JP2000147418A - 光学走査装置および画像形成装置 - Google Patents

光学走査装置および画像形成装置

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JP2000147418A
JP2000147418A JP10341042A JP34104298A JP2000147418A JP 2000147418 A JP2000147418 A JP 2000147418A JP 10341042 A JP10341042 A JP 10341042A JP 34104298 A JP34104298 A JP 34104298A JP 2000147418 A JP2000147418 A JP 2000147418A
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scanning
optical box
optical
box
light
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Jiyunya Asami
純弥 阿左見
Yasuo Suzuki
康夫 鈴木
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Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光学箱を小型化することで振動を抑制し、画
質を向上させる。 【解決手段】 回転多面鏡3や結像レンズ4を内蔵する
光学箱10が大型であると、回転多面鏡3の回転中に光
学箱10が大きく振動し、画質が劣化する。そこで、走
査開始信号を検出するためのBDセンサ6を光学箱10
の外に配設し、光学箱10を支持するステー20上に固
定する。光学箱10を小型かつ高剛性にすることで、振
動を抑制し、画質の向上とコストダウンを促進できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明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用いられる光学
走査装置および画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】レーザビームプリンタ等の画像形成装置
に用いられる光学走査装置は、高速回転する回転多面鏡
によってレーザビーム(レーザ光)等の光ビームを反射
させてこれを偏向走査し、得られた走査光を回転ドラム
上の感光体に結像させて静電潜像を形成する。次いで、
感光体の静電潜像を現像装置によってトナー像に顕像化
し、これを記録紙等の記録媒体に転写して定着装置へ送
り、記録媒体上のトナーを加熱定着させることで印刷
(プリント)が行なわれる。
【0003】図3は一従来例による光学走査装置を示す
もので、半導体レーザ101から発生されたレーザ光L
0 はコリメータレンズ101aによって平行化され、シ
リンドリカルレンズ102によって線状の光束に集光さ
れて、回転多面鏡103の反射面に入射する。その反射
光は、回転多面鏡103の回転によって偏向走査されて
走査光となり、結像レンズ系104を経て回転ドラムD
0 上の感光体に結像する。感光体に結像する光束は、回
転多面鏡103の回転による主走査と、回転ドラムD0
の回転による副走査に伴なって静電潜像を形成する。
【0004】感光体の周辺には、感光体の表面を一様に
帯電する帯電装置、感光体の表面に形成される静電潜像
をトナー像に顕像化するための顕像化装置、前記トナー
像を記録紙等の記録媒体に転写する転写装置等が配置さ
れており、これらの働きによって、半導体レーザ101
が発生する光束に対応する記録情報が記録紙等にプリン
トされる。
【0005】回転多面鏡103の走査光は、その走査面
の一端に達したものがBDミラー105によって反射さ
れ、集光レンズ106aを経てBDセンサ106bに導
入され、図示しない処理回路において走査開始信号に変
換されて半導体レーザ101に送信される。半導体レー
ザ101は走査開始信号を受信したうえで、図示しない
ホストコンピュータから送信される画像情報に基づいた
書き込み変調を開始する。
【0006】半導体レーザ101やシリンドリカルレン
ズ102、回転多面鏡103、結像レンズ系104等は
光学箱110の側壁や底壁に取り付けられる。回転ドラ
ムD0 は光学箱110の外側に配設されており、光学箱
110の一端部には走査光を光学箱110から回転ドラ
ムD0 に向かって取り出すための窓が設けられている。
【0007】結像レンズ系104は、球面レンズ104
aとトーリックレンズ104bからなり、回転多面鏡1
03によって等角速度で走査される走査光を回転ドラム
0上において主走査方向に等速度で走査する走査光に
変換するいわゆるfθ機能を有する。
【0008】光学箱110の上向きの開口は、光学箱1
10内に回転多面鏡103や結像レンズ系104、BD
ミラー105、BDセンサ106b等を組み付けたうえ
で、ふた部材によって閉じられる。
【0009】回転多面鏡103を回転駆動するモータ1
03aは、モータ基板103bに実装された駆動用IC
と、該駆動用ICから供給される駆動電流によって励磁
されるステータおよびこれに対向するロータ等からなる
磁気回路によって構成される。
【0010】光学箱110は、画像形成装置の本体フレ
ームに載置され、回転ドラムD0 に対する相対位置の調
整を行なって本体フレームに固定される。
【0011】また、走査開始信号を得るためのBDミラ
ー105は、BDセンサ106bに入射する走査光のタ
イミングを調整するために、紙面に対して垂直な軸のま
わりに回転させて姿勢を高精度で調節したうえで、光学
箱に固定される。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の技術によれば、近年ますます画像形成装置の高速化が
進み、回転多面鏡のモータは数万rpmという高速で回
転するため、回転多面鏡やモータを支持している光学箱
が振動し、その結果、回転ドラム上のレーザ光の結像位
置がずれて、出力画像に周期的なムラ等が発生し、著し
い画像劣化を招く。
【0013】光学箱の振動を低減するには、光学箱を小
型化して剛性を強化すればよいが、光学箱内には、結像
レンズ系のレンズやBDミラー、BDセンサ等の数多く
の部品が内蔵されており、そのままでは充分な小型化を
達成できないという未解決の課題があった。
【0014】本発明は、上記従来の技術の有する未解決
の課題に鑑みてなされたものであり、光学箱に内蔵され
る部品を減らすことで光学箱の小型化を促進し、光学箱
を高剛性にすることで振動を抑制して高画質かつ低価格
を実現できる光学走査装置および画像形成装置を提供す
ることを目的とするものである。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の光学走査装置は、光ビームを偏向走査する
偏向走査手段と、該偏向走査手段を経て前記光ビームを
感光体に結像させる結像手段と、反射手段によって反射
された前記光ビームの一部分を走査開始信号として検出
するための光検知手段と、前記偏向走査手段と前記結像
手段と前記反射手段を収容する光学箱と、該光学箱の外
側に前記光検知手段を支持する支持手段を有することを
特徴とする。
【0016】また、光ビームを偏向走査する偏向走査手
段と、該偏向走査手段を経て前記光ビームを感光体に結
像させる結像手段と、該結像手段と前記感光体の間に配
設された回折光学素子と、反射手段によって反射された
前記光ビームの一部分を走査開始信号として検出するた
めの光検知手段と、前記偏向走査手段と前記結像手段と
前記反射手段を収容する光学箱と、該光学箱の外側に前
記光検知手段と前記回折光学素子をそれぞれ支持する支
持手段を有するものでもよい。
【0017】
【作用】光ビームの一部分を反射するBDミラー等の反
射手段は、光学箱内の他の光学部品に対する姿勢等を高
精度に保つ必要があるため光学箱内に収容し、走査開始
信号を検出するための光検知手段の方は光学箱に内蔵せ
ず、光学箱の外に配設して光学箱とともに板状のステー
等の支持手段に固定し、これを画像形成装置の本体フレ
ームに組み付ける。
【0018】光検知手段を光学箱の外に配設すること
で、光学箱に内蔵される部品を減らし、内蔵部品の必要
スペースを縮小することで、光学箱を小型化できる。
【0019】光学箱を小型化すれば光学箱を高剛性化す
ることが容易になり、偏向走査手段である回転多面鏡の
回転によって生じる光学箱の振動を大幅に低減できる。
【0020】光学箱の振動に起因する画質劣化を防ぐと
ともに、光学箱を小型かつ軽量化して材料コスト等を低
減し、高画質と低価格を実現できる。
【0021】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。
【0022】図1は第1の実施の形態による光学走査装
置E1 を示すもので、半導体レーザ1から発生された光
ビームであるレーザ光はコリメータレンズ1aによって
平行化され、シリンドリカルレンズ2によって線状の光
束に集光されて、偏向走査手段である回転多面鏡3の反
射面に入射する。その反射光は、回転多面鏡3の回転に
よって偏向走査されて走査光となり、結像手段である結
像レンズ4を経て回転ドラムD1 上の感光体に結像す
る。感光体に結像する光束は、回転多面鏡3の回転によ
る主走査と、回転ドラムD1 の回転による副走査に伴な
って静電潜像を形成する。
【0023】感光体の周辺には、感光体の表面を一様に
帯電する帯電装置、感光体の表面に形成される静電潜像
をトナー像に顕像化するための顕像化装置、前記トナー
像を記録紙等の記録媒体に転写する転写装置等が配置さ
れており、これらの働きによって、半導体レーザ1が発
生する光束に対応する記録情報が記録紙等にプリントさ
れる。
【0024】回転多面鏡3の走査光は、その一部分が反
射手段であるBDミラー5によって反射され、集光レン
ズ6aを経て光検知手段であるBDセンサ6に導入さ
れ、図示しない処理回路において走査開始信号に変換さ
れて半導体レーザ1に送信される。半導体レーザ1は走
査開始信号を受信したうえで、ホストコンピュータから
送信される画像情報に基づいた書き込み変調を開始す
る。
【0025】半導体レーザ1やシリンドリカルレンズ
2、回転多面鏡3、結像レンズ4およびBDミラー5等
は光学箱10の底壁等に取り付けられる。回転ドラムD
1 は光学箱10の外側に配設されており、光学箱10の
一端部には走査光を光学箱10から回転ドラムD1 に向
かって取り出すための窓が設けられている。
【0026】結像レンズ4は、回転多面鏡3によって等
角速度で走査される走査光を回転ドラムD1 上において
主走査方向に等速度で走査する走査光に変換するいわゆ
るfθ機能を有する。
【0027】光学箱10の上向きの開口は、光学箱10
内に回転多面鏡3や結像レンズ4、BDミラー5等を組
み付けたうえで、図示しないふた部材によって閉塞され
る。
【0028】回転多面鏡3を回転駆動するモータ3a
は、モータ基板3bに実装された駆動用ICと、該駆動
用ICから供給される駆動電流によって励磁されるステ
ータおよびこれに対向するロータ等からなる磁気回路に
よって構成される。
【0029】光学箱10は、支持手段である板状のステ
ー20上に支持され、該ステー20を介して画像形成装
置の本体フレームに固定される。光学箱10は、前記走
査開始信号を検出するためのBDミラー5およびBDセ
ンサ6のうちのBDミラー5のみを内蔵し、BDセンサ
6は光学箱10の外に配設され、光学箱10とともに、
ステー20上にそれぞれ支持されている。
【0030】BDミラー5は、BDセンサ6に入射する
走査光のタイミングを調整するため、紙面に対して垂直
なZ軸のまわりに回転させて高精度な姿勢調整を行なっ
たうえで、光学箱10内の支持体に固定される。
【0031】BDセンサ6のみを光学箱10に内蔵せ
ず、光学箱10とともにステー20上に固定することに
よって以下の利点が生じる。
【0032】光学箱10に内蔵する部品の必要スペース
を減らすことで、光学箱10を小型化し、光学箱10の
剛性を大幅に強化できる。これによって、回転多面鏡3
のモータ3aを駆動したときの光学箱10の振動を低減
し、該振動による画質劣化を防ぐことができる。加え
て、光学箱10の体積や重量を低減することで材料コス
ト等を大幅に低減できる。
【0033】BDミラー5を光学箱10内に残すのは以
下の理由からである。BDミラー5は、ピッチング方向
の傾き(姿勢)、すなわち倒れ精度を厳密に管理する必
要があるが、BDミラー5をステー20上に配設する
と、ステー20に対する光学箱10の傾き公差や、ステ
ー20の平面度等がBDミラー5の倒れ精度に影響する
ため、走査開始信号として分離した走査光の高さ方向の
ずれが大きくなってしまい、これを補正する調整機構を
付加しなければならず、装置の高コスト化を招く。この
ようなトラブルを回避するために、BDミラー5は光学
箱10に内蔵し、BDセンサ6のみを光学箱10から分
離してステー20上に配設する。
【0034】図2は第2の実施の形態による光学走査装
置E2 を示す。これは結像レンズ4と回転ドラムD2
間に回折光学素子47が設けられており、光学箱10と
ともに、BDセンサ6と回折光学素子47を支持手段で
あるステー30上に支持させたものである。半導体レー
ザ1、シリンドリカルレンズ2、回転多面鏡3、結像レ
ンズ4、BDミラー5等は第1の実施の形態と同様であ
るから同一符号で表わし説明は省略する。
【0035】一般的に回折光学素子47は、結像レンズ
4との間隔を大きくとらなければならず、光学箱10に
回折光学素子47を内蔵すると、光学箱10が著しく大
型化する。
【0036】そこで回折光学素子47を光学箱10の外
へ配設してステー30上に支持させることで光学箱10
を小型化するのが望ましいが、回折光学素子47の下流
側にBDミラー5とBDセンサ6を配設する構成であれ
ば、BDミラー5とBDセンサ6を両方ともステー30
上に固定しなければならない。ところが、前述のように
BDミラー5は倒れ精度を管理するうえで光学箱10に
内蔵するのが望ましい。
【0037】このような理由で、結像レンズ4と回折光
学素子47の間にBDミラー5とBDセンサ6を配設
し、BDセンサ6のみを光学箱10や回折光学素子47
とともにステー30上に配設する。
【0038】光学箱を充分に小型化・高剛性化して、画
像性能の良好な光学走査装置を実現できる点は、第1の
実施の形態と同様である。
【0039】
【発明の効果】本発明は上述のように構成されているの
で、以下に記載するような効果を奏する。
【0040】光学走査装置の光学箱を小型化かつ高剛性
化することで、光学箱の振動を低減して画質を向上さ
せ、かつ、光学箱の部品コストを低減できる。これによ
って、高画質でしかも低価格である画像形成装置を実現
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態による光学走査装置を示す模
式平面図である。
【図2】第2の実施の形態による光学走査装置を示す模
式平面図である。
【図3】一従来例を示す模式平面図である。
【符号の説明】
1 半導体レーザ 2 シリンドリカルレンズ 3 回転多面鏡 3a モータ 3b モータ基板 4 結像レンズ 5 BDミラー 6 BDセンサ 10 光学箱 20,30 ステー 47 回折光学素子
フロントページの続き Fターム(参考) 2C362 BA90 BB30 DA03 DA08 DA17 DA19 2H045 AA01 AA34 CA88 CA98 DA02 DA04 5C072 CA06 DA02 DA15 HA02 HA13 HB08 JA07 XA01

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光ビームを偏向走査する偏向走査手段
    と、該偏向走査手段を経て前記光ビームを感光体に結像
    させる結像手段と、反射手段によって反射された前記光
    ビームの一部分を走査開始信号として検出するための光
    検知手段と、前記偏向走査手段と前記結像手段と前記反
    射手段を収容する光学箱と、該光学箱の外側に前記光検
    知手段を支持する支持手段を有する光学走査装置。
  2. 【請求項2】 光ビームを偏向走査する偏向走査手段
    と、該偏向走査手段を経て前記光ビームを感光体に結像
    させる結像手段と、該結像手段と前記感光体の間に配設
    された回折光学素子と、反射手段によって反射された前
    記光ビームの一部分を走査開始信号として検出するため
    の光検知手段と、前記偏向走査手段と前記結像手段と前
    記反射手段を収容する光学箱と、該光学箱の外側に前記
    光検知手段と前記回折光学素子をそれぞれ支持する支持
    手段を有する光学走査装置。
  3. 【請求項3】 支持手段が、光学箱と光検知手段を支持
    するステーであることを特徴とする請求項1または2記
    載の光学走査装置。
  4. 【請求項4】 請求項1ないし3いずれか1項記載の光
    学走査装置と、該光学走査装置を支持する本体フレーム
    と、感光体を支持する回転ドラムを有する画像形成装
    置。
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