imaging performance is significantly deteriorated, and the spot diameter is 10% or more with respect to the case where there is no axis tilt. It will be enlarged. Therefore, it is desirable to suppress the wavefront aberration amount deterioration due to the axis collapse to 0.2 [λ] or less. For this purpose, it is more preferable to set the substantial tilting amount (γ−α) of the deflecting surface 51 to 8 minutes or less. In this case, since the axis collapse amount γ may occur for about 10 minutes, it is more preferable to satisfy the following conditional expression.
本実施形態では、この条件式を満たすことで、軸倒れ量γが１０分発生したとしても実質的な倒れ量（γ−α）を８分以下にできる。 In the present embodiment, by satisfying this conditional expression, even if the axis collapse amount γ is generated for 10 minutes, the substantial tilt amount (γ−α) can be reduced to 8 minutes or less.
（入射光学系における結像関係）
ところで、前述したように本実施形態において入射光学系ＬＡは、光源手段１０から射出された光束を回転多面鏡５０の偏向面５１の近傍に、主走査方向に長い線像として結像させている。こうすることで、以下に述べるように、偏向面５１が副走査方向に曲率を有することによるピントずれを低減できる。
(Imaging relationship in the incident optical system)
Incidentally, as described above, in the present embodiment, the incident optical system LA forms the light beam emitted from the light source means 10 in the vicinity of the deflection surface 51 of the rotary polygon mirror 50 as a line image that is long in the main scanning direction. . By doing so, as described below, it is possible to reduce the focus shift due to the deflection surface 51 having a curvature in the sub-scanning direction.
偏向面５１からずれた位置で結像する場合、図７に示すようにマージナル光線が偏向面５１上において副走査方向に離れた位置に到達する。本実施形態のように副走査方向に曲率を有する場合（偏向面がシリンドリカル面）を実線で示し、従来例のように副走査方向に曲率を有しない場合（偏向面が平面）を破線で示している。 When an image is formed at a position shifted from the deflection surface 51, the marginal ray reaches a position away from the deflection surface 51 in the sub-scanning direction as shown in FIG. The case where there is a curvature in the sub-scanning direction as in the present embodiment (the deflection surface is a cylindrical surface) is indicated by a solid line, and the case where there is no curvature in the sub-scanning direction as in the conventional example (the deflection surface is a plane) is indicated by a broken line. ing.
本実施形態では、偏向面５１が副走査方向に曲率を有しているため、偏向面５１の面法線角度αは副走査方向の高さにより変化する。したがって、偏向面５１が平面の場合に対してマージナル光線の反射角度が２α変化するため、入射光学系ＬＡによる結像位置がずれ、その結果ピントずれになる（このピントずれは同じ条件で従来例の平面の場合より大きい）。 In the present embodiment, since the deflection surface 51 has a curvature in the sub-scanning direction, the surface normal angle α of the deflection surface 51 varies depending on the height in the sub-scanning direction. Therefore, since the reflection angle of the marginal ray changes 2α with respect to the case where the deflection surface 51 is a flat surface, the imaging position by the incident optical system LA is shifted, resulting in a focus shift (this focus shift is the same as the conventional example under the same conditions). Larger than for planes).
これを防ぐためには、常に偏向面５１上で副走査方向に結像するようにすれば良いが、回転多面鏡５０の回転に伴う偏向面５１のサグ（出入り）の影響があるため、常に偏向面５１上で副走査方向に結像するようには出来ない。ここで、偏向面のサグを図８を用いて詳述する。 In order to prevent this, it is sufficient to always form an image on the deflection surface 51 in the sub-scanning direction. However, since there is an influence of the sag (in / out) of the deflection surface 51 accompanying the rotation of the rotary polygon mirror 50, the deflection is always performed. An image cannot be formed on the surface 51 in the sub-scanning direction. Here, the sag of the deflection surface will be described in detail with reference to FIG.
（偏向面のサグ）
図８で、回転多面鏡５０の回転中心を原点Ｏとし、偏向面５１による反射光の進む側を正として結像光学系６０の光軸と平行にｘ軸、入射光線の入射側を正としてｘ軸に垂直にｙ軸をとる。入射光線角度θｉｎ、回転多面鏡５０の回転角度θｐ、回転多面鏡５０の内接円半径ｒｐ、回転多面鏡５０の回転中心を通り入射光線に平行な直線からの入射光線の平行シフト量をａとする。角度の符号は、ｘ軸を基準としｙ軸へ向かう側（図８では半時計周り）を正と定義する。入射光線は、ＯＡ＝ａ／ｓｉｎθｉｎより、直線に関する以下の式で表わされる。また、偏向面５１は、ＯＣ＝ｒＰ／ｓｉｎθＰより、直線に関する以下の式で表わされる。
(Sag of deflection surface)
In FIG. 8, the rotation center of the rotary polygon mirror 50 is the origin O, the side where the reflected light from the deflecting surface 51 travels is positive, the x axis is parallel to the optical axis of the imaging optical system 60, and the incident light incident side is positive. Take the y-axis perpendicular to the x-axis. Incident ray angle θ in , rotation angle θ p of rotating polygon mirror 50, inscribed circle radius r p of rotating polygon mirror 50, parallel shift of incident rays from a straight line passing through the rotation center of rotating polygon mirror 50 and parallel to the incident beam Let the amount be a. The sign of the angle is defined as positive on the side toward the y-axis with respect to the x-axis (counterclockwise in FIG. 8). The incident light beam is expressed by the following equation regarding a straight line from OA = a / sin θ in . Further, the deflection surface 51 is expressed by the following equation regarding a straight line from OC = r P / sin θ P.
したがって、交点Ｂは、以下のように表わされる。 Therefore, the intersection B is expressed as follows.
また、点Ａは、以下のように表わされる。 Point A is expressed as follows.
これより、入射方向における点Ａと点Ｂの間隔をＡＢとするとき、その２乗は以下のように表わされる。 Accordingly, when the distance between the points A and B in the incident direction is AB, the square is expressed as follows.
偏向面５１のサグ量δは、ちょうど偏向面５１上で結像する回転角度θｐ0の時からの差分で与えられることから、以下のように表わされる。 Since the sag amount δ of the deflection surface 51 is given by the difference from the rotation angle θ p0 that forms an image on the deflection surface 51, it is expressed as follows.
サグ量δは、回転多面鏡５０の回転角度θｐに応じて変化するため、ピントずれも回転多面鏡５０の回転角度θｐに応じて変化する。偏向面５１が平面の場合においてもサグは発生するため、従来から結像レンズ６１または結像レンズ６２、あるいはその両方について、子線曲率を主走査方向に沿って変化させることでサグによるピントずれを補正していた。 Sag δ is changes according to the rotation angle theta p of the rotary polygon mirror 50, focal shift also changes depending on the rotational angle theta p of the rotary polygon mirror 50. Since a sag is generated even when the deflection surface 51 is a flat surface, the sag is defocused by changing the sub-curvature curvature along the main scanning direction of the imaging lens 61 and / or the imaging lens 62 from the past. Was corrected.
しかしながら、本実施形態のように偏向面５１が副走査方向に曲率を有する場合は、同じサグ量δであってもピントずれが平面の場合よりも大きく発生するため、補正するためには子線曲率の変化量が大きくなってしまう。子線曲率の変化量が大きくなると結像レンズ６１、及び６２の偏芯による結像性能劣化が大きくなる懸念がある。 However, when the deflecting surface 51 has a curvature in the sub-scanning direction as in the present embodiment, even if the sag amount δ is the same, the focus shift is larger than in the case of a flat surface. The amount of curvature change becomes large. There is a concern that the deterioration in image forming performance due to the eccentricity of the image forming lenses 61 and 62 increases as the amount of change in the core curvature increases.
入射光線角度θｉｎ、平行シフト量ａについては、有効走査範囲内において偏向面５１の幅（偏向面の数と内接円半径ｒｐにより決定される）、及び入射光束の幅を勘案して適宜設定される。このため、入射光束の幅、有効走査範囲、偏向面数、回転多面鏡５０の内接円半径ｒｐに応じて入射光線角度θｉｎ、平行シフト量ａが決まった時点で、サグ量δのＰｅａｋ ｔｏ Ｐｅａｋの値は決まってしまう。一方、サグ量δの最大値δｍａｘ、及び最小値δｍｉｎの絶対値は、θｐ0の値を適切に設定することで低減可能である。サグ量δの有効走査範囲内における絶対値を低減するために、以下の式を満足するようにθｐ0を設定するのが良い。 Incident light angle theta in, for parallel shift amount a, the width of the deflecting surface 51 in the effective scanning range (determined by the number of the deflecting surface and the radius of an inscribed circle r p), and in consideration of the width of the incident beam Set as appropriate. Therefore, the width of the incident light beam, the effective scanning range, the deflecting surface number, the incident ray angle theta in according to the inscribed circle radius r p of the rotary polygon mirror 50, when the parallel shift amount a is determined, the amount of sag δ The value of Peak to Peak is determined. On the other hand, the absolute values of the maximum value δ max and the minimum value δ min of the sag amount δ can be reduced by appropriately setting the value of θ p0 . In order to reduce the absolute value of the sag amount δ within the effective scanning range, it is preferable to set θ p0 so as to satisfy the following expression.
なお、下限値が１より小さいのは、サグ量δが符号（プラス、マイナス）を備えるためである。 The lower limit value is smaller than 1 because the sag amount δ has a sign (plus or minus).
ところで、サグ量δのＰｅａｋ ｔｏ Ｐｅａｋの値を最小にできるのは、有効走査範囲の両端における回転多面鏡５０の回転角の最大値をθｍａｘ、最小値をθｍｉｎとして、以下の式を満たすように入射光線角度θｉｎ、平行シフト量ａを設定した時である。 By the way, the value of Peak to Peak of the sag amount δ can be minimized by satisfying the following expression where θ max is the maximum value of the rotation angle of the rotary polygon mirror 50 at both ends of the effective scanning range and θ min is the minimum value. In this way, the incident light beam angle θ in and the parallel shift amount a are set.
これは、偏向面で反射された光線が一方の最軸外（−１０割像高）に向かう場合の偏向面の配置と、偏向面で反射された光線が他方の最軸外（−１０割像高）に向かう場合の偏向面の配置がクロスする点に対応する（以下では１０割クロスと称す）。 This is because the arrangement of the deflection surface in the case where the light beam reflected by the deflection surface goes to one off-axis (−100% image height) and the light beam reflected by the deflection surface on the other most off-axis (−100%). This corresponds to a point where the arrangement of the deflection surfaces crosses toward the image height) (hereinafter referred to as “100% cross”).
１０割クロスの時には、有効走査範囲の両端でのサグ量δが一致するため、有効走査範囲内においてサグ量δは軸上を挟んで概ね対称に変化する。したがって、δｍａｘ／δｍｉｎに関する上述の式を満足するためには、θｐ0を４割〜７割像高の間、または-７割〜-４割像高の間に設定するのが良い。θｐ0を４割〜７割像高の間に設定した場合には、-７割〜-４割像高の間にもサグ量δが０になるθｐが存在する。またその逆も言えるためである。 In the case of 100% crossing, the sag amount δ at both ends of the effective scanning range coincides, so that the sag amount δ changes substantially symmetrically across the axis in the effective scanning range. Therefore, in order to satisfy the above-mentioned formula concerning δ max / δ min , it is preferable to set θ p0 between 40% to 70% image height or between −70% to −40% image height. When θ p0 is set between 40% and 70% image height, θ p where the sag amount δ is 0 exists also between −70 % and −40% image height. The reverse is also true.
一方で、１０割クロスを満足するように入射光線角度θｉｎ、平行シフト量ａを設定できない場合（−１０割像高に向かう場合の偏向面の配置と、−１０割像高に向かう場合の偏向面の配置がクロスする点に向かって入射させることができない場合）もある。本実施形態では、１０割クロスを満足するようにすると、回転多面鏡５０の回転角がθｍｉｎの時に入射光束が偏向面５１からはみ出してしまう。そのため、平行シフト量ａを１０割クロスよりも大きく設定している。本実施形態のように平行シフト量ａを１０割クロスよりも大きく設定した場合には、以下の不等式が成り立つ。 On the other hand, when the incident light angle θ in and the parallel shift amount a cannot be set so as to satisfy the 100% cross (the arrangement of the deflection surface when going to −100% image height and the case when going to −100% image height) In some cases, it is not possible to make the light incident toward a point where the arrangement of the deflection surfaces crosses. In the present embodiment, if the 100% cross is satisfied, the incident light beam protrudes from the deflection surface 51 when the rotation angle of the rotary polygon mirror 50 is θ min . Therefore, the parallel shift amount a is set to be larger than 100% cross. When the parallel shift amount a is set larger than 100% cross as in the present embodiment, the following inequality holds.
この時は、δｍａｘ／δｍｉｎに関する上述の式を満足するためにはθｐ0を４割〜７割像高の間に設定するのが良い。平行シフト量ａを１０割クロスよりも小さく設定すると、入射光束が偏向面５１からはみ出してしまう可能性が高くなると共に、サグ量δのＰｅａｋ ｔｏ Ｐｅａｋの値が大きくなるため、通常そのように設定することはない。 At this time, in order to satisfy the above-described expression regarding δ max / δ min, it is preferable to set θ p0 between 40% and 70% image height. When the parallel shift amount a is set to be smaller than 100% cross, the incident light beam is likely to protrude from the deflecting surface 51, and the Peak to Peak value of the sag amount δ is increased. Never do.
したがって、１０割クロスの場合も１０割クロスでない場合もδｍａｘ／δｍｉｎに関する上述の式を満足するためには、４割〜７割像高の間にθｐ0を設定すれば良い。即ち、被走査面７０上における有効走査範囲を±Ｗとし、サグ量δが０（ゼロ）になる（入射光学系ＬＡにより、ちょうど偏向面５１上で線像を形成する）時の回転多面鏡５０の回転角θｐ0における被走査面７０上での走査像高をＹ0としたとき、 Therefore, θ p0 may be set between 40% and 70% of the image height in order to satisfy the above-described formula regarding δ max / δ min both in the case of 100% cross and not in the case of 100% cross. That is, when the effective scanning range on the surface to be scanned 70 is ± W and the sag amount δ is 0 (zero, a line image is formed on the deflection surface 51 by the incident optical system LA), the rotating polygon mirror When the scanning image height on the scanned surface 70 at a rotation angle θ p0 of 50 is Y 0 ,
を満足するようにするのが良い。 It is better to satisfy.
図９に本実施形態におけるサグ量δのθｐによる変化を示す。本実施形態では、平行シフト量ａは５．５７８７[mm]、有効走査範囲は±１１０[mm]、θｐ0を５３．８度（Ｙ0は５７．４[mm]）とし［数１８］を満足するようにしている。その結果δｍａｘは０．３４[mm]、δｍｉｎは-０．３５[mm]であり、その絶対値はほぼ等しく［数１５］を満足しておりサグ量δの絶対値を小さく抑えている。したがって、偏向面５１が副走査方向に曲率を有していてもサグによる影響を低減している。 Figure 9 shows the change due theta p sag amount δ in this embodiment. In this embodiment, the parallel shift amount a is 5.5787 [mm], the effective scanning range is ± 110 [mm], θ p0 is 53.8 degrees (Y 0 is 57.4 [mm]), [Equation 18] To be satisfied. As a result, δ max is 0.34 [mm], δ min is −0.35 [mm], and their absolute values are almost equal and satisfy [Equation 15], and the absolute value of the sag amount δ is kept small. Yes. Therefore, even if the deflection surface 51 has a curvature in the sub-scanning direction, the influence of sag is reduced.
以上述べたように、偏向面が副走査方向に曲率を備えるために、従来の平面の場合に比べ同じサグ量であっても結像位置ずれが大きくなるところ、本実施形態においては、以下のようにする。即ち、入射位置と入射角度を適切なものに設定してサグ量自体を小さくすることで線像の結像位置ずれを低減し、サグによる影響を低減している。 As described above, since the deflection surface has a curvature in the sub-scanning direction, the imaging position deviation becomes large even when the sag amount is the same as in the case of a conventional flat surface. Like that. That is, the incident position and the incident angle are set appropriately, and the sag amount itself is reduced to reduce the imaging position deviation of the line image, thereby reducing the influence of the sag.
しかしながら、結像光学系６０の副走査方向の横倍率βが大きすぎると、サグ量自体を小さくしても被走査面７０上のピントずれが大きくなってしまう。これは、結像光学系６０に対して、副走査方向に関しては線像の結像位置が二次光源となるため、線像の結像位置ずれに副走査方向の縦倍率（横倍率βの二乗）を乗じたものがピントずれ量となるためである。そこで、結像光学系６０の副走査方向の横倍率βは、以下の条件式を満たすことが望ましい。 However, if the lateral magnification β in the sub-scanning direction of the imaging optical system 60 is too large, even if the sag amount itself is reduced, the focus shift on the scanned surface 70 is increased. This is because, with respect to the imaging optical system 60, the imaging position of the line image is a secondary light source in the sub-scanning direction. This is because the product of (square) is the amount of focus shift. Therefore, it is desirable that the lateral magnification β in the sub-scanning direction of the imaging optical system 60 satisfies the following conditional expression.
これによって、結像光学系６０により十分補正可能なピントずれに抑えることができる。本実施形態においては、βは-１．７５であり、上記式の範囲内としている。 Accordingly, it is possible to suppress the focus shift that can be sufficiently corrected by the imaging optical system 60. In the present embodiment, β is −1.75, and is within the range of the above formula.
（回転多面鏡の加工方法および材質）
ところで、従来の偏向面が平面である回転多面鏡は、アルミ等の金属からプレス加工等により基本的な外形形状を切り出してから偏向面を高精度に切削加工することが一般的である。しかしながら、本実施形態のように偏向面が副走査方向（子線方向）に曲率を有する場合には、切削加工によるタクトＵＰが懸念される。そこで、本実施形態では、プラスチック材料から成る（材質としてプラスチックで形成される（プラスチック製））回転多面鏡とし、加工方法として高精度に加工された金型を用いて成形するものとし、高精度かつ大量に生産が可能とする。
(Processing and materials for rotating polygon mirrors)
By the way, in a conventional rotary polygon mirror having a flat deflection surface, it is common to cut a deflection surface with high accuracy after cutting out a basic outer shape from a metal such as aluminum by pressing or the like. However, when the deflecting surface has a curvature in the sub-scanning direction (child line direction) as in this embodiment, there is a concern about tact UP due to cutting. Therefore, in the present embodiment, a rotary polygon mirror made of a plastic material (formed from plastic as a material (made of plastic)) is used, and a high-precision mold is used as a processing method. And mass production is possible.
以上、説明したように本実施形態では、偏向手段である回転多面鏡の偏向面が、回転多面鏡の回転軸に平行な断面内において、偏向面よりも回転軸側に曲率中心を有する曲面である。そして、回転軸に垂直な断面内における回転多面鏡の内接円半径をｒｐ、面法線を含みかつ回転軸に平行な断面内における偏向面の曲率半径をＲｐ、とするとき、
ｒＰ／２＜ＲＰ
なる条件を満足する。
As described above, in the present embodiment, the deflection surface of the rotary polygon mirror as the deflection means is a curved surface having a center of curvature closer to the rotation axis than the deflection surface in a cross section parallel to the rotation axis of the rotation polygon mirror. is there. When the inscribed circle radius of the rotary polygon mirror in the cross section perpendicular to the rotation axis is r p , and the curvature radius of the deflection surface in the cross section including the surface normal and parallel to the rotation axis is R p ,
r P / 2 <R P
Satisfy the following conditions.
これにより、軸倒れが発生しても実質的な倒れ量を低減可能である。その結果、軸倒れによる結像性能の劣化を抑制し、印字品質を良好に保つことが出来る。 Thereby, even if a shaft collapse occurs, the substantial collapse amount can be reduced. As a result, it is possible to suppress the deterioration of the imaging performance due to the axis tilt and to keep the printing quality good.
《第２の実施形態》
図１０は、本発明の第２の実施形態の光走査装置の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）である。第１の実施形態と同様の要素には、同一番号を附してある。表２に、本実施形態における光学系の諸特性を示す。ここで、「Ｅ+ｘ」および「Ｅ−ｘ」は、各々「１０+ｘ」および「１０−ｘ」を示している。また、特に表記していない係数については全て０である。
<< Second Embodiment >>
FIG. 10 is a sectional view (main scanning sectional view) of the main part in the main scanning direction of the optical scanning device according to the second embodiment of the present invention. The same number is attached | subjected to the element similar to 1st Embodiment. Table 2 shows various characteristics of the optical system in the present embodiment. Here, “E + x” and “E−x” indicate “10 + x ” and “10 −x ”, respectively. In addition, all the coefficients not particularly described are 0.
結像光学系６０を構成する第１結像レンズ６１及び第２結像レンズ６２の各レンズ面６１ａ〜６２ｂは、第１の実施形態と同じ表現式で表わされる。本実施形態は、第１の実施形態に対し、回転多面鏡の副走査方向の曲率半径が異なっており、本実施形態ではＲｐは３０[mm]である。従って、軸倒れが１０分発生した場合、本実施形態における偏向面５１の実質的な倒れ量は７．６４分であり、本実施形態でも第１の実施形態と同様に、軸倒れ量γが１０分発生したとしても実質的な倒れ量（γ−α）を８分以下にできる。 The lens surfaces 61a to 62b of the first imaging lens 61 and the second imaging lens 62 constituting the imaging optical system 60 are expressed by the same expression as in the first embodiment. The present embodiment differs from the first embodiment in the radius of curvature of the rotary polygon mirror in the sub-scanning direction. In this embodiment, R p is 30 [mm]. Accordingly, when the shaft collapse occurs for 10 minutes, the substantial tilt amount of the deflecting surface 51 in the present embodiment is 7.64 minutes, and the shaft tilt amount γ in this embodiment is the same as in the first embodiment. Even if it occurs for 10 minutes, the substantial collapse amount (γ-α) can be reduced to 8 minutes or less.
図１１に、本実施形態において軸倒れが１０分発生したときの波面収差量を示す。従来例として、偏向面５１が副走査方向に曲率を持たない（平面）の場合についても示してある。本実施形態では、従来例に対して波面収差の劣化が低減されており、結像性能の劣化が抑制できていることが分かる。 FIG. 11 shows the amount of wavefront aberration when the axis collapse occurs for 10 minutes in the present embodiment. As a conventional example, the case where the deflecting surface 51 has no curvature (plane) in the sub-scanning direction is also shown. In this embodiment, it can be seen that the degradation of wavefront aberration is reduced compared to the conventional example, and the degradation of imaging performance can be suppressed.
本実施形態おけるサグ量δは、第１の実施形態と同一であり、平行シフト量ａは５．５７８７[mm]、有効走査範囲は±１１０[mm]、θｐ0は５３．８度（Ｙ0は５７．４[mm]）とし、０．４Ｗ≦Ｙ0≦０．７Ｗを満足するようにしている。その結果、δｍａｘは０．３４[mm]、δｍｉｎは-０．３５[mm]である。また、本実施形態における結像光学系６０の副走査方向の横倍率βは、-１．７５であり、−１≦β≦１を満足するようにしている。 The sag amount δ in this embodiment is the same as that in the first embodiment, the parallel shift amount a is 5.5787 [mm], the effective scanning range is ± 110 [mm], and θ p0 is 53.8 degrees (Y 0 is 57.4 [mm]), and 0.4 W ≦ Y 0 ≦ 0.7 W is satisfied. As a result, δ max is 0.34 [mm] and δ min is -0.35 [mm]. Further, the lateral magnification β in the sub-scanning direction of the imaging optical system 60 in the present embodiment is −1.75 so that −1 ≦ β ≦ 1 is satisfied.
以上、説明したように偏向手段である回転多面鏡の偏向面が、回転多面鏡の回転軸に平行な断面内（副走査断面内）において曲率を有し、その曲率中心が、偏向面から回転多面鏡の回転中心へと向かう方向に存在するようにする。これにより、軸倒れが発生しても実質的な倒れ量を低減可能である。その結果、軸倒れによる結像性能の劣化を抑制し、印字品質を良好に保つことが出来る。 As described above, the deflection surface of the rotary polygon mirror, which is the deflection means, has a curvature in the cross section (sub scanning section) parallel to the rotation axis of the rotary polygon mirror, and the center of curvature rotates from the deflection surface. It should exist in the direction toward the rotation center of the polygon mirror. Thereby, even if a shaft collapse occurs, the substantial collapse amount can be reduced. As a result, it is possible to suppress the deterioration of the imaging performance due to the axis tilt and to keep the printing quality good.
（変形例）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
(Modification)
As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary.
（変形例１）
上述した実施形態では、偏向面５１は副走査方向に曲率を備える一方、主走査方向には曲率を備えないシリンドリカル面（円筒面）としたが、主走査方向にも曲率を備えるアナモフィック面とすることもできる。この場合も、偏向面の副走査方向の曲率を（数７）あるいは（数９）の範囲内で構成すれば同様の効果を得ることが可能である。
(Modification 1)
In the embodiment described above, the deflecting surface 51 is a cylindrical surface (cylindrical surface) having a curvature in the sub-scanning direction but not having a curvature in the main scanning direction, but is an anamorphic surface having a curvature also in the main scanning direction. You can also In this case as well, the same effect can be obtained if the curvature of the deflection surface in the sub-scanning direction is configured within the range of (Equation 7) or (Equation 9).
（変形例２）
上述した実施形態では、偏向面５１は副走査方向に一定の曲率を備えるシリンドリカル面（円筒面）としたが、偏向面５１の主走査方向の位置に沿って副走査方向の曲率を変化させても良い。即ち、偏向面の副走査方向の曲率を主走査方向に沿って（数７）あるいは（数９）の範囲内で変化させても同様の効果を得ることが可能である。この場合も、主走査方向にも曲率を有していても同様の効果を得ることが可能である。
(Modification 2)
In the embodiment described above, the deflection surface 51 is a cylindrical surface (cylindrical surface) having a constant curvature in the sub-scanning direction, but the curvature in the sub-scanning direction is changed along the position of the deflection surface 51 in the main scanning direction. Also good. That is, the same effect can be obtained by changing the curvature of the deflection surface in the sub-scanning direction within the range of (Equation 7) or (Equation 9) along the main scanning direction. In this case, the same effect can be obtained even if the main scanning direction has a curvature.
（変形例３）
また、結像光学系を２枚のレンズにより構成する替りに、１枚のレンズにより構成しても良いし、防塵ガラスを配置しなくても良い。また、光路中に折り返しミラーを配置して光路を折り返しても良い。また、結像光学系は透過型に限定されず、反射型であっても良い。
(Modification 3)
Further, instead of configuring the imaging optical system with two lenses, it may be configured with one lens, or dust-proof glass may not be disposed. Further, the optical path may be folded by arranging a folding mirror in the optical path. Further, the imaging optical system is not limited to the transmission type, and may be a reflection type.
また、入射光学系を２枚のレンズ（コリメータレンズ２０、シリンドリカルレンズ３０）により構成する替りに、１枚のレンズにより構成しても良い。 Further, the incident optical system may be constituted by one lens instead of being constituted by two lenses (collimator lens 20 and cylindrical lens 30).
（変形例３）
また、光源手段に関し、半導体レーザを複数の発光点を有するモノリシックマルチレーザとして発光点の数を２つ、４つと増やしても良い。
(Modification 3)
Further, regarding the light source means, the number of light emitting points may be increased to two or four as a monolithic multi-laser having a plurality of light emitting points.
５０・・回転多面鏡、５１・・偏向面、６０・・結像光学系、ＬＡ・・入射光学系 50 .. Rotating polygon mirror, 51 .. Deflection surface, 60 .. Imaging optical system, LA .. Incident optical system
Claims (11)
前記偏向面は、前記回転多面鏡の回転軸に平行な断面内において、前記偏向面よりも前記回転軸側に曲率中心を有する曲面であり、
前記回転軸に垂直な断面内における前記回転多面鏡の内接円半径をｒｐ、面法線を含みかつ前記回転軸に平行な断面内における前記偏向面の曲率半径をＲｐ、とするとき、
ｒＰ／２＜ＲＰ
なる条件を満足することを特徴とする回転多面鏡。 A rotary polygon mirror having a deflecting surface for deflecting a light beam,
The deflection surface is a curved surface having a center of curvature closer to the rotation axis than the deflection surface in a cross section parallel to the rotation axis of the rotary polygon mirror,
When the inscribed circle radius of the rotary polygon mirror in the cross section perpendicular to the rotation axis is r p , and the radius of curvature of the deflection surface in the cross section including the surface normal and parallel to the rotation axis is R p . ,
r P / 2 <R P
A rotating polygon mirror characterized by satisfying the following conditions.
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62119514A (en) * | 1985-11-20 | 1987-05-30 | Toray Ind Inc | Rotary polygonal mirror |
| JPS6420518A (en) * | 1987-07-16 | 1989-01-24 | Seiko Epson Corp | Rotary polygonal mirror |
| JPH032715A (en) * | 1989-05-30 | 1991-01-09 | Tokyo Electric Co Ltd | Laser light scanner |
| JPH09185006A (en) * | 1996-01-06 | 1997-07-15 | Canon Inc | Scanning optical device |
| JP2003241126A (en) * | 2002-02-15 | 2003-08-27 | Canon Inc | Scanning optical device and image forming apparatus using it |
| US20120050443A1 (en) * | 2010-08-30 | 2012-03-01 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Rotational polygon mirror and light scanning unit employing the same |
-
2014
- 2014-10-15 JP JP2014210653A patent/JP2016080815A/en active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62119514A (en) * | 1985-11-20 | 1987-05-30 | Toray Ind Inc | Rotary polygonal mirror |
| JPS6420518A (en) * | 1987-07-16 | 1989-01-24 | Seiko Epson Corp | Rotary polygonal mirror |
| JPH032715A (en) * | 1989-05-30 | 1991-01-09 | Tokyo Electric Co Ltd | Laser light scanner |
| JPH09185006A (en) * | 1996-01-06 | 1997-07-15 | Canon Inc | Scanning optical device |
| JP2003241126A (en) * | 2002-02-15 | 2003-08-27 | Canon Inc | Scanning optical device and image forming apparatus using it |
| US20120050443A1 (en) * | 2010-08-30 | 2012-03-01 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Rotational polygon mirror and light scanning unit employing the same |
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