JPH0362013A - Optical scanner - Google Patents

Optical scanner

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Publication number
JPH0362013A
JPH0362013A JP19866389A JP19866389A JPH0362013A JP H0362013 A JPH0362013 A JP H0362013A JP 19866389 A JP19866389 A JP 19866389A JP 19866389 A JP19866389 A JP 19866389A JP H0362013 A JPH0362013 A JP H0362013A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical system
light beam
polygon mirror
optical
lens
Prior art date
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Pending
Application number
JP19866389A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomohiro Oikawa
及川 智博
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH0362013A publication Critical patent/JPH0362013A/en
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  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)

Abstract

PURPOSE:To mechanically and well correct the curvature of field of the entire part of an optical system by oscillating a linear imaging lens in synchronization with the period of optical scanning so as to negate the curvature of field. CONSTITUTION:At least the linear imaging lens 14 of the 1st imaging optical system which forms image like a main scanning line is moved to negate the direction of negating the curvature of field in synchronization with the luminous flux scanning by a rotary polyhedral mirror 18. Namely, this optical scanner is so constituted that a cylindrical lens 14 is moved in an optical axis direction via a mounting member 15 in accordance with the synchronization signal obtd. with a photodetector 22b to negate the curvature of field of the optical system. The curvature of field over the entire part of the optical system is mechanically and well corrected in this way.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光走査装置に関し、特に像面湾曲の補正機能
を有する光走査装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an optical scanning device, and particularly to an optical scanning device having a field curvature correction function.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

一般に、原稿画像や画像信号に基づいて主走査と副走査
を行うことによって画像を再現させるための光走査装置
は、ディジタル複写機、レーザプリンタ、レーザプロッ
タ、レーザファックス、レーザ製版機等々に広く用いら
れている。
Generally, optical scanning devices that reproduce images by performing main scanning and sub-scanning based on original images and image signals are widely used in digital copying machines, laser printers, laser plotters, laser fax machines, laser plate making machines, etc. It is being

このような光走査装置の一例として第20図に示すもの
がある。
An example of such an optical scanning device is shown in FIG. 20.

即ち、レーザダイオード等の光源1から射出された光束
はコリメート光学系を形成するコリメータレンズ2によ
って平行光束化され、アパーチャー3で周辺光のカット
がされ、このアパーチャー3を射出する光束は結像光学
系を形成する線状結像レンズ4で線状に結像すべく集束
される。
That is, a light beam emitted from a light source 1 such as a laser diode is collimated by a collimator lens 2 forming a collimating optical system, peripheral light is cut by an aperture 3, and the light beam emitted from this aperture 3 is passed through an imaging optical system. The light is focused to form a linear image by a linear imaging lens 4 forming a system.

このようにされた光束は、複数の偏向反射面を有する回
転多面鏡5で偏向され、被走査媒体の一例である感光体
ドラム6において線状(主走査方向)に走査されるので
あるが、線状結像レンズ4による結像面(主走査線)が
各種光学特性の有する残留誤差によって像面湾曲が生じ
第20図に破線で示すように円弧状に振れることになる
。従って、感光体ドラム6に沿って完全な直線走査とは
ならず感光体上の光スポツト線が歪みその径が大きくな
ってしまうという問題があり、これの解決を機械的手段
と光学的手段によって行うことが提案されている。
The light beam thus formed is deflected by a rotating polygon mirror 5 having a plurality of deflection and reflection surfaces, and linearly scanned (in the main scanning direction) on a photosensitive drum 6, which is an example of a scanned medium. The imaging surface (main scanning line) formed by the linear imaging lens 4 is subject to field curvature due to residual errors of various optical characteristics, and is deflected in an arc shape as shown by the broken line in FIG. Therefore, there is a problem in that perfect linear scanning is not performed along the photoreceptor drum 6, and the light spot line on the photoreceptor becomes distorted and its diameter becomes large.This problem was solved by mechanical means and optical means. It is proposed to do so.

上記機械的手段の一例としては、特開昭57−14’8
20号公報や特開昭59−116603号公報に示され
ているように回転多面鏡の移動角度に同期して、換言す
れば回転多面鏡の反射面による結像点の移動に同期して
光源の位置を光軸方向に移動(振動)させることによっ
て最終的な結像面が正確な一直線となるようにしている
ものがある。
An example of the above mechanical means is JP-A-57-14'8
As shown in Japanese Patent No. 20 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 116603/1983, the light source is synchronized with the movement angle of the rotating polygon mirror, in other words, the light source is synchronized with the movement of the imaging point by the reflecting surface of the rotating polygon mirror. Some lenses move (vibrate) the position of the lens in the direction of the optical axis so that the final image plane forms an accurate straight line.

また、機械的な手段の一例としては、特開昭58−57
108号公報に示されるように、光源は固定で、コリメ
ータレンズ、集光レンズを偏向走査に伴って光軸方向に
移動(振動)させることにより最終的な結像面が正確な
一直線となるようにしているものがある。
Further, as an example of mechanical means, Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-57
As shown in Publication No. 108, the light source is fixed, and the final image forming plane is made to be in an accurate straight line by moving (vibrating) the collimator lens and the condensing lens in the optical axis direction along with the deflection scanning. There is something I am doing.

一方、主走査の高速化を図るために回転多面鏡が用いら
れる場合が多く、この場合には、複数の反射面の各々の
相対位置精度に誤差が生じるのが一般的であり、このた
めに最終的な結像面に面倒れ誤差に基づくばらつきが生
じてしまう。これを補正するために、特開昭63−10
6618号公報に示されるような面倒れ補正光学系が用
いられる。即ち、この面倒れ補正光学系は1回転多面鏡
で偏向された光束を被走査媒体(例えば感光体ドラム)
上に結像する結像光学系を、偏向反射面と被走査媒体と
を幾何光学的に共役な関係になるようにす人く複数レン
ズを球面とトーリック面の組合せで形成することによっ
て面倒れ補正を行っている。
On the other hand, rotating polygon mirrors are often used to speed up main scanning, and in this case, errors generally occur in the relative positional accuracy of each of the multiple reflecting surfaces. Variations occur in the final imaging plane due to surface tilt errors. In order to correct this, JP-A-63-10
A surface tilt correction optical system as shown in Japanese Patent No. 6618 is used. That is, this surface tilt correction optical system directs the light beam deflected by the one-rotation polygon mirror to the scanned medium (for example, a photoreceptor drum).
The imaging optical system that forms an image on the surface of the object is created by forming multiple lenses with a combination of spherical surfaces and toric surfaces so that the deflection reflecting surface and the scanned medium have a geometrically conjugate relationship. Corrections are being made.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上述のように光源またはレンズを光軸方向に移動させる
ことによって、主走査方向の像面湾曲は補正することが
できるが、光源の移動に伴って新たに副走査方向の像面
湾曲が生じ、この像面湾曲の補正も同時に行わなければ
ならない。ところが、光学系中のレンズには球面レンズ
が用いられているので非点隔差があり、このために光源
もしくはレンズを光軸方向に移動することによって正・
副面走査方向の湾曲を無視できる程度まで少なくするこ
とは極めて困難である。
As described above, by moving the light source or lens in the optical axis direction, the curvature of field in the main scanning direction can be corrected, but as the light source moves, a new curvature of field in the sub-scanning direction is generated. This field curvature must also be corrected at the same time. However, since the lenses in the optical system are spherical lenses, there is an astigmatism difference, and for this reason, by moving the light source or lens in the optical axis direction, the positive and
It is extremely difficult to reduce the curvature in the sub-plane scanning direction to a negligible level.

また、光源等を移動せずに面倒れ補正光学系を用いた場
合には、X座標軸方向とY座標軸方向、換言すれば主・
副走査方向のそれぞれで異なるパワーを有するレンズ、
例えばシリンドリカルレンズが光路中に存在するので、
これに伴って主・副走査方向の像面湾曲が異なりこれら
の補正はしきれないのが現状である。
In addition, when using a surface tilt correction optical system without moving the light source, etc., the direction of the X coordinate axis and the Y coordinate axis, in other words, the main
A lens with different power in each sub-scanning direction,
For example, since a cylindrical lens exists in the optical path,
As a result, the curvature of field in the main and sub-scanning directions differs, and it is currently impossible to completely correct these.

さて、一般に像面湾曲を機械的に補正する機構のない面
倒れ補正光学系においては、主・副走査の像面湾曲、f
θ特性(倍率誤差、リニアリティ)、球面収差、正弦条
件がfθレンズの設計条件としであるが、これらの各種
条件は互いに影響を及ぼし合う関係を有しているのです
べての条件を良好にすることはきわめて困難である。
Generally speaking, in a surface tilt correction optical system that does not have a mechanism for mechanically correcting field curvature, the main and sub-scanning field curvature, f
Theta characteristics (magnification error, linearity), spherical aberration, and sine conditions are the design conditions for fθ lenses, but since these various conditions have a relationship where they influence each other, all conditions must be made good. is extremely difficult.

従って、これらの各種条件のうち像面湾曲を良好に補正
できれば、他の条件を良好にする設計自由度が大きくな
り、設計−が容易となる。また、近年走査光学系の高密
度化が進むにっれfθレンズ等の各種要求精度が高くな
り、レンズの構成枚数も増加するのでその調整は困難と
なり、コスト上昇を招いてしまう。
Therefore, if the field curvature among these various conditions can be corrected satisfactorily, the degree of design freedom for improving the other conditions will increase, and the design will become easier. Furthermore, as the density of scanning optical systems has increased in recent years, various precision requirements for f-theta lenses and the like have become higher, and the number of lenses has also increased, making adjustment difficult and resulting in increased costs.

そこで、本発明の目的は1面倒れ補正光学系を用いた光
走査装置に適用可能であると共に、fθレンズ、コリメ
ータレンズ、シリンドリカルレンズ等のレンズ光学系の
設計が容易となり、かつ走査光学系の高密度化に対して
も複雑で枚数の多いレンズ系を使用しなくても充分に対
応でき高性能で安価な光走査装置を提供することにある
Therefore, an object of the present invention is to be applicable to an optical scanning device using a one-sided tilt correction optical system, to facilitate the design of lens optical systems such as an fθ lens, a collimator lens, and a cylindrical lens, and to improve the design of a scanning optical system. It is an object of the present invention to provide a high-performance, inexpensive optical scanning device that can sufficiently cope with increased density without using a complicated lens system with a large number of lenses.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明に係る光走査装置は、上述の目的を達成するため
に、光源から射出した光束を平行光束化するコリメート
光学系と、このコリメート光学系から射出する光束を線
状に結像する第1結像光学系と、この第1結像光学系か
ら射出した光束を偏向走査する偏向反射面を有する回転
多面鏡と、この回転多面鏡で偏向された光束によって走
査される被走査媒体と、この被走査媒体と上記回転多面
鏡との間に配置され、回転多面鏡の偏向反射面で偏向さ
れる光束の偏向面と垂直な面内において上記偏向反射面
と上記被走査媒体とを幾何光学的に共役な関係を保つ第
2結像光学系と、上記回転多面鏡による光束の走査に伴
ない上記第1結像光学系による光束を光軸方向に移動さ
せる面倒れ補正光学系とを有する光走査装置において、
上記回転多面鏡による線状走査に同期して上記第1結像
光学系のうちの少なくとも線状結像レンズを光軸方向に
移動させる駆動源とを具備し、上記駆動源を、振動子と
、基端が上記振動子の振動面に固定され先端で上記線状
結像レンズを支持する、先端が大径で、先端が小径に形
成されたコーン状の振幅拡大子とで構成されていること
を特徴とするものである。
In order to achieve the above-mentioned object, an optical scanning device according to the present invention includes a collimating optical system that converts a light beam emitted from a light source into a parallel light beam, and a first collimating optical system that forms a linear image of the light beam emitted from this collimating optical system. an imaging optical system, a rotating polygon mirror having a deflecting reflection surface that deflects and scans the light beam emitted from the first imaging optical system, a scanned medium that is scanned by the light beam deflected by the rotating polygon mirror; The deflection-reflection surface and the scanned medium are arranged between the scanning medium and the rotating polygon mirror in a plane perpendicular to the deflection plane of the light beam deflected by the rotation polygon mirror's deflection-reflection surface. a second imaging optical system that maintains a conjugate relationship with the rotary polygon mirror; and a surface tilt correction optical system that moves the light flux of the first imaging optical system in the optical axis direction as the light flux is scanned by the rotating polygon mirror. In the scanning device,
a drive source for moving at least the linear imaging lens of the first imaging optical system in the optical axis direction in synchronization with the linear scanning by the rotating polygon mirror; , a cone-shaped amplitude magnifier having a large diameter tip and a small diameter tip, the base end of which is fixed to the vibration surface of the vibrator, and the tip of which supports the linear imaging lens. It is characterized by this.

〔作 用〕[For production]

本発明に係る光走査装置は、主走査線状に結像する第1
結像光学系のうちの少なくとも線状結像レンズを、回転
多面鏡による光束走査に同期して、振動子と振幅拡大子
より成る駆動源を用いて像面湾曲を打消す方向に移動さ
せることによって最終的に得られる再生画像を良好にで
きるようにしたものである。
The optical scanning device according to the present invention provides a first optical scanning device that forms an image in the form of a main scanning line.
At least a linear imaging lens of the imaging optical system is moved in a direction to cancel field curvature using a drive source consisting of a vibrator and an amplitude magnifier in synchronization with light beam scanning by a rotating polygon mirror. This makes it possible to improve the quality of the reproduced image that is finally obtained.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は、本発明の一実施例の光走査装置における像面
湾曲補正光学系の概略上面図であり、画像形成用の光源
であるレーザダイオード11から送出された光束は、コ
リメート光学系を形成するコリメータレンズ12で平行
光束化され、その後方に配置されたアパーチャー13で
周辺不要部分がカットされ線状光束とされる。この線状
光束は、第1結像光学系を形成する線状結像レンズの一
例であるシリンドリカルレンズ14で後述する感光体ド
ラム21の局面に結像されるようになっている。このシ
リンドリカルレンズ14を通った光束は、偏向反射面を
有する回転多面鏡の一例であるポリゴンミラー18によ
って偏向走査される。そして、偏向走査された光束は、
fθレンズ19とシリンドリカルレンズ20を順次に介
し感光体ドラム21の周面にスポット状に結像される。
FIG. 1 is a schematic top view of a field curvature correction optical system in an optical scanning device according to an embodiment of the present invention. A collimator lens 12 forms a parallel beam of light, and an aperture 13 disposed behind the collimator lens 12 cuts off unnecessary peripheral parts to form a linear beam of light. This linear light beam is imaged onto a surface of a photoreceptor drum 21, which will be described later, by a cylindrical lens 14, which is an example of a linear imaging lens forming a first imaging optical system. The light beam passing through the cylindrical lens 14 is deflected and scanned by a polygon mirror 18, which is an example of a rotating polygon mirror having a deflection reflecting surface. Then, the deflected and scanned light beam is
A spot image is formed on the circumferential surface of the photoreceptor drum 21 via the fθ lens 19 and the cylindrical lens 20 sequentially.

このようなfθレンズ19は、ポリゴンミラー18のミ
ラー面で偏向される光束の偏向面と垂直な面内において
、このミラー面と感光体ドラム21とを幾何光学的に共
役な関係を保つものである。
The fθ lens 19 maintains a geometrically optically conjugate relationship between the mirror surface of the polygon mirror 18 and the photoreceptor drum 21 in a plane perpendicular to the plane of deflection of the light beam deflected by the mirror surface of the polygon mirror 18. be.

また、走査の端部の光束は、ミラー22aによって光検
出器22bに導かれ、この光検出器22bでデータ書込
みの同期の基準とされている。
Further, the light beam at the end of scanning is guided by a mirror 22a to a photodetector 22b, and this photodetector 22b is used as a reference for data writing synchronization.

そして、光検出器22bで得られる同期信号をもとに後
述する駆動源によってシリンドリカルレンズ14を取付
部材15を介して光軸方向に移動し、光学系の像面湾曲
を打消すように構成している。
Then, the cylindrical lens 14 is moved in the optical axis direction via the mounting member 15 by a drive source, which will be described later, based on a synchronization signal obtained by the photodetector 22b, thereby canceling the field curvature of the optical system. ing.

第2図(A)は、第1図に示す光走査装置の光学系の偏
向走査面(主走査面)側の面で展開して概念的に示す光
路図で、第2図(B)は、偏向走査面に垂直、即ち副走
査面で展開して概念的に示す光路図である。
FIG. 2(A) is a conceptual optical path diagram developed on the deflection scanning surface (main scanning surface) side of the optical system of the optical scanning device shown in FIG. 1, and FIG. 2(B) is , is a conceptual optical path diagram developed perpendicular to the deflection scanning plane, that is, on the sub-scanning plane.

この光学系は、fθレンズ19がアナモフィックな光学
系であり、面倒れ補正は、副走査方向においてポリゴン
ミラー18のミラー面と像面を幾何光学的に共役な関係
に配置することによって行っている。
In this optical system, the fθ lens 19 is an anamorphic optical system, and the surface tilt correction is performed by arranging the mirror surface of the polygon mirror 18 and the image surface in a geometrically conjugate relationship in the sub-scanning direction. .

本発明の特徴である面倒れ補正光学系のうちの1つの構
成としてシリンドリカルレンズ14を第3図に示すよう
に光軸方向に移動することによって像面湾曲を補正する
ものであるが、このシリンドリカルレンズ14の移動状
態の詳細を第3図を用いて説明する。
As one configuration of the optical system for correcting surface tilt, which is a feature of the present invention, the curvature of field is corrected by moving the cylindrical lens 14 in the optical axis direction as shown in FIG. Details of the moving state of the lens 14 will be explained using FIG. 3.

同図において、シリンドリカルレンズ14の移動前の状
態は実線で、移動後の状態は破線で表わしである。
In the figure, the state of the cylindrical lens 14 before movement is shown by a solid line, and the state after movement is shown by a broken line.

従って、シリンドリカルレンズ14の移動量をΔcyと
したときの、結像位置の移動量をΔ工Sとし、移動前の
シリンドリカルレンズ14の結像位置とfθレンズ19
の前側主点Hとの距離をSとし。
Therefore, when the amount of movement of the cylindrical lens 14 is Δcy, the amount of movement of the imaging position is ΔcmS, and the imaging position of the cylindrical lens 14 before movement and the fθ lens 19
Let S be the distance from the front principal point H.

fθレンズ19の像距離をS′とし、fθレンズ19の
焦点距離をfとすると、 s=s’  ・f/ (S’ −f) S+Δcy=(S’ −Δzs)f/(S’ −Δ1s
−f)となり、従って Δcy=Δ工5−f2/(S′−Δ工s −f )(S
’ −f )となる。
If the image distance of the fθ lens 19 is S', and the focal length of the fθ lens 19 is f, then s=s' ・f/ (S' - f) S+Δcy=(S' -Δzs) f/(S' -Δ1s
-f), therefore, Δcy=Δ 5-f2/(S'-Δ s −f)(S
'-f).

ここで、Δ工5((S’−f)とするとΔcy″:Δ1
s−f”/(S’   f)2=Δ工S/耐  ただし
、m=S’/Sとなる。
Here, if Δcy 5 ((S'-f), Δcy'': Δ1
s-f''/(S' f)2=ΔWork S/Durance However, m=S'/S.

今までの説明より像面湾曲量がΔxsであった場合、シ
リンドリカルレンズ14をΔcy=Δ■S/rrI′だ
け移動すると副走査像面湾曲の補正ができることになる
From the above explanation, when the amount of field curvature is Δxs, the sub-scanning field curvature can be corrected by moving the cylindrical lens 14 by Δcy=Δ■S/rrI'.

このとき主走査に関しては、第2図(A)に示すように
シリンドリカルレンズ14のパワーがないので像面湾曲
の変化はない。
At this time, regarding the main scanning, as shown in FIG. 2(A), there is no power of the cylindrical lens 14, so there is no change in the curvature of field.

また、補正前の像面湾曲の発生の具体例としては例えば
、第4図(A)に示すようになっていて、実線が副走査
方向の像面湾曲で、破線が主走査方向の像面湾曲を表し
ている。補正前の像面湾曲は。
Further, as a specific example of the occurrence of field curvature before correction, for example, the solid line is the field curvature in the sub-scanning direction, and the broken line is the field curvature in the main scanning direction. represents curvature. What is the field curvature before correction?

主走査方向が小さくなる様に設計されており、副走査方
向の像面湾曲が小さくなる様な考慮がなされていないた
め、像面湾曲は円弧状または放物線状になっている。こ
の実施例における像面湾曲量Δ工Sは、ポリゴンミラー
18の走査半角で±30° (ポリゴンミラー18の回
転角にすれば±15°)の位置で約10ww+どなって
いる。
Since it is designed to be small in the main scanning direction and no consideration is given to reducing the curvature of field in the sub-scanning direction, the curvature of field is arcuate or parabolic. The amount of field curvature ΔS in this embodiment is approximately 10 ww+ at a position of ±30° in terms of the scanning half angle of the polygon mirror 18 (±15° in terms of the rotation angle of the polygon mirror 18).

このような像面湾曲の曲線は、正弦波または余弦波の一
部分で近似することができ、その補正量と像面湾曲量を
プロットすると第5図に示すようになる。即ち、第4図
(A)における±30”の像面湾曲量をΔlsとすれば
、このときの補正量Δ工Sは、 ΔIs(θ)=Δより (−cos(6θ)+l)とす
れば良い。ただし、θはポリゴンミラー18の回転角で
、θ=Oで像高比が0となる。
Such a curve of field curvature can be approximated by a portion of a sine wave or a cosine wave, and when the amount of correction and the amount of curvature of field are plotted, the result is as shown in FIG. That is, if the amount of field curvature of ±30" in FIG. However, θ is the rotation angle of the polygon mirror 18, and when θ=O, the image height ratio becomes 0.

本例では、ポリゴンミラー18のミラー面数が6である
ために1つのミラー面におけるポリゴン回転角θは、±
30@どなる。
In this example, since the number of mirror surfaces of the polygon mirror 18 is six, the polygon rotation angle θ on one mirror surface is ±
30 @ roar.

従って、この±30’の間にシリンドリカルレンズ14
がn (nは1以上の整数)周期だけ移動すればポリゴ
ンミラー19とのミラー面との同期がとれることになる
。つまり、ポリゴンミラー18のミラー面数がN面の時
には、ポリゴンミラー回転角θが±180’/Nで、n
周期だけシリンドリカルレンズ14が移動することにな
る。このようにすれば第4図(B)に示すように副走方
向の像面湾曲が補正できることになる。
Therefore, between this ±30', the cylindrical lens 14
If it moves by n periods (n is an integer greater than or equal to 1), the mirror surface and the polygon mirror 19 can be synchronized. In other words, when the number of mirror surfaces of the polygon mirror 18 is N, the polygon mirror rotation angle θ is ±180'/N, and n
The cylindrical lens 14 moves by the period. In this way, the curvature of field in the secondary scanning direction can be corrected as shown in FIG. 4(B).

次に本発明の特徴である像面湾曲補正光学系のうちの1
つの構成として第6図(A)と第6図(B)に示すよう
に、シリンドリカルレンズ23を追加して設け、このシ
リンドリカルレンズ23を光軸方向に移動することによ
って副走査方向の像面湾曲を補正するものであり、第6
図(A)に偏向走査面(主走査面)側の面を示す光路図
と、第6図(B)に偏向走査面に垂直、即ち副走査面を
示す光路図とに示されるように、コリメータレンズ12
とポリゴンミラー18との間に主走査方向にパワーを有
するシリンドリカルレンズ23を配置し、前述のシリン
ドリカルレンズ14と同様に光軸方向移動を行い主走査
方向の像面湾曲を補正するものである。
Next, one of the field curvature correction optical systems that is a feature of the present invention.
As shown in FIG. 6(A) and FIG. 6(B), a cylindrical lens 23 is additionally provided, and by moving this cylindrical lens 23 in the optical axis direction, the field curvature in the sub-scanning direction is reduced. This is to correct the 6th
As shown in FIG. 6(A) is an optical path diagram showing the surface on the deflection scanning surface (main scanning surface) side, and FIG. Collimator lens 12
A cylindrical lens 23 having power in the main scanning direction is disposed between the polygon mirror 18 and the cylindrical lens 18, and similarly to the cylindrical lens 14 described above, it moves in the optical axis direction to correct field curvature in the main scanning direction.

主走査平面において、シリンドリカルレンズ23の後側
主点とfθレンズエ9の前側主点との距離をdとし、シ
リンドリカルレンズ23、fθレンズ19の焦点距離を
それぞれfcy   f5θとすると、fθレンズ19
の後側主点と、シリンドリカルレンズ23とfOレンズ
19の総合焦点位置の距離S′は、 S’ =ffθ(fay’ −d)/(fcy’ +f
fθ−d)と表わすことができる。
In the main scanning plane, if the distance between the rear principal point of the cylindrical lens 23 and the front principal point of the fθ lens 9 is d, and the focal lengths of the cylindrical lens 23 and the fθ lens 19 are fcy f5θ, then the fθ lens 19
The distance S' between the rear principal point and the overall focal position of the cylindrical lens 23 and fO lens 19 is S' = ffθ (fay' - d)/(fcy' + f
fθ−d).

また、コリメータレンズ12からの平行光束がシリンド
リカルレンズ14を介してシリンドリカルレンズ23に
入射するから、このときの像面湾曲量をΔ工Mとしてシ
リンドリカルレンズ23の対応する補正移動量をΔcy
′ とすると前述のΔcyの場合と同様にして Δcy′=Δ工M−ffθ/(S′−ΔIN −f f
θ)(S’−ffθ) と表わすことができる。
Also, since the parallel light flux from the collimator lens 12 enters the cylindrical lens 23 via the cylindrical lens 14, the amount of field curvature at this time is set as Δprocess M, and the corresponding correction movement amount of the cylindrical lens 23 is Δcy.
' Then, in the same way as in the case of Δcy described above, Δcy' = ΔM - ffθ/(S' - ΔIN - f f
θ)(S'-ffθ).

従って、前述のシリンドリカルレンズ14とは独立にシ
リンドリカルレンズ23を移動させると、主走査方向と
副査方向の両方の像面湾曲をそれぞれ補正することがで
きる。
Therefore, by moving the cylindrical lens 23 independently of the cylindrical lens 14 described above, it is possible to correct the field curvature in both the main scanning direction and the sub-scanning direction.

このようにしてなされる補正を行った具体例としては、
例えば特開昭62−172317号公報に示されるよう
に、第7図(A)のそれぞれに示す球面収差・正弦条件
、像面湾曲、像面湾曲およびfθ特性を有する光学系に
おいて、シリンドリカルレンズ14の移動を ΔIs(θ)=−Δ1s−cos(18θ)+Δ工s′
  とし、シリンドリカルレンズ23を ΔIM(θ)=ΔIM−sin(6θ)で移動するよう
に補正を行っている。
Specific examples of corrections made in this way include:
For example, as shown in Japanese Unexamined Patent Publication No. 172317/1982, in an optical system having the spherical aberration/sine conditions, field curvature, field curvature, and fθ characteristics shown in FIG. 7(A), a cylindrical lens 14 The movement of ΔIs(θ)=−Δ1s−cos(18θ)+Δworks′
Then, correction is made so that the cylindrical lens 23 is moved by ΔIM(θ)=ΔIM−sin(6θ).

ここで、上述のN、nの値は、N=6で副走査方向にお
いてはn=3主走査方向においてはn=1としである。
Here, the values of N and n mentioned above are N=6, n=3 in the sub-scanning direction, and n=1 in the main-scanning direction.

一方、主走査方向の面を示す第9図(A)と副走査方向
の面を示す第9図(B)のように、fθレンズ19が主
走査方向に配置された長尺状シリンドリカルレンズ24
を含んで面倒れ補正光学系を形成した光走査装置におい
ても、シリンドリカルレンズ14を上述同様にして光軸
方向に移動させることによって像面湾曲の補正を行うこ
とができることは勿論である。
On the other hand, as shown in FIG. 9(A) showing a surface in the main scanning direction and FIG. 9(B) showing a surface in the sub-scanning direction, an elongated cylindrical lens 24 in which an fθ lens 19 is arranged in the main scanning direction
It goes without saying that even in an optical scanning device that includes a surface tilt correction optical system including the above, the curvature of field can be corrected by moving the cylindrical lens 14 in the optical axis direction in the same manner as described above.

また、本発明は、第10図(A)に示す光学系にも適用
できる。
Further, the present invention can also be applied to the optical system shown in FIG. 10(A).

即ち、レーザ光源25からの射出光束は、コリメータレ
ンズ26で平行光束化され、ミラー27で折返された後
にポリゴンミラー28の反射面に射出される。このミラ
ー27は、全体光路を直線状に配置すると光学系の全体
寸法が長尺化するので機器のコンパクト化の要求に逆行
するために、同ミラー27による折返しによって光学系
の長手方向寸法を短縮化する意図で設けられているもの
である。
That is, the emitted light beam from the laser light source 25 is collimated by the collimator lens 26, reflected by the mirror 27, and then emitted onto the reflective surface of the polygon mirror 28. This mirror 27 is designed to shorten the longitudinal dimension of the optical system by folding the mirror 27 in order to go against the demand for more compact equipment since arranging the entire optical path in a straight line would lengthen the overall dimension of the optical system. It was established with the intention of

そして、ポリゴンミラー28によって偏向された光束は
、線状結像レンズ29によってその射出光束が主走査に
対応する線状にされ、同レンズ29の後方に配置された
fθレンズ30によって、ポリゴンミラー28で偏向さ
れる光束の偏向面と垂直な面内において同ポリゴンミラ
ー28のミラー面と被走査媒体(感光体ドラム31)と
を幾何光学的に共役となるような関係が保たれている。
The light beam deflected by the polygon mirror 28 is converted into a linear light beam corresponding to main scanning by a linear imaging lens 29, and the light beam deflected by the polygon mirror 28 is turned into a linear beam corresponding to main scanning. A geometrically conjugate relationship is maintained between the mirror surface of the polygon mirror 28 and the scanned medium (photosensitive drum 31) in a plane perpendicular to the plane of deflection of the light beam deflected by the polygon mirror 28.

また、第10図(A)に示す光学系は、そのウェスト位
置が第10図(B)に示すように主走査方向の位置を実
線で示され、副走査方向の位置が破線で示されている。
Further, in the optical system shown in FIG. 10(A), the waist position in the main scanning direction is shown by a solid line and the position in the sub-scanning direction is shown by a broken line as shown in FIG. 10(B). There is.

さらに、像面湾曲は、第10図(C)に示すように主走
査方向の湾曲が実線で示され、副走査方向の湾曲が破線
で示されている。
Furthermore, as for the field curvature, as shown in FIG. 10(C), the curvature in the main scanning direction is shown by a solid line, and the curvature in the sub-scanning direction is shown by a broken line.

この場合副走査方向の像面湾曲は実用上において無視で
きる値となっていて、主走査方向の像面湾曲を補正する
ためには、線状結像レンズ29をポリゴンミラー28の
偏向角度に同期して光軸方向に振動(移動)させるので
あり、この振動は周波数F、振幅Δで行われている。
In this case, the curvature of field in the sub-scanning direction is practically negligible, and in order to correct the curvature of field in the main-scanning direction, the linear imaging lens 29 must be synchronized with the deflection angle of the polygon mirror 28. This vibration is performed at a frequency F and an amplitude Δ.

そして、この像面湾曲の様子を表わす曲線と線状結像レ
ンズ29の振動を表わす曲線を重ね合せた特性を第11
図に示す。
Then, the characteristic obtained by superimposing the curve representing the state of this field curvature and the curve representing the vibration of the linear imaging lens 29 is obtained as the eleventh characteristic.
As shown in the figure.

即ち、像面湾曲が一点鎖線で示され、振動が実線で示さ
れていて、同図の縦軸と横軸は兼用して用いられ、この
うち、横軸は像面湾曲の場合には感光体ドラム31の主
走査方向の位置座標であり、振動の場合には時間軸であ
る。また、縦軸は、像面湾曲の場合には像面湾曲量で、
振動の場合には振動量(振幅)となっている。
That is, the curvature of field is shown by a dashed line, and the vibration is shown by a solid line. This is the position coordinate of the body drum 31 in the main scanning direction, and in the case of vibration, it is the time axis. In addition, the vertical axis is the amount of field curvature in the case of field curvature,
In the case of vibration, it is the amount of vibration (amplitude).

従って像面湾曲の変化周期に同期して振動を与えること
によって像面湾曲を実用上無視できる程度まで低減させ
ることができる。この例における振動の周波数Fは1例
えば4.25KI(zであり、振幅Δは235μmであ
る。
Therefore, by applying vibration in synchronization with the change period of the field curvature, the field curvature can be reduced to a practically negligible extent. The frequency F of the vibration in this example is 1, for example 4.25 KI (z), and the amplitude Δ is 235 μm.

次に、上述の各側における線状結像レンズを振動させる
ための駆動源の具体例について説明する。
Next, a specific example of a drive source for vibrating the linear imaging lens on each side will be described.

本発明における駆動源は、圧電、電歪、磁歪形の振動子
にコーン形状の振幅拡大子を固定したものを用いている
。この振幅拡大子として錐状のものを用いる場合にはそ
の形状としては、主として第12図(A)ないし第12
図(D)のそれぞれに示すものがある。
The drive source in the present invention uses a piezoelectric, electrostrictive, or magnetostrictive vibrator to which a cone-shaped amplitude expander is fixed. When a conical shape is used as the amplitude expander, its shape is mainly shown in FIGS. 12(A) to 12.
There is something shown in each of Figure (D).

即ち、第↓2図(A)に示す振幅拡大子32Aは、基端
側(振動子が固定される側)が大径の円゛柱状に形成さ
れ、先端側(シリンドリカルレンズ14が固定される側
)が小径の円柱状に形成され、両者の間がなめらかな円
弧状の曲線で連続されている。
That is, the amplitude expander 32A shown in FIG. 2(A) is formed into a cylindrical shape with a large diameter on the base end side (the side where the vibrator is fixed) and on the distal side (the side where the cylindrical lens 14 is fixed). side) is formed into a small-diameter columnar shape, and the space between the two is continuous with a smooth arc-shaped curve.

また、第12図(B)に示す振幅拡大子32Bは、上述
の基端側と先端側との間がカテノイダル曲線で連続的に
形成され、第12図(C)に示す振幅拡大子32Cはエ
クスポーネンシャル曲線で形成され、第12図(D)に
示すように円錐台状に形成されている。
Further, the amplitude expander 32B shown in FIG. 12(B) is formed continuously with a catenoidal curve between the base end side and the distal end side, and the amplitude expander 32C shown in FIG. 12(C) is It is formed by an exponential curve, and is shaped like a truncated cone as shown in FIG. 12(D).

このように種々の形状に形成された振幅拡大子32A〜
32D(以下、これらを総称して「振幅拡大子32」と
いう)は軟鋼、ニッケルクロム鋼等で作られ、この例で
はニッケルクロム鋼で作られたコニカル形の振幅拡大子
32D(第12図(D)参照)を用いている。
Amplitude expanders 32A~ formed in various shapes in this way
32D (hereinafter collectively referred to as "amplitude magnifier 32") is made of mild steel, nickel-chromium steel, etc. In this example, the conical amplitude magnifier 32D (Fig. 12 ( (see D)).

この振幅拡大子32Aの各部設計に必要な諸量を次に示
す。
The various quantities necessary for designing each part of this amplitude expander 32A are shown below.

Sl :大径端部の断面積(−) S2 :小径端部の断面積(aj) Dエ :大径端部の直径 (all) D2 :小径端部の直径 (■) ρ :材料の密度   (g/ad) C:材料中での音速度(■/5ec) ω :共振角周波数2 if  (1/see)m ニ
ジリントリカルレンズ14の質量(g)mt ニジリン
トリカルレンズ14の等価質量(g) 党 ;半波長共振する長さ(範) A :質量係数 ω・m t / S z・ρ・CCt
 ニジリントリカルレンズ14中での音速度(備/5e
e) Qt :断面が略−様なシリンドリカルレンズ14の長
さ(L5) αt:係数 (,1/ Ct  (1/ an )今、
振幅拡大子32の大および小径端部の直径D□、D2の
設定をDよ :D、=7:1とすると、当然のことなが
ら大および小径端部の断面積S工、S2の比即ちSl 
:52=7”  :1となるので1丁77ゴπ=7とな
る。
SL: Cross-sectional area of large-diameter end (-) S2: Cross-sectional area of small-diameter end (aj) D: Diameter of large-diameter end (all) D2: Diameter of small-diameter end (■) ρ: Density of material (g/ad) C: Speed of sound in material (■/5ec) ω: Resonance angular frequency 2 if (1/see) m Mass of Nijilintorical lens 14 (g) mt Equivalent mass of Nijilintorical lens 14 (g) Party; Length (range) of half-wavelength resonance A: Mass coefficient ω・m t / S z・ρ・CCt
Speed of sound in the nijilintorical lens 14 (B/5e
e) Qt: Length (L5) of the cylindrical lens 14 whose cross section is approximately -like αt: Coefficient (,1/Ct (1/an) Now,
If the diameters D□, D2 of the large and small diameter ends of the amplitude expander 32 are set to D:D = 7:1, it is obvious that the ratio of the cross-sectional areas S, S2 of the large and small diameter ends, that is, Sl
:52=7'' :1, so 1 77 go π=7.

また、シリンドリカルレンズ14の形状を第13図に示
すように高さLl、奥行L2、幅り、のそれぞれがla
nとなっていて、同シリンドリカルレンズ14の材質を
BK7とすると、密度ρが2.54 (g/a+?)で
あるのでその大まかな質量は、 Ll XL2 XL、×ρ=2.54  (g)となる
Further, as shown in FIG. 13, the shape of the cylindrical lens 14 is such that each of the height Ll, depth L2, and width is la.
n, and if the material of the cylindrical lens 14 is BK7, the density ρ is 2.54 (g/a+?), so its approximate mass is Ll XL2 XL, x ρ = 2.54 (g ).

ここではシリンドリカルレンズ14を振幅拡大子32の
先端に固定するための取付部材の質量も含め、シリンド
リカルレンズ14の質量mを20(g)とする。
Here, the mass m of the cylindrical lens 14 including the mass of the attachment member for fixing the cylindrical lens 14 to the tip of the amplitude expander 32 is assumed to be 20 (g).

また、係数αtは、ω/Ctであるのでαt=2πX4
.25  X↓Q315.2  XIO’=0.051
4 となり、取付用のハウジングまで含めたシリンドリカル
レンズ14の長さQt =4 (an)とすると、 αt−Qt=0.0514x4=0.2056、”、t
anαt−12t=0.2085一方、シリンドリカル
レンズ14の等価質量mtは、 mt=m−tan(αt)・Qt/αt−Qtであるか
らmt =20.28 (g)また、質量係数Aは、 A=ω+mt/S2+ρ・C =2π×・20.28/(πX (1/2) ”X7.
8 x 5.2 x 10’) =4.OX 10−’
が得られる。
Also, the coefficient αt is ω/Ct, so αt=2πX4
.. 25 X↓Q315.2 XIO'=0.051
4, and if the length of the cylindrical lens 14 including the mounting housing is Qt = 4 (an), αt - Qt = 0.0514x4 = 0.2056,'', t
anαt-12t=0.2085 On the other hand, the equivalent mass mt of the cylindrical lens 14 is mt=m-tan(αt)・Qt/αt-Qt, so mt=20.28 (g) Also, the mass coefficient A is A=ω+mt/S2+ρ・C=2π×・20.28/(πX (1/2) ”X7.
8 x 5.2 x 10') = 4. OX 10-'
is obtained.

また、V1]−71ち−=7で、A=4,0X1o−’
=oであるので、第14図に示すグラフよりαt−nの
値として3.93 が得られる。
Also, V1]-71chi-=7 and A=4,0X1o-'
=o, the value of αt-n is 3.93 from the graph shown in FIG.

従って、振幅拡大子32の長さ悲は、 12=3.93/αt=3.9310.05 ]、 4
=76.46 (cm)となる。
Therefore, the length of the amplitude expander 32 is 12=3.93/αt=3.9310.05 ], 4
=76.46 (cm).

一方、コニカル形(円錐台状)の振幅拡大子32Dは、
第15図に示すように、その基端に振動子33を直接に
半田付けまたは銀ろう付けし、振幅拡大子32の先端に
取付部材15を介してシリンドリカルレンズ14を固定
することが多い。
On the other hand, the conical (truncated cone-shaped) amplitude expander 32D is
As shown in FIG. 15, a vibrator 33 is often directly soldered or silver brazed to the base end thereof, and a cylindrical lens 14 is fixed to the tip of the amplitude expander 32 via a mounting member 15.

この場合、振幅拡大子32を外部ベース等の不動部材に
適宜な支持部材34を介して固定する必要があり、この
固定支持位置は、振動の筒面(いわゆる、ノーダルポイ
ント)にすることが望ましい。
In this case, it is necessary to fix the amplitude expander 32 to an immovable member such as an external base via a suitable support member 34, and this fixed support position may be the cylindrical surface of vibration (so-called nodal point). desirable.

即ち、振動子33による振動によって生じる第16図に
示すような振幅分布の特性における振動節面までの距離
(振幅拡大子32の端面から筒面までの距離)をXN 
とすると、 XN / Q =tan−1〔α・Q ・x   2 
/(fゴ否7717可−1)〕/α・α が戒り立つので、上式に上述の諸量を代入すると、XN
=26.4  ((1)) が得られる。
That is, the distance to the vibration nodal surface (the distance from the end surface of the amplitude expander 32 to the cylindrical surface) in the characteristics of the amplitude distribution as shown in FIG. 16 caused by the vibration of the vibrator 33 is expressed as
Then, XN / Q = tan-1 [α・Q・x 2
/(fGoNeg7717possible-1)]/α・α is established, so by substituting the above-mentioned quantities into the above formula, XN
=26.4 ((1)) is obtained.

従って、XN=26.4  (ai)を支持点として、
支持部材34にて固定支持した場合に最も有効に振動子
33の振幅をシリンドリカルレンズ14に伝達すること
ができ、振幅拡大子32の先端に、例えばエクスポーネ
ンシャル形の振幅拡大子32′を介在させればより大き
な振幅拡大を行うことができる。
Therefore, with XN=26.4 (ai) as the support point,
The amplitude of the vibrator 33 can be most effectively transmitted to the cylindrical lens 14 when it is fixedly supported by the support member 34, and for example, an exponential type amplitude expander 32' is interposed at the tip of the amplitude expander 32. By doing so, a larger amplitude expansion can be achieved.

このようなコニカル形のホーンの振幅拡大率は、例えば
第17図に示すように面積比  t   zが7の場合
には拡大率Mが7となるので、光走査装置における像面
湾曲補正に必要とする振幅の235(μm)の1/7の
振幅、即ち235/7=33.6(μm)の振幅を有す
るような振動子33を用いればよい。
The amplitude magnification factor of such a conical horn is, for example, as shown in FIG. 17, when the area ratio tz is 7, the magnification factor M is 7, which is necessary for field curvature correction in an optical scanning device. It is sufficient to use a vibrator 33 having an amplitude that is 1/7 of 235 (μm) of the amplitude, that is, 235/7=33.6 (μm).

なお、この振動子33は、圧電型、電歪型、磁歪型等の
いずれであっても良いことは勿論である。
It goes without saying that the vibrator 33 may be of a piezoelectric type, an electrostrictive type, a magnetostrictive type, or the like.

さて、シリンドリカルレンズ14等の線状結像レンズを
振動する際には、この振動が走査光学装置全体に伝達さ
れ他の光学素子も振動させてしまう。線状結像レンズ以
外の光学素子の振動は、走査ビームの形状に悪影響を与
え、最終的には被走査媒体の面上で所定のビーム径とな
らないことになる。
Now, when a linear imaging lens such as the cylindrical lens 14 is vibrated, this vibration is transmitted to the entire scanning optical device and causes other optical elements to vibrate as well. Vibration of optical elements other than the linear imaging lens adversely affects the shape of the scanning beam, and ultimately the beam does not have a predetermined diameter on the surface of the scanned medium.

また、線状結像レンズの振動によって走査光学系を含め
た機器の全体と共振し、機器の全体が微振動することも
考えられる。機器の全体が振動すると作像プロセスにも
悪影響を与え、最終的に得られる画像の品位が著しく低
下する。
It is also conceivable that the vibration of the linear imaging lens causes resonance with the entire device including the scanning optical system, causing the entire device to vibrate slightly. If the entire device vibrates, it will also have an adverse effect on the image creation process, significantly reducing the quality of the final image.

従って、線状結像レンズとその振動源は、少なくとも走
査光学系に対して機械的な絶縁を図る必要がある。
Therefore, it is necessary to mechanically insulate the linear imaging lens and its vibration source from at least the scanning optical system.

その具体例の1つとしては、第18図に示すように、振
動子33が大径端面に固定され、取付部材14′を介し
てシリンドリカルレンズエ4が小径端面に固定された振
幅拡大子32を支持する支持部材34を、走査光学系を
構成する各部材が取付けられたベース36に対して機械
的に絶縁されたベース35上に取付けるようにする。
As one specific example, as shown in FIG. 18, an amplitude expander 32 has a vibrator 33 fixed to a large diameter end face, and a cylindrical lens element 4 fixed to a small diameter end face via a mounting member 14'. A support member 34 supporting the scanning optical system is mounted on a base 35 that is mechanically insulated from a base 36 to which each member constituting the scanning optical system is mounted.

このようにすることによって振動子33が像面湾曲補正
のために振動されたときに生じるエネルギーがベース3
6に直接に伝達されて画像品位を低下させたり、逆に、
ベース36に設けられているプリンタ等の画像形成部材
に生じる振動のエネルギーがシリンドリカルレンズ14
に直接に伝達されて正規の像面湾曲補正の動作に障害を
与えることが防止されるのである。
By doing this, the energy generated when the vibrator 33 is vibrated for field curvature correction is transferred to the base 33.
6 and reduce the image quality, or conversely,
The energy of vibration generated in an image forming member such as a printer provided on the base 36 is transmitted to the cylindrical lens 14.
This prevents the signal from being transmitted directly to the field curvature correction operation and thereby hindering the normal field curvature correction operation.

また、第19図に示すように振動子33が上述同様に固
定された振幅拡大子32を支持する支持部材34と、こ
の支持部材34が取付けられるべきベース36との間に
防振ゴム37を介在させることによって、振動子33の
振動とベース36に取付けられた画像形成部材の振動と
を絶縁することができる。
Further, as shown in FIG. 19, a vibration isolating rubber 37 is installed between a support member 34 that supports the amplitude expander 32 to which the vibrator 33 is fixed in the same manner as described above, and a base 36 to which this support member 34 is to be attached. By interposing it, the vibration of the vibrator 33 and the vibration of the image forming member attached to the base 36 can be insulated.

従って、両者の振動が互いに悪影響を与えて画像品位を
低下させることが防止されるのである。
Therefore, it is possible to prevent both vibrations from adversely affecting each other and degrading the image quality.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上の説明で明らかなように、本発明によれば、線状結
像レンズを像面湾曲を打消すように光走査の周期に同期
させて振動させるように構威しであるので光学系全体の
像面湾曲が機械的に良好に補正でき、他の光学部品例え
ばfθレンズ、コリメータレンズ、シリンドリカルレン
ズ等のレンズ設計が容易となり、また、近年の走査光学
系の高密度化に対しても複雑で枚数の多いレンズ系を使
用しなくても高精度が得られ、画像品位が良好で、しか
も安価な光走査装置を提供することができる。
As is clear from the above explanation, according to the present invention, the linear imaging lens is vibrated in synchronization with the period of light scanning so as to cancel the curvature of field, so that the entire optical system is The field curvature of the image plane can be well corrected mechanically, making it easier to design other optical components such as fθ lenses, collimator lenses, and cylindrical lenses. Accordingly, it is possible to provide an optical scanning device that can achieve high accuracy without using a lens system with a large number of lenses, has good image quality, and is inexpensive.

しかも、この振動は振動子の振動を振幅拡大子を用いて
拡大して与えているために振動子の要する振幅が小さく
ても良いために形状が小形化でき。
Furthermore, since this vibration is applied by magnifying the vibration of the vibrator using an amplitude magnifier, the amplitude required by the vibrator may be small, and the shape can be made smaller.

かつ振動用の駆動電源の容量も小形にできる。In addition, the capacity of the vibration drive power source can be made small.

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

第1図は、本発明が適用できる光走査装置の光学系の一
例を示す光路図、第2図(A)は、上記第1図に示され
る光学系を主走査方向に展開して概念的に示す光路図、
第2図(B)は、同じく副走査方向に展開して概念的に
示す光路図、第3図は、線状結像レンズの移動に伴なう
変化を説明するための光路図、第4図(A)は、光走査
光学系における像面湾曲の一例を示す特性図、第4図(
B)は上記第4図(A)に示す像面湾曲に補正を施した
場合の特性図、第5図は、像面湾曲の補正の一例を示す
線図、第6図(A)は1本発明が適用できる光走査装置
の光学系の他の例を主走査方向に展開して示す光路図、
第6図(B)は、同じく副走査方向に展開して示す光路
図、第7図(A)ないし第7図(E)は、各種収差特性
の補正前と後の状態を示す図で、このうち、第7図(A
)は、球面収差・正弦条件の特性図、第7図(B)は、
主走査方向の像捕湾曲の特性図、第7図(C)は、副走
査方向の像面湾曲の特性図、第7図(D)は、fθ特性
、第7図(E)は、補正後の像面湾曲の特性図、第8図
は、線状結像レンズの移動に伴なう変化を説明するため
の線図、第9図(A)は1本発明が適用できる光走査装
置の光学系のさらに他の実施例を主走査方向に展開して
示す光路図、第9図(B)は、同じく副走査方向に展開
して示す光路図、第10図(A)は、本発明が適用でき
る光走査装置の光学系のさらに他の実施例を主走査方向
に展開して示す光路図、第10図(B)は、第10図(
A)に示す光路図における主・副走査方向のウェスト位
置を重ね合せて示す特性図、第10図(C)は、同実施
例の主副走査方向の像面湾曲を重ね合せて示す特性図、
第11図は、同じく線状結像レンズの移動に伴なう変化
を説明するための線図、第12図(A)〜第12図(D
)のそれぞれは、本発明の実施例に用いられる振幅拡大
子の基本構造を示す側面図、第13図は、シリンドリカ
ルレンズの各部寸法を示す斜視図、第14図は、8とα
t−αとの相関を示す特性図、第15図は、本発明の一
実施例を示す側面図、第16図は、本発明変形実施例と
その振動形態を示す線図、第17図は、V]]「=71
1−と振幅拡大率との相関を示す特性図、第18図は、
駆動源を絶縁した部分の一例を示す側面図、第19図は
、同じく他の例を示す斜視図、第20図は、従来の光走
査装置の光学系の一例を示す光路図である。 11.25・・・・・・レーザダイオード(光源)、1
2.26・・・・・・コリメータレンズ、14.23.
29・・・・・・シリンドリカルレンズ(線状結像レン
ズ)。 4′・・・・・・支持部材、 8.28・・・・・・ポリゴンミラー(回転多面鏡)、
9.30・・・・・・fθレンズ(第2結像光学系)、
1.31・・・・・・感光体ドラム(被走査媒体)、2
.32A〜32D、32’・・・・・・振幅拡大子、3
・・・・・・振動子、 4・・・・・・支持部材、 5.36・・・・・・ベース、 7・・・・・・防振ゴム(機械的絶縁部材)。 第 1 図 第 図 (A) (8) 第 6 図 (A) CB) 第 図 (A) (B) (C) (D) (E) 第 9 図 (A) (B) 第 2 図 (A) (B) (C) (D) 第 ]3 図 Lフ 第 14 図 第 5 図 第 6 図 第 7 図 f丁7丁1 第 8 図 第 1つ 図 第 0 図
FIG. 1 is an optical path diagram showing an example of an optical system of an optical scanning device to which the present invention can be applied, and FIG. 2(A) is a conceptual diagram of the optical system shown in FIG. 1 developed in the main scanning direction. The optical path diagram shown in
FIG. 2(B) is a conceptual optical path diagram expanded in the sub-scanning direction, FIG. 3 is an optical path diagram for explaining changes accompanying movement of the linear imaging lens, and FIG. Figure (A) is a characteristic diagram showing an example of field curvature in a light scanning optical system, and Figure 4 (
B) is a characteristic diagram when the field curvature shown in FIG. 4 (A) is corrected, FIG. 5 is a diagram showing an example of field curvature correction, and FIG. An optical path diagram showing another example of an optical system of an optical scanning device to which the present invention is applicable developed in the main scanning direction;
FIG. 6(B) is an optical path diagram similarly developed in the sub-scanning direction, and FIGS. 7(A) to 7(E) are diagrams showing states before and after correction of various aberration characteristics. Of these, Figure 7 (A
) is a characteristic diagram of spherical aberration and sine conditions, and Figure 7 (B) is
A characteristic diagram of the image capture curvature in the main scanning direction, FIG. 7(C) is a characteristic diagram of the field curvature in the sub-scanning direction, FIG. 7(D) is the fθ characteristic, and FIG. 7(E) is the correction A characteristic diagram of the curvature of field afterward, FIG. 8 is a diagram for explaining changes accompanying movement of the linear imaging lens, and FIG. 9(A) is an optical scanning device to which the present invention can be applied. FIG. 9(B) is an optical path diagram showing still another embodiment of the optical system developed in the main scanning direction. FIG. 10(A) is an optical path diagram showing the same developed in the sub-scanning direction. FIG. 10(B) is an optical path diagram showing still another embodiment of the optical system of the optical scanning device to which the invention is applicable developed in the main scanning direction.
A) is a characteristic diagram showing the waist positions in the main and sub-scanning directions superimposed on each other in the optical path diagram shown in A), and FIG. ,
FIG. 11 is a diagram for explaining changes accompanying movement of the linear imaging lens, and FIGS. 12(A) to 12(D).
) are side views showing the basic structure of the amplitude expander used in the embodiments of the present invention, FIG. 13 is a perspective view showing the dimensions of each part of the cylindrical lens, and FIG.
FIG. 15 is a side view showing an embodiment of the present invention, FIG. 16 is a diagram showing a modified embodiment of the present invention and its vibration form, and FIG. 17 is a characteristic diagram showing the correlation with t-α. ,V]]"=71
The characteristic diagram shown in FIG. 18 showing the correlation between 1- and the amplitude expansion rate is as follows.
FIG. 19 is a side view showing an example of a portion where the drive source is insulated, FIG. 19 is a perspective view showing another example, and FIG. 20 is an optical path diagram showing an example of an optical system of a conventional optical scanning device. 11.25... Laser diode (light source), 1
2.26... Collimator lens, 14.23.
29... Cylindrical lens (linear imaging lens). 4'...Support member, 8.28...Polygon mirror (rotating polygon mirror),
9.30... fθ lens (second imaging optical system),
1.31...Photosensitive drum (scanned medium), 2
.. 32A to 32D, 32'... amplitude expander, 3
... Vibrator, 4 ... Supporting member, 5.36 ... Base, 7 ... Vibration isolating rubber (mechanical insulating member). Figure 1 (A) (8) Figure 6 (A) CB) Figure (A) (B) (C) (D) (E) Figure 9 (A) (B) Figure 2 (A ) (B) (C) (D) No.] 3 Figure L 14 Figure 5 Figure 6 Figure 7 Figure f 7-1 Figure 8 Figure 1 Figure 0

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)光源から射出した光束を平行光束化するコリメー
ト光学系と、このコリメート光学系から射出する光束を
線状に結像する第1結像光学系と、この第1結像光学系
から射出した光束を偏向走査する偏向反射面を有する回
転多面鏡と、この回転多面鏡で偏向された光束によって
走査される被走査媒体と、この被走査媒体と上記回転多
面鏡との間に配置され、回転多面鏡の偏向反射面で偏向
される光束の偏向面と垂直な面内において上記偏向反射
面と上記被走査媒体とを幾何光学的に共役な関係を保つ
第2結像光学系と、上記回転多面鏡による光束の走査に
伴ない上記第1結像光学系による光束を光軸方向に移動
させる面倒れ補正光学系とを有する光走査装置において
、上記回転多面鏡による線状走査に同期して上記第1結
像光学系のうちの少なくとも線状結像レンズを光軸方向
に移動させる駆動源とを具備し、上記駆動源を、振動子
と、基端が上記振動子の振動面に固定され先端で上記線
状結像レンズを支持する、先端が大径で、先端が小径に
形成されたコーン状の振幅拡大子とで構成することを特
徴とする光走査装置。
(1) A collimating optical system that converts the light beam emitted from the light source into a parallel light beam; a first imaging optical system that forms a linear image of the light beam emitted from the collimating optical system; a rotating polygon mirror having a deflection reflecting surface that deflects and scans the light beam, a scanning medium scanned by the light beam deflected by the rotating polygon mirror, and a rotating polygon mirror disposed between the scanning medium and the rotating polygon mirror; a second imaging optical system that maintains a geometrically optically conjugate relationship between the deflection reflection surface and the scanned medium in a plane perpendicular to the deflection surface of the light beam deflected by the deflection reflection surface of the rotating polygon mirror; In an optical scanning device having a surface tilt correction optical system that moves the light beam by the first imaging optical system in the optical axis direction as the light beam is scanned by the rotating polygon mirror, and a driving source for moving at least the linear imaging lens of the first imaging optical system in the optical axis direction, and the driving source is connected to a vibrator, and a base end thereof is connected to a vibrating surface of the vibrator. An optical scanning device comprising a cone-shaped amplitude magnifier having a large diameter tip and a small diameter tip, which is fixed and supports the linear imaging lens at its tip.
(2)一端が第1結像光学系のうちの少なくとも線状結
像レンズを支持する振幅拡大子と、この振幅拡大子の基
端に固定された振動子を共に機械的絶縁部材を介して不
動部材に固定支持せしめたことを特徴とする請求項1記
載の光走査装置。
(2) An amplitude magnifier whose one end supports at least the linear imaging lens of the first imaging optical system and a vibrator fixed to the base end of the amplitude magnifier are connected together through a mechanical insulating member. 2. The optical scanning device according to claim 1, wherein the optical scanning device is fixedly supported by an immovable member.
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