JP2004012550A - Optical scanner manufacturing method and optical scanner, and image forming apparatus - Google Patents

Optical scanner manufacturing method and optical scanner, and image forming apparatus Download PDF

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JP2004012550A JP2002162103A JP2002162103A JP2004012550A JP 2004012550 A JP2004012550 A JP 2004012550A JP 2002162103 A JP2002162103 A JP 2002162103A JP 2002162103 A JP2002162103 A JP 2002162103A JP 2004012550 A JP2004012550 A JP 2004012550A
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Akira Kojima
小嶋 晃
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To set the dimension of a positioning span in the subscanning direction of an incident mirror so as to effectively keep the accuracy of the rotating position of the incident mirror in the subscanning direction in accordance with the optical path length or the subscanning lateral magnification of an applied scanning optical system. <P>SOLUTION: The optical scanner is equipped with the incident mirror M for folding an optical path between a light source 6 and a polygon mirror 8 for deflecting emitted light from the light source 6 between the light source 6 and the polygon mirror 8, and an expression of LO/(L1+L2)>0.06 mm is satisfied, wherein LO means the positioning span in the subscanning direction of the incident mirror M, L1 means optical path length from the reflection point of the incident mirror M to the polygon mirror 8 and L2 means optical path length from the polygon mirror 8 to the final surface of a scanning optical device. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光源と前記光源の出射光を偏向する光偏向装置の間に、光源、光偏光装置の間の光路を折り返すための入射ミラーを備えた光走査装置及びこの光走査装置を製造する方法、並びに前記光走査装置を含んで構成された画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の光学走査装置としては、例えば特開2000−180773号公報、特開平9−281419号公報などに開示されている。まず図14、図15は、従来多く見られるプリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に用いられる光走査装置の一例を示す。図14が平面図、図15が断面図である。画像形成装置1の内部に位置する光走査装置2は、光学素子を所定の位置に載置する光学ハウジング3と、光学ハウジング3の内部を外部と遮断し、防塵・防音の機能を果たすハウジングカバー4と、回転多面鏡8を用いた光偏向装置(以下ポリゴンモータ)5と、レーザ発振ユニット6および複数の光学素子で構成される。
【0003】
レーザ発振ユニット6から射出された光束は、シリンダレンズ7を通って回転多面鏡(以下ポリゴンミラー)8に照射される。その後、ポリゴンミラー8を反射した光束は、fθレンズ9、長尺レンズ10を通過し、防塵ガラス11を通過して感光体12に達する。ポリゴンミラー8の回転に伴って光束が直線上に感光体12の表面を走査すると、感光体12上に静電潜像が形成され、画像形成プロセスを経て画像が形成される。
【0004】
ここで図14に示す平面図の方向(以下、主走査断面方向)から見てポリゴンミラー8への入射光とポリゴンミラー8より後方の走査レンズ系(この例ではfθレンズ9と長尺レンズ10にあたる)の光軸Axとのなす角度をθとしたとき、おおよそ
40°<θ≦90°
となるように設定されることが多い。その理由は、光路を平面的にレイアウトをしようとした時に、ポリゴンミラー8の後に配置されるfθレンズ8の外形部やその支持部にポリゴンミラー8への入射光が干渉しないように設定する必要や、主走査方向の有効書込幅の最大限の確保、レーザ発振ユニット6の大きさや配置、交換性等を考慮したレイアウト上の制約などがあるためである。
【0005】
比較的大きめのθを設定すると、ポリゴンミラー8の回転に伴う光路長の変化、すなわちサグの光軸Axに対する非対称性が大きくなる。これは主走査の像面の傾きや像面湾曲を大きくし、感光体12上におけるビーム径の均一化に対し悪影響を及ぼす。またfθ特性や左右倍率誤差、倍率誤差偏差についても同様であるし、シェーディングという主走査方向の像面光量分布のむらも光学系の方式によっては大きくなりやすい。そのため、図14に示す平面図において、θは約60°であるが、現実の光走査装置における望ましいθはおおよそ
θ<70°
である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで近年、光走査装置において、上記の様々な問題を回避するために光源(レーザ発振ユニット)6とポリゴンミラー8の中間に入射光を反射し方向を変えるための折り返しミラー(以下入射ミラーと言う)を装備するものが増加してきている。代表的な例について以下に説明する。図1、図2は入射ミラーMを装備する光走査装置の一例を示す。図1が平面図、図2が断面図である。この例の特徴はポリゴンミラー8に到達する光束が走査光学系の略光軸方向から入射していることである。
【0007】
このようにポリゴンミラー8に入射させることで、光学的に走査光学系光軸Axに対しほぼ軸対称となるので上記の様々な問題を回避するのに好都合である。そのために入射ミラーMが走査光学系光軸Axの近傍に配置されており、そのためレーザ発振ユニット6やシリンダレンズ7のレイアウトは、図14、図15の例に比べて比較的自由度の高い設計を行うことができる。
【0008】
ただし、図2に示す断面図を図15のそれと比較すると、副走査断面方向には光路が平面状にできないためにレイアウトが複雑になっており、この点については設計および光学評価はより困難であり、光学ハウジング3や光学素子の固定部材などの部品コストなど上昇する等という問題もある。
【0009】
もう一例として、以下に別の理由で入射ミラーを採用している例を挙げる。近来、画像形成装置のカラー化に伴い、特許第2725067号のように4連タンデム型配置に代表されるような複数の感光体に走査光を入射するものが考案、商品化されてきている。このようなタンデム型の画像形成部に対応する走査光学系として前記特許第2725067号の中でも記述されているが、もっともコストの高い部品のひとつであるポリゴンモータをできるだけ共通使用し、走査光学系の低コスト化、コンパクト化、および簡素化による高信頼性の確保などを図ろうとする考案や実施商品が増加している。
【0010】
図3、図4に感光体が二つ(図の12a、12b)のカラー画像形成装置の例を示す。カラー画像は一般にブラック、マゼンダ、イエロー、シアンの4つのトナー像を重ね合わせて形成される。この例では二つの感光体12a、12bが設置されており、それらに対応する二つの光束の光路がある。まず感光体12aに到達する第一の光路について説明すると、レーザ発振ユニット6aから射出された光束がシリンダレンズ7aを通ってポリゴンミラー8に照射される。また感光体12bに到達する第二の光路については、レーザ発振ユニット6bから射出された光束がシリンダレンズ7bを通過した後、入射ミラーMにて折り返され、ポリゴンミラー8に照射される。
【0011】
ここで、図示はしていないが、副走査断面方向でのこれらの配置は、レーザ発振ユニット6aからポリゴンミラー8までの第一の光路は水平よりやや下向きに傾くように配置されており、レーザ発振ユニット6bからポリゴンミラー8までの第二の光路は水平よりやや上向きに傾くように配置されている。二つの光路はポリゴンミラー8の反射点で略一致し、その後方で再び副走査方向に分離する。そしてfθレンズ9内は2つの光路が通るようになっている。その後、第一の光路の光ビームはミラー13a、長尺レンズ10a、ミラー14、防塵ガラス11aを通過し、左側の感光体12aに至る。第二の光路の光ビームは長尺レンズ10b、ミラー13b、防塵ガラス11bを通過し、右側の感光体12bに至る。
【0012】
まず第一の光ビームにて感光体12a上に静電潜像が形成され、ブラック現像部15aにてトナー像が作像される。また、これに一定の間隔を置いて第二の光ビームにて感光体12b上に静電潜像が形成され、マゼンダ現像部15bにてマゼンダのトナー像が作像される。この二つのトナー像は中間転写ベルト17上に位置が合うように転写される。次に再び第一の光ビームにて感光体12aにイエローの静電潜像が形成され、イエロー現像部16aにてトナー像が作像される。同じく、これに一定の間隔を置いて第二の光ビームにて感光体12b上にシアン現像部16bにてシアンのトナー像が作像される。中間転写ベルト17は先の工程のあと一回転し、これら二色のトナー像が先に転写された二色の上に重ね合わせて転写される。このようにして形成されたカラー画像は二次転写部18にて転写紙に転写され、ハードコピーが得られる。
【0013】
図5に従来多く行われている入射ミラーMの支持方法を示す。一般にミラーの反射面の姿勢を3次元的に決定するためには、任意の三点を反射面に当接させて付勢すればよい。この例では光学ハウジング3に設置された当接部21、22、23によって付勢されている。入射ミラーMの副走査断面方向から見た傾きβを決定するのは、この図で見て上下に並んで配置された当接部21、22のそれぞれの位置精度である。また主走査断面方向から見た傾きαを決定するのは当接部21、22に対する当接部23の位置精度である。
【0014】
また、入射ミラーMのこの図で見た上下方向の位置決めは、やはり先述の当接部21、22、23と同様に光学ハウジング3に設置された二カ所の当接部25での突き当てによりなされる。ただしこの上下方向の位置決めは、入射ミラーMの端面に対してなされ、要求される位置精度という点では先述の三点を当接させてミラーMの反射面の姿勢を付勢する場合と比較して1オーダー低い公差設定も可能である。これらの当接部21〜23、25により付勢された入射ミラーMを支持、押圧する板バネ等の二つの付勢部材24が前後の当接部に対応して設置されている。ここでは省略するが前後方向の位置決めについても上述のように行えばよい。
【0015】
さて、入射ミラーMを用いる走査光学系における入射ミラーMの副走査方向の傾きβに関する問題について以下に述べる。図6に示すように入射ミラーMが本来設定された姿勢−ここでは垂直−からΔβだけ傾いたとする。するとミラーにおける反射の法則により、入射ミラーMからポリゴンミラー8に達する光束は2Δβ傾く。当接部21と22のスパンをL0、これらの位置精度をΔとすると
Δβ=tan^−1(Δ/L0)
となる。なお、以下の説明で^は巾乗を示す。
【0016】
ここで、L0は入射ミラーMのコストや設置するためのスペースの関係から10mm程度が多く、Δは光学ハウジングの量産可能な加工精度から最小限に見積もっても0.03mmであるので、Δβの実力は
Δβ≧tan^−1(0.03/10)
=0.17(degree)・・・・▲1▼
となる。
【0017】
図7、図8にて入射ミラーMのΔβの及ぼす影響について述べる。入射ミラーMとポリゴンミラー8間の光路長をL1とすると、上記Δβによるポリゴンミラー8の反射点の副走査方向のズレh1は
h1=L1×tan(2Δβ)
となる。ポリゴンミラー8にて反射した光束はやはり2Δβの傾きを持ち、副走査方向のズレは、長尺レンズ10の第二面に到達するときにはh2となる。光偏向装置5から前記走査レンズ10の最終面までの光路長をL2とすると
h2=h1+L2×tan(2Δβ)
=(L1+L2)tan(2Δβ)
である。
【0018】
ところで、h2はおおよそ0.5mm未満に押さえないと、各種光学性能が狙いから大きく外れてしまうことが光学計算上および経験的に分かっている。そこで、上式にこの数値を代入すると
(L1+L2)tan(2Δβ)<0.5
となると都合がよいことになる。これをΔβについて解くと
Δβ<tan^−1{1/2(L1+L2)}
実際に設計されたある走査光学系の値として、L1=60mm、L2=160mmを用いると
1/2(L1+L2)=1/2(60+160)
=2.27×10^−3
であり、
Δβ<tan^−1(2.27×10^−3)
=0.13(degree)・・・・▲2▼
となる。
【0019】
▲1▼式と▲2▼式を比較すると、実際の量産工程を考慮したときに入射ミラーMのΔβを問題のない範囲に押さえ込むことが困難であるということになる。そのためΔの位置精度をたとえば0.01mm程度の工程能力のでない高精度な設定にする必要があり、光学性能確保のために光学ハウジングの局所的な寸法管理などの労力を費やす必要があった。また、光学性能がΔβにより敏感に影響されるということは、光学ハウジング内外の温度上昇に代表される環境変動に対しても好ましくなく、光学ハウジングの熱膨張や熱変形に伴う走査光光学特性の低下がより大きな問題となる可能性がある。
【0020】
本発明は、上記問題を鑑み、適用する走査光学系の光路長や副走査横倍率に応じて入射ミラーの副走査方向の回転位置精度を効果的に保つように入射ミラーの副走査方向位置決めスパンの寸法設定が可能となる光走査装置の製造方向及び前記走査装置並びに画像形成装置を提供することを目的とする。
【0021】
【課題を解決するための手段】
第1の手段は上記目的を達成するために、光源と前記光源の出射光を偏向する光偏向装置の間に、前記光源、光偏光装置の間の光路を折り返すための入射ミラーを備えるとともに、前記光偏光装置と被走査媒体の間に1つ以上の走査光学素子を備えた光走査装置の製造方法において、
L0を前記入射ミラーの副走査方向の位置決めスパン、L1を前記入射ミラーの反射点から前記光偏向装置までの光路長、L2を前記光偏向装置から前記走査光学素子最終面までの光路長としたときに、
L0/(L1+L2)
を量産限界の寸法精度から規定して製造することを特徴とする。
【0022】
第2の手段は、第1の手段において、前記量産限界の寸法精度が0.03mmであることを特徴とする。
【0023】
第3の手段は、光源と前記光源の出射光を偏向する光偏向装置の間に、前記光源、光偏光装置の間の光路を折り返すための入射ミラーを備えるとともに、前記光偏光装置と被走査媒体の間には1つ以上の走査光学素子を備えた光走査装置において、
以下の式を満足することを特徴とする光走査装置。
【0024】
L0/(L1+L2)>0.06mm
ここで
L0:前記入射ミラーの副走査方向の位置決めスパン
L1:前記入射ミラーの反射点から前記光偏向装置までの光路長
L2:前記光偏向装置から前記走査光学素子最終面までの光路長
第4の手段は上記目的を達成するために、光源と前記光源の出射光を偏向する光偏向装置の間に、前記光源、光偏光装置の間の光路を折り返すための入射ミラーを備えるとともに、前記光偏光装置と被走査媒体の間には1つ以上の走査光学素子を備えた光走査装置において、
以下の式を満足することを特徴とする光走査装置。
【0025】
|1/m|×(L0/L1)>0.3mm
ここで、
L0:前記入射ミラーの副走査方向の位置決めスパン
L1:前記入射ミラーの反射点から前記光偏向装置までの光路長
m:前記走査光学系全体の副走査方向の横倍率
第5の手段は、第1、第2の手段において、主走査断面方向から見て前記光偏向装置に到達する光束が走査光学系の略光軸方向から入射することを特徴とする。
【0026】
第6の手段は、第1、第2の手段において、主走査断面方向から見て前記光偏向装置への入射光と前記光偏向装置より後方の走査レンズ系の光軸とのなす角度をθとしたとき、
30°<θ<100°
であるとともに、
ハウジング内に複数の走査光を射出するための光路が配設されており、前記複数の光路同士が副走査断面方向に見て光路の途中で一回以上交叉することを特徴とする。
【0027】
第7の手段は、第1、第2の手段において、主走査断面方向から見て前記光偏向装置への入射光と前記光偏向装置より後方の走査レンズ系の光軸とのなす角度をθとしたとき、
30°<θ<100°
であるとともに、
ハウジング内に複数の走査光を射出するための光路が配設されており、前記複数の光路が副走査断面方向に見て略平行に積層されていることを特徴とする。
【0028】
第8の手段は、第1ないし第5の手段において、前記光偏向装置へ入射する光束の副走査方向の角度を調整するために前記入射ミラーを回動する部材を備えたことを特徴とする。
【0029】
第9の手段は、第8の手段において、前記入射ミラーを回動する部材は、ステー部材であることを特徴とする。
【0030】
第10の手段は、第7の手段において、前記ステー部材は、回動軸が前記入射ミラー反射点を略通過するように構成されていることを特徴とする。
【0031】
第11の手段は、第8ないし第10の手段において、レバー部材の角度を調整して前記入射ミラーの副走査方向の角度を調整することを特徴とする。
【0032】
第12の手段は、第8ないし第11の手段において、前記入射ミラーは、2つの支点により反射面を支持され、かつ前記2つの支点のまわりに回動可能であることを特徴とする。
【0033】
第13の手段は、第12の手段において、前記2つの支点を結ぶ回動の軸は、前記入射ミラー反射点を略通過するように構成されていることを特徴とする。
【0034】
第14の手段は、第3ないし第13の手段に係る光走査装置と、前記光走査装置によって書き込まれた潜像を顕像化する画像形成手段とから画像形成装置を構成したことを特徴とする。
【0035】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。ここで、図1と図2、図3と図4及び図8は本発明に係る光走査装置を示すが、その構成について既に説明したので、ここでは詳細な説明は省略する。
【0036】
第一の実施形態について説明する。上述で導出された二つの式、
Δβ=tan^−1(Δ/L0)
Δβ<tan^−1{1/2(L1+L2)}
からΔβを取り除き、両辺にtanをかけると、
Δ/L0<1/2(L1+L2)
となる。
【0037】
変形すると
L0/(L1+L2)>2Δ
ここで、Δに先に述べた量産限界の寸法精度である0.03mmを代入すると
L0/(L1+L2)>0.06(mm) ・・・▲3▼
この▲3▼式に当てはまるように当接部21と22のスパンL0を設定することで本発明における課題を満足することができるようになる。一例として上記で用いた数字としてL1=60mm、L2=160mmを▲3▼式に入れると、
L0>13.2(mm)
という結果が出る。この例の光学系においてはL0を14mm、入射ミラーMの副走査方向の幅は、当接位置を上下両端から各1mm内側に確保するとして、16mm幅にすれば十分であると思われる。
【0038】
別の実施形態について図7、図8を参照して述べる。ここではまず、走査光学系の副走査横倍率mに着目する。
【0039】
L:ポリゴンミラー8から感光体の像面までの光路長
a:ポリゴンミラー8から走査光学系副走査主点位置までの光路長
b:走査光学系副走査主点位置から感光体の像面までの光路長
とすると、L=a+b、副走査横倍率mは
m=−b/a
と定義される。像面における光束の副走査方向のズレをhとする。図9において、ポリゴンミラー反射点の副走査方向のズレh1は、先の実施形態の説明でしたように
h1=L1×tan(2Δβ)
であるので
h=h1×|m|
=L1×tan(2Δβ)×|
≒L1×(2Δ/L0)×||
上式を変形する/
|1/m|×(L0/L1)=2Δ/h
ここで、Δに先に述べた量産限界の寸法精度である0.03mmを、hに許される最大の値として従来の走査光学系での経験より、0.2mmを代入すると
|1/m|×(L0/L1)>0.3(mm) ・・・▲4▼
この▲4▼式に当てはまるように当接部21と22のスパンL0を設定することで本考案における課題を満足することができるようになる。一例として上記で用いた数字としてm=1.0、L1=60mmを▲3▼式に入れると、
L0>18(mm)
という結果が出る。この例の光学系においてはL0を19mm、入射ミラーMの副走査方向の幅は、当接位置を上下両端から各1mm内側に確保するとして、21mm幅にすれば十分であると思われる。
【0040】
上記二つの実施形態とは逆に、コストやスペースの関係で十分なL0が確保できない場合は、上記β方向の回転調整を行う必要がある。その場合の具体的ないくつかの方式を以下に述べる。図10に入射ミラーMのβ方向の回転調整方式の一例を示す。この例では、光学ハウジング3に設置された当接部22、23を通過する回転軸Ax1のまわりに入射ミラーMはβ方向に回転する。回転調整は、反射面当接部の残りの一つを先端に持つ調節ネジ26を回すことにより、入射ミラーMの上方の位置を動かして行われる。これらの当接部22、23により付勢された入射ミラーMを支持、押圧する板バネ等の二つの付勢部材24が前後の当接部22、23に対応して設置されているのは図5の例と同様である。
【0041】
図11に入射ミラーMのβ方向の回転調整方式の別の例を示す。この例では入射ミラーMは、板金で形成されたステー部材27により保持、付勢されている。ステー部材27は水平断面がコの字型に折り曲げられ、両側面に計三カ所の当接部27aが形成され、入射ミラーMを付勢している。その保持、固定は入射ミラーMの両端の背面を押圧するように力を加えるような板バネ等で形成された付勢部材28により行われる。
【0042】
ステー部材27は回転軸Ax2のまわりに回動できるような軸27bを両端に装備し、それらを保持する軸受け29が光学ハウジング3に設置されており、入射ミラーMのβ方向の調整が行えるようになっている。ステー部材27の一端にはレバー部材30が形成され、調節ネジ26がレバー部材30の先端の穴に組み付けられる。調節ネジ26は光学ハウジング3に設置されたネジボス32にねじ込まれ、コイルスプリング33によって軸方向の初期応力がレバー部材30にかかっている。調節ネジ26を回転させることにより、レバー部材30の先端が上下し、ステー部材27に保持された入射ミラーMはβ方向の回転調整が行われる。
【0043】
この例では、レバー部材30の長さを変えることで調節ネジ26の回転と入射ミラーMのβ方向の回転の調整度合いの比を自在に設定できる。そのため微妙な調整が行いやすいようにレバー比を設定することも容易にできる。また、調節ネジ26の設置姿勢を垂直にできるので調整作業がやりやすくなる。またこの例において、図10のように回転軸Ax2が入射ミラー反射点を通過するように設定してあると、β方向の回転調整をした際に光路長の変化が起こらないので好都合である。
【0044】
図12、図13に入射ミラーMのβ方向の回転調整方式の別の例を示す。この例では、光学ハウジング3に設置された当接部22、23の先端の支点22a、23aを通過する回転軸Ax3のまわりに入射ミラーMはβ方向に回転する。入射ミラーMの背面には、L字型に形成されたレバー部材34が装備されている。調節ネジ26、ネジボス32、コイルスプリング33という要素にて構成され、回転調整が行えるようになっている点は図11の例と同様である。入射ミラーMの両端に付勢部材35が当接部22、23に対応して設置される。
【0045】
図13は図12の側面図を示し、付勢部材35が入射ミラーMの背面および上下の三方から支持、押圧している。当然この例においても、回転軸Ax3が入射ミラー反射点を通過するように設定してあると、β方向の回転調整をした際に光路長の変化が起こらないので好都合である。この例は、ここまでの例の中で比較的簡易な構成でβ方向の回転調整を実現しつつ、光路長の変化も起こらないので、低コストで信頼性のある調整方式が提供できる。
【0046】
ここまでの発明は、図1、図2や図3、図4のように入射ミラーMを用いる光走査装置に適用できることは言うまでもなく、その他一つの光走査装置の中に複数の走査光を射出するための光路が配設されており、特第2725067号のなかでも記述されているような、複数の光路が副走査断面方向に見て略平行に積層されているような構成においても有効なのはもちろんである。本発明は入射ミラーMを用いる全ての光走査装置に有効である。
【0047】
なお、この実施形態では、特に図示していないが、これらの光走査装置は電子写真方式の画像形成装置の画像データ入力手段として使用される。すなわち、図示しない感光体に前記光走査装置によって光書き込みを行い、モノクロあるいはカラーあるいはフルカラーで潜像を前記感光体に書き込み、トナー現像して顕像化し、顕像化された画像と記録媒体、例えば用紙に転写して画像として出力する。このような形式の画像形成装置自体は公知なので、ここでの詳細な説明は省略する。
【0048】
【発明の効果】
以上説明したように請求項1ないし3記載の発明によれば、適用する走査光学系の光路長に応じて入射ミラーの副走査方向の回転位置精度を効果的に保つような入射ミラーの副走査方向位置決めスパンの寸法設定が可能となり、各種光学性能の低下をもたらす副走査方向の回転を未然に防止することができる。
【0049】
請求項4記載の発明によれば、適用する走査光学系の光路長と副走査横倍率に応じて入射ミラーの副走査方向の回転位置精度を効果的に保つような入射ミラーの副走査方向位置決めスパンの寸法設定が可能となり、各種光学性能の低下をもたらす副走査方向のを未然に防止することができる。
【0050】
請求項5記載の発明によれば、その搭載される光走査装置が、近来の光走査装置にてよく見られるところの主走査断面方向から見てポリゴンミラーに到達する光束が走査光学系の略光軸方向から入射している形式であるので、本発明の効果がそれぞれ非常に有効に作用し、良好な光学性能を得ることができる。
【0051】
請求項6記載の発明によれば、その搭載される光走査装置が、複数の光路同士が副走査断面方向に見て光路の途中で一回以上交叉するような光走査装置である形式であるので、本発明の発明がそれぞれ非常に有効に作用し、良好な光学性能を得ることができる。そのため高品質なカラー画像を提供することができる。
【0052】
請求項7記載の発明によれば、その搭載される光走査装置が、複数の光路が副走査断面方向に見て略平行に積層されている光走査装置であるので、本発明の効果がそれぞれ非常に有効に作用し、良好な光学性能を得ることができる。そのため高品質なカラー画像を提供することができる。
【0053】
請求項8及び9記載の発明によれば、光偏向装置へ入射する光束の副走査位置の角度を調整できるので、コストやスペースの関係で入射ミラーの副走査方向位置決めスパンが長く取れないときに副走査方向の回転調整を可能とし、各種光学性能の低下を防止することができる。
【0054】
請求項10記載の発明によれば、ステー部材の回動軸が入射ミラー反射点を略通過するように構成されているので、副走査方向の回転調整をした際に光路長の変化が起こらないので好都合である。
【0055】
請求項11記載の発明によれば、レバー部材の設置角度を調整させることで入射ミラーが回動して、ポリゴンミラーへ入射する光束の副走査位置の移動ができるので、レバーの長さを変えることで調節ネジの回転と入射ミラーの副走査方向の回転の調整度合いの比を自在に設定でき、微妙な調整が行いやすいようにできる。また、調節ネジの設置姿勢を垂直にできるので調整作業がやりやすくなる。
【0056】
請求項12記載の発明によれば、入射ミラーが2つの支点により反射面を支持され、かつ前記2つの支点のまわりに回動が行える機構を持つので、比較的簡易な構成で副走査方向の回転調整を実現することができる。
【0057】
請求項13記載の発明によれば、2つの支点を結ぶ回動軸が入射ミラー反射点を略通過するように構成されているので、副走査方向の回転調整をした際に光路長の変化が起こらないので好都合である。
【0058】
請求項14記載の発明によれば、請求項3ないし13記載の発明の効果を奏する画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る光走査装置の一実施形態を示す平面図である。
【図2】図1の光走査装置を示す側面断面図である。
【図3】本発明に係る光走査装置の他の実施形態を示す平面図である。
【図4】図3の光走査装置を示す側面断面図である。
【図5】従来の入射ミラー保持部材を示す斜視図である。
【図6】図5の入射ミラーの反射角度のずれを示す説明図である。
【図7】入射ミラーの回転ずれによる影響を示す説明図である。
【図8】本発明に係る光走査装置を示す説明図である。
【図9】図8の入射ミラーの回転ずれによる影響を示す説明図である。
【図10】本発明に係る入射ミラー保持部材の一例を示す斜視図である。
【図11】本発明に係る入射ミラー保持部材の他の例を示す斜視図である。
【図12】本発明に係る入射ミラー保持部材のさらに他の例を示す斜視図である。
【図13】図12の入射ミラー保持部材を示す側面図である。
【図14】従来の光走査装置を示す平面図である。
【図15】図14の光走査装置を示す側面断面図である。
【符号の説明】
6 光源(レーザ発振ユニット)
8 ポリゴンミラー
M 入射ミラー
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention manufactures an optical scanning device including an incident mirror for folding an optical path between a light source and an optical polarizing device between a light source and an optical deflecting device that deflects light emitted from the light source, and manufactures the optical scanning device. The present invention relates to a method and an image forming apparatus including the optical scanning device.
[0002]
[Prior art]
Such an optical scanning device is disclosed in, for example, JP-A-2000-180773 and JP-A-9-281419. First, FIGS. 14 and 15 show an example of an optical scanning device used in an image forming apparatus such as a printer, a copying machine, and a facsimile, which are often used in the related art. FIG. 14 is a plan view, and FIG. 15 is a sectional view. The optical scanning device 2 located inside the image forming apparatus 1 includes an optical housing 3 for mounting an optical element at a predetermined position, and a housing cover that shields the inside of the optical housing 3 from the outside and performs a dustproof and soundproof function. 4, a light deflecting device (hereinafter, polygon motor) 5 using a rotating polygon mirror 8, a laser oscillation unit 6, and a plurality of optical elements.
[0003]
The light beam emitted from the laser oscillation unit 6 passes through a cylinder lens 7 and is applied to a rotating polygon mirror (hereinafter, polygon mirror) 8. After that, the light beam reflected by the polygon mirror 8 passes through the fθ lens 9 and the long lens 10, passes through the dustproof glass 11, and reaches the photosensitive member 12. When the light beam scans the surface of the photoconductor 12 linearly with the rotation of the polygon mirror 8, an electrostatic latent image is formed on the photoconductor 12, and an image is formed through an image forming process.
[0004]
Here, the light incident on the polygon mirror 8 and the scanning lens system behind the polygon mirror 8 (the fθ lens 9 and the long lens 10 in this example) when viewed from the direction of the plan view shown in FIG. ) And the optical axis Ax is θ, approximately
40 ° <θ ≦ 90 °
It is often set to be. The reason is that, when the optical path is to be laid out in a plane, it is necessary to set so that the light incident on the polygon mirror 8 does not interfere with the external portion of the fθ lens 8 disposed after the polygon mirror 8 and its supporting portion. Also, there are restrictions on the layout in consideration of the maximum effective writing width in the main scanning direction, the size and arrangement of the laser oscillation unit 6, the exchangeability, and the like.
[0005]
If a relatively large θ is set, the change in the optical path length due to the rotation of the polygon mirror 8, that is, the asymmetry of the sag with respect to the optical axis Ax increases. This increases the inclination and curvature of the image plane in the main scanning, and adversely affects the uniformity of the beam diameter on the photoconductor 12. The same applies to the fθ characteristic, the lateral magnification error, and the magnification error deviation, and the unevenness of the image plane light amount distribution in the main scanning direction called shading tends to increase depending on the type of the optical system. Therefore, in the plan view shown in FIG. 14, θ is about 60 °, but the desired θ in the actual optical scanning device is approximately
θ <70 °
It is.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In recent years, in an optical scanning device, a folding mirror (hereinafter, referred to as an incident mirror) for reflecting incident light and changing its direction between a light source (laser oscillation unit) 6 and a polygon mirror 8 in order to avoid the above various problems. ) Is increasing. A typical example will be described below. 1 and 2 show an example of an optical scanning device equipped with an incident mirror M. FIG. 1 is a plan view, and FIG. 2 is a sectional view. The feature of this example is that the light beam reaching the polygon mirror 8 is incident from substantially the optical axis direction of the scanning optical system.
[0007]
By causing the light to enter the polygon mirror 8 in this manner, it becomes optically substantially axially symmetric with respect to the optical axis Ax of the scanning optical system, so that it is convenient to avoid the various problems described above. For this purpose, the incident mirror M is arranged near the optical axis Ax of the scanning optical system. Therefore, the layout of the laser oscillation unit 6 and the cylinder lens 7 is designed to have a relatively high degree of freedom as compared with the examples shown in FIGS. It can be performed.
[0008]
However, comparing the cross-sectional view shown in FIG. 2 with that of FIG. 15, the layout is complicated because the optical path cannot be made flat in the sub-scanning cross-sectional direction, and design and optical evaluation are more difficult in this regard. In addition, there is a problem that the cost of parts such as the optical housing 3 and the fixing member of the optical element increases.
[0009]
As another example, an example in which an incident mirror is employed for another reason will be described below. 2. Description of the Related Art In recent years, with the colorization of image forming apparatuses, a type in which scanning light is incident on a plurality of photosensitive members typified by a quadruple tandem arrangement as in Japanese Patent No. 2725067 has been devised and commercialized. Japanese Patent No. 2725067 describes a scanning optical system corresponding to such a tandem type image forming unit. However, a polygon motor which is one of the most expensive parts is commonly used as much as possible, and The number of products designed and implemented to secure high reliability through cost reduction, compactness, and simplification is increasing.
[0010]
3 and 4 show an example of a color image forming apparatus having two photoconductors (12a and 12b in the figure). A color image is generally formed by superimposing four toner images of black, magenta, yellow, and cyan. In this example, two photoconductors 12a and 12b are provided, and there are two light paths corresponding to them. First, a first optical path reaching the photoconductor 12a will be described. A light beam emitted from the laser oscillation unit 6a is applied to the polygon mirror 8 through the cylinder lens 7a. In the second optical path reaching the photoreceptor 12b, a light beam emitted from the laser oscillation unit 6b passes through the cylinder lens 7b, is turned back by the incident mirror M, and is irradiated on the polygon mirror 8.
[0011]
Here, although not shown, these arrangements in the sub-scanning section direction are such that the first optical path from the laser oscillation unit 6a to the polygon mirror 8 is arranged so as to be inclined slightly downward from the horizontal. The second optical path from the oscillating unit 6b to the polygon mirror 8 is disposed so as to be slightly inclined upward from horizontal. The two optical paths substantially coincide at the reflection point of the polygon mirror 8, and are separated again in the sub-scanning direction behind the two optical paths. In the fθ lens 9, two optical paths pass. Thereafter, the light beam on the first optical path passes through the mirror 13a, the long lens 10a, the mirror 14, and the dustproof glass 11a, and reaches the photoconductor 12a on the left side. The light beam on the second optical path passes through the long lens 10b, the mirror 13b, and the dust-proof glass 11b, and reaches the photoconductor 12b on the right side.
[0012]
First, an electrostatic latent image is formed on the photoconductor 12a by the first light beam, and a toner image is formed by the black developing unit 15a. An electrostatic latent image is formed on the photoreceptor 12b by the second light beam at a predetermined interval, and a magenta toner image is formed by the magenta developing unit 15b. These two toner images are transferred onto the intermediate transfer belt 17 so as to be aligned. Next, a yellow electrostatic latent image is formed on the photoconductor 12a again by the first light beam, and a toner image is formed in the yellow developing unit 16a. Similarly, at a predetermined interval, a cyan toner image is formed on the photoconductor 12b by the cyan developing unit 16b with the second light beam. The intermediate transfer belt 17 makes one rotation after the previous process, and these two-color toner images are superimposed and transferred on the two colors previously transferred. The color image formed in this way is transferred to a transfer sheet at the secondary transfer unit 18, and a hard copy is obtained.
[0013]
FIG. 5 shows a conventional method of supporting the incident mirror M which is often performed. Generally, in order to determine the attitude of the reflecting surface of the mirror in a three-dimensional manner, any three points may be brought into contact with the reflecting surface and biased. In this example, it is urged by the contact portions 21, 22, and 23 installed in the optical housing 3. The inclination β of the incident mirror M viewed from the sub-scanning cross section direction is determined by the positional accuracy of the contact portions 21 and 22 arranged vertically above and below as viewed in FIG. It is the positional accuracy of the contact portion 23 with respect to the contact portions 21 and 22 that determines the inclination α as viewed from the main scanning section direction.
[0014]
The vertical positioning of the entrance mirror M as seen in this figure is also achieved by abutting at two contact portions 25 provided on the optical housing 3 similarly to the contact portions 21, 22, and 23 described above. Done. However, this vertical positioning is performed with respect to the end face of the entrance mirror M, and in terms of required positional accuracy, compared with the case where the above-mentioned three points are brought into contact and the attitude of the reflecting surface of the mirror M is urged. It is possible to set a tolerance one order lower. Two urging members 24, such as leaf springs, which support and press the incident mirror M urged by the contact portions 21 to 23 and 25, are provided corresponding to the front and rear contact portions. Although omitted here, the positioning in the front-back direction may be performed as described above.
[0015]
Now, a problem regarding the inclination β of the incident mirror M in the sub-scanning direction in the scanning optical system using the incident mirror M will be described below. As shown in FIG. 6, it is assumed that the incidence mirror M is tilted by Δβ from the originally set posture, here, perpendicular. Then, the light flux reaching the polygon mirror 8 from the entrance mirror M is inclined by 2Δβ according to the law of reflection at the mirror. Assuming that the span of the contact portions 21 and 22 is L0 and their positional accuracy is Δ
Δβ = tan ^ -1 (Δ / L0)
It becomes. In the following description, ^ indicates a power.
[0016]
Here, L0 is often about 10 mm because of the cost of the entrance mirror M and the space for installation, and Δ is 0.03 mm at least estimated from the processing accuracy that enables mass production of the optical housing. Ability
Δβ ≧ tan ^ -1 (0.03 / 10)
= 0.17 (degree) ··· (1)
It becomes.
[0017]
The effect of Δβ of the incident mirror M will be described with reference to FIGS. Assuming that the optical path length between the incident mirror M and the polygon mirror 8 is L1, the deviation h1 in the sub-scanning direction of the reflection point of the polygon mirror 8 due to the above Δβ is
h1 = L1 × tan (2Δβ)
It becomes. The light beam reflected by the polygon mirror 8 also has an inclination of 2Δβ, and the deviation in the sub-scanning direction becomes h2 when it reaches the second surface of the long lens 10. If the optical path length from the light deflecting device 5 to the final surface of the scanning lens 10 is L2,
h2 = h1 + L2 × tan (2Δβ)
= (L1 + L2) tan (2Δβ)
It is.
[0018]
By the way, it has been empirically and empirically known that various optical performances largely deviate from a target unless h2 is set to less than about 0.5 mm. So, substituting this number into the above equation
(L1 + L2) tan (2Δβ) <0.5
Would be convenient. Solving this for Δβ gives
Δβ <tan {-1} 1/2 (L1 + L2)}
When L1 = 60 mm and L2 = 160 mm are used as values of a scanning optical system actually designed.
1/2 (L1 + L2) = 1/2 (60 + 160)
= 2.27 × 10 ^ -3
And
Δβ <tan ^ -1 (2.27 × 10 ^ -3)
= 0.13 (degree) ··· (2)
It becomes.
[0019]
Comparing Equations (1) and (2), it is difficult to suppress Δβ of the incident mirror M to a range where there is no problem when considering the actual mass production process. For this reason, it is necessary to set the position accuracy of Δ to a high accuracy that does not have a process capability of, for example, about 0.01 mm, and it is necessary to spend labor such as local dimensional management of the optical housing to secure optical performance. In addition, the fact that the optical performance is sensitively affected by Δβ is not preferable for environmental fluctuations, such as a temperature rise inside and outside the optical housing, and the scanning light optical characteristics due to thermal expansion and thermal deformation of the optical housing. Degradation can be a bigger problem.
[0020]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and has been made in consideration of an optical path length and a sub-scanning lateral magnification of a scanning optical system to be applied. It is an object of the present invention to provide a manufacturing direction of an optical scanning device capable of setting dimensions of the optical scanning device, the scanning device, and an image forming apparatus.
[0021]
[Means for Solving the Problems]
The first means, in order to achieve the above object, between the light source and a light deflecting device that deflects the light emitted from the light source, the light source, with an incident mirror for folding the optical path between the light polarizing device, In a method for manufacturing an optical scanning device comprising one or more scanning optical elements between the light polarizing device and the medium to be scanned,
L0 is the positioning span of the incident mirror in the sub-scanning direction, L1 is the optical path length from the reflection point of the incident mirror to the optical deflector, and L2 is the optical path length from the optical deflector to the final surface of the scanning optical element. sometimes,
L0 / (L1 + L2)
Is defined based on the dimensional accuracy of the mass production limit.
[0022]
A second means is the first means, wherein the dimensional accuracy of the mass production limit is 0.03 mm.
[0023]
The third means includes, between a light source and a light deflecting device for deflecting the light emitted from the light source, an incident mirror for turning an optical path between the light source and the light polarizing device, and the light polarizing device and the scanning target. An optical scanning device comprising one or more scanning optical elements between media,
An optical scanning device characterized by satisfying the following expression.
[0024]
L0 / (L1 + L2)> 0.06 mm
here
L0: positioning span of the incident mirror in the sub-scanning direction
L1: optical path length from the reflection point of the incident mirror to the light deflector
L2: optical path length from the light deflecting device to the final surface of the scanning optical element
The fourth means, in order to achieve the above object, between the light source and a light deflecting device that deflects the light emitted from the light source, the light source, with an incident mirror for folding the optical path between the light polarizing device, An optical scanning device comprising one or more scanning optical elements between the light polarizing device and the medium to be scanned,
An optical scanning device characterized by satisfying the following expression.
[0025]
| 1 / m | × (L0 / L1)> 0.3 mm
here,
L0: positioning span of the incident mirror in the sub-scanning direction
L1: optical path length from the reflection point of the incident mirror to the light deflector
m: lateral magnification of the entire scanning optical system in the sub-scanning direction
The fifth means is characterized in that, in the first and second means, a light beam reaching the light deflector as viewed from the main scanning section direction is incident substantially from the optical axis direction of the scanning optical system.
[0026]
A sixth means is that, in the first and second means, the angle between the light incident on the light deflector and the optical axis of the scanning lens system behind the light deflector when viewed from the main scanning section direction is θ. And when
30 ° <θ <100 °
And
An optical path for emitting a plurality of scanning lights is provided in the housing, and the plurality of optical paths intersect at least once in the optical path when viewed in the sub-scanning cross-sectional direction.
[0027]
A seventh means is that, in the first and second means, the angle between the light incident on the optical deflector and the optical axis of the scanning lens system rearward from the optical deflector when viewed from the main scanning section direction is θ. And when
30 ° <θ <100 °
And
An optical path for emitting a plurality of scanning lights is provided in the housing, and the plurality of optical paths are stacked substantially parallel to each other when viewed in the sub-scanning section direction.
[0028]
Eighth means is the first to fifth means, further comprising a member for rotating the incident mirror for adjusting an angle of a light beam incident on the light deflector in the sub-scanning direction. .
[0029]
A ninth means is the light emitting device according to the eighth means, wherein the member for rotating the incident mirror is a stay member.
[0030]
According to a tenth aspect, in the seventh aspect, the stay member is configured so that a rotation axis substantially passes through the incident mirror reflection point.
[0031]
According to an eleventh aspect, in the eighth to the tenth aspects, the angle of the incident mirror in the sub-scanning direction is adjusted by adjusting the angle of the lever member.
[0032]
A twelfth means is the light emitting device according to the eighth to eleventh means, wherein the incident mirror has a reflecting surface supported by two fulcrums and is rotatable around the two fulcrums.
[0033]
A thirteenth means is characterized in that, in the twelfth means, a rotation axis connecting the two fulcrums substantially passes through the incident mirror reflection point.
[0034]
A fourteenth means is characterized in that the image forming apparatus comprises the optical scanning device according to the third to thirteenth means, and an image forming means for visualizing a latent image written by the optical scanning device. I do.
[0035]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Here, FIG. 1 and FIG. 2, FIG. 3, FIG. 4 and FIG. 8 show the optical scanning device according to the present invention, but since the configuration has already been described, detailed description will be omitted here.
[0036]
A first embodiment will be described. The two equations derived above,
Δβ = tan ^ -1 (Δ / L0)
Δβ <tan {-1} 1/2 (L1 + L2)}
Is removed from, and tan is applied to both sides,
Δ / L0 <1/2 (L1 + L2)
It becomes.
[0037]
When deformed
L0 / (L1 + L2)> 2Δ
Here, 0.03 mm, which is the dimensional accuracy of the mass production limit described above, is substituted into Δ.
L0 / (L1 + L2)> 0.06 (mm) (3)
By setting the span L0 of the contact portions 21 and 22 so as to apply to the formula (3), the object of the present invention can be satisfied. As an example, when L1 = 60 mm and L2 = 160 mm are put into the equation (3) as the numbers used above,
L0> 13.2 (mm)
The result comes out. In the optical system of this example, L0 is 14 mm, and the width of the incident mirror M in the sub-scanning direction is considered to be sufficient if it is 16 mm, assuming that the contact position is 1 mm inside each of the upper and lower ends.
[0038]
Another embodiment will be described with reference to FIGS. Here, first, attention is paid to the sub-scanning lateral magnification m of the scanning optical system.
[0039]
L: optical path length from the polygon mirror 8 to the image plane of the photoconductor
a: optical path length from the polygon mirror 8 to the scanning optical system sub-scanning principal point position
b: optical path length from the sub-scanning principal point position of the scanning optical system to the image plane of the photoconductor
Then, L = a + b and the sub-scanning lateral magnification m is
m = -b / a
Is defined as The displacement of the light beam in the sub-scanning direction on the image plane is denoted by h. In FIG. 9, the displacement h1 of the polygon mirror reflection point in the sub-scanning direction is as described in the previous embodiment.
h1 = L1 × tan (2Δβ)
Because
h = h1 × | m |
= L1 × tan (2Δβ) × |
≒ L1 × (2Δ / L0) × ||
Transform the above formula /
| 1 / m | × (L0 / L1) = 2Δ / h
Here, 0.03 mm, which is the dimensional accuracy of the mass production limit described above, is substituted for Δ, and 0.2 mm is substituted from the experience of the conventional scanning optical system as the maximum value allowed for h.
| 1 / m | × (L0 / L1)> 0.3 (mm) ··· 4
By setting the span L0 of the contact portions 21 and 22 so as to apply to the formula (4), the problem in the present invention can be satisfied. As an example, when m = 1.0 and L1 = 60 mm are put into the equation (3) as the numbers used above,
L0> 18 (mm)
The result comes out. In the optical system of this example, L0 is 19 mm, and the width of the incident mirror M in the sub-scanning direction is considered to be sufficient if it is 21 mm, assuming that the contact position is 1 mm inward from both upper and lower ends.
[0040]
Contrary to the above two embodiments, when sufficient L0 cannot be secured due to cost and space, it is necessary to perform the rotation adjustment in the β direction. Some specific methods in that case are described below. FIG. 10 shows an example of a rotation adjustment method of the incident mirror M in the β direction. In this example, the incident mirror M rotates in the β direction around the rotation axis Ax1 passing through the contact portions 22 and 23 provided in the optical housing 3. Rotation adjustment is performed by moving an upper position of the entrance mirror M by turning an adjustment screw 26 having the other one of the reflection surface contact portions at its tip. Two urging members 24, such as leaf springs, which support and press the incident mirror M urged by these contact portions 22, 23, are installed corresponding to the front and rear contact portions 22, 23. This is similar to the example of FIG.
[0041]
FIG. 11 shows another example of the rotation adjustment method of the incident mirror M in the β direction. In this example, the entrance mirror M is held and urged by a stay member 27 formed of sheet metal. The stay member 27 is bent in a U-shape in horizontal section, and a total of three contact portions 27a are formed on both side surfaces to urge the incident mirror M. The holding and fixing are performed by an urging member 28 formed of a leaf spring or the like that applies a force so as to press the rear surfaces at both ends of the incident mirror M.
[0042]
The stay member 27 is provided at both ends with shafts 27b that can rotate around the rotation axis Ax2, and bearings 29 that hold them are installed in the optical housing 3 so that the β direction of the entrance mirror M can be adjusted. It has become. A lever member 30 is formed at one end of the stay member 27, and the adjusting screw 26 is assembled to a hole at the tip of the lever member 30. The adjusting screw 26 is screwed into a screw boss 32 provided on the optical housing 3, and an initial stress in the axial direction is applied to the lever member 30 by the coil spring 33. By rotating the adjusting screw 26, the tip of the lever member 30 is moved up and down, and the rotation of the incident mirror M held by the stay member 27 in the β direction is adjusted.
[0043]
In this example, by changing the length of the lever member 30, the ratio of the degree of adjustment between the rotation of the adjusting screw 26 and the rotation of the entrance mirror M in the β direction can be set freely. Therefore, it is possible to easily set the lever ratio so that fine adjustment can be easily performed. In addition, since the installation posture of the adjusting screw 26 can be made vertical, the adjustment work becomes easier. In this example, setting the rotation axis Ax2 so as to pass through the reflection point of the incident mirror as shown in FIG. 10 is advantageous because the optical path length does not change when the rotation adjustment in the β direction is performed.
[0044]
FIGS. 12 and 13 show another example of the rotation adjustment method of the incident mirror M in the β direction. In this example, the incident mirror M rotates in the β direction around the rotation axis Ax3 passing through the fulcrums 22a and 23a at the tips of the contact portions 22 and 23 installed in the optical housing 3. On the back surface of the entrance mirror M, an L-shaped lever member 34 is provided. It is the same as the example of FIG. 11 in that it is configured by the elements of the adjusting screw 26, the screw boss 32, and the coil spring 33 so that the rotation can be adjusted. At both ends of the entrance mirror M, biasing members 35 are installed corresponding to the contact portions 22 and 23.
[0045]
FIG. 13 shows a side view of FIG. 12, in which the urging member 35 is supported and pressed from the back of the entrance mirror M and from above and below. Of course, also in this example, if the rotation axis Ax3 is set so as to pass through the reflection point of the incident mirror, there is no change in the optical path length when the rotation in the β direction is adjusted, which is advantageous. In this example, since the rotation adjustment in the β direction is realized with a relatively simple configuration in the examples described so far, and the optical path length does not change, a low-cost and reliable adjustment method can be provided.
[0046]
Needless to say, the invention so far can be applied to an optical scanning device using an incident mirror M as shown in FIGS. 1, 2, 3 and 4, and a plurality of scanning lights are emitted into another optical scanning device. Is effective even in a configuration in which a plurality of optical paths are stacked substantially in parallel in the sub-scanning section direction as described in Japanese Patent Publication No. 2725067. Of course. The present invention is effective for all optical scanning devices using the entrance mirror M.
[0047]
In this embodiment, although not particularly shown, these optical scanning devices are used as image data input means of an electrophotographic image forming apparatus. That is, optical writing is performed on the photosensitive member (not shown) by the optical scanning device, a latent image is written in monochrome, color, or full color on the photosensitive member, developed with toner, and visualized. For example, it is transferred to paper and output as an image. Since the image forming apparatus of this type is known, a detailed description thereof will be omitted.
[0048]
【The invention's effect】
As described above, according to the first to third aspects of the present invention, the sub-scanning of the incident mirror which effectively keeps the rotational position accuracy of the incident mirror in the sub-scanning direction according to the optical path length of the scanning optical system to be applied. The dimension of the direction positioning span can be set, and rotation in the sub-scanning direction, which causes deterioration of various optical performances, can be prevented.
[0049]
According to the fourth aspect of the present invention, the incident mirror is positioned in the sub-scanning direction such that the rotational position accuracy of the incident mirror in the sub-scanning direction is effectively maintained in accordance with the optical path length of the scanning optical system and the sub-scanning lateral magnification. It is possible to set the dimension of the span, and it is possible to prevent the sub-scanning direction, which causes deterioration of various optical performances, beforehand.
[0050]
According to the fifth aspect of the present invention, when the optical scanning device mounted thereon has a light beam reaching the polygon mirror viewed from the main scanning cross-sectional direction which is often seen in a recent optical scanning device, the light beam is substantially equivalent to a scanning optical system. Since the light is incident from the direction of the optical axis, the effects of the present invention work very effectively and good optical performance can be obtained.
[0051]
According to the sixth aspect of the present invention, the optical scanning device to be mounted is a type in which the plurality of optical paths cross each other at least once in the middle of the optical path when viewed in the sub-scanning sectional direction. Therefore, the inventions of the present invention each work very effectively, and good optical performance can be obtained. Therefore, a high-quality color image can be provided.
[0052]
According to the invention described in claim 7, the mounted optical scanning device is an optical scanning device in which a plurality of optical paths are stacked substantially in parallel when viewed in the sub-scanning cross-sectional direction. It works very effectively and can obtain good optical performance. Therefore, a high-quality color image can be provided.
[0053]
According to the eighth and ninth aspects of the invention, since the angle of the sub-scanning position of the light beam incident on the light deflector can be adjusted, the position of the incident mirror in the sub-scanning direction cannot be long due to cost and space. It is possible to adjust the rotation in the sub-scanning direction and to prevent various optical performances from deteriorating.
[0054]
According to the tenth aspect of the present invention, since the rotation axis of the stay member is configured to substantially pass through the reflection point of the incident mirror, the optical path length does not change when the rotational adjustment in the sub-scanning direction is performed. It is convenient.
[0055]
According to the eleventh aspect, by adjusting the installation angle of the lever member, the incident mirror rotates and the sub-scanning position of the light beam incident on the polygon mirror can be moved, so that the length of the lever is changed. As a result, the ratio of the degree of adjustment of the rotation of the adjusting screw to the degree of rotation of the incident mirror in the sub-scanning direction can be freely set, and fine adjustment can be easily performed. In addition, since the setting posture of the adjustment screw can be made vertical, the adjustment work becomes easier.
[0056]
According to the twelfth aspect of the present invention, the reflecting mirror is supported by the two fulcrums, and the incident mirror has a mechanism capable of rotating around the two fulcrums. Rotation adjustment can be realized.
[0057]
According to the thirteenth aspect of the present invention, the rotation axis connecting the two fulcrums is configured to substantially pass through the reflection point of the incident mirror. Therefore, when the rotation adjustment in the sub-scanning direction is performed, the change in the optical path length is reduced. This is convenient because it does not occur.
[0058]
According to the fourteenth aspect, it is possible to provide an image forming apparatus having the effects of the third to thirteenth aspects.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of an optical scanning device according to the present invention.
FIG. 2 is a side sectional view showing the optical scanning device of FIG. 1;
FIG. 3 is a plan view showing another embodiment of the optical scanning device according to the present invention.
FIG. 4 is a side sectional view showing the optical scanning device of FIG. 3;
FIG. 5 is a perspective view showing a conventional incident mirror holding member.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a deviation of a reflection angle of the incident mirror of FIG. 5;
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an influence of a rotation shift of an incident mirror.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an optical scanning device according to the present invention.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing an influence of a rotation shift of the incident mirror in FIG. 8;
FIG. 10 is a perspective view showing an example of an incident mirror holding member according to the present invention.
FIG. 11 is a perspective view showing another example of the incident mirror holding member according to the present invention.
FIG. 12 is a perspective view showing still another example of the incident mirror holding member according to the present invention.
FIG. 13 is a side view showing the incident mirror holding member of FIG.
FIG. 14 is a plan view showing a conventional optical scanning device.
FIG. 15 is a side sectional view showing the optical scanning device of FIG. 14;
[Explanation of symbols]
6. Light source (laser oscillation unit)
8 Polygon mirror
M Incident mirror

Claims (14)

光源と前記光源の出射光を偏向する光偏向装置の間に、前記光源、光偏光装置の間の光路を折り返すための入射ミラーを備えるとともに、前記光偏光装置と被走査媒体の間に1つ以上の走査光学素子を備えた光走査装置の製造方法において、
L0を前記入射ミラーの副走査方向の位置決めスパン、L1を前記入射ミラーの反射点から前記光偏向装置までの光路長、L2を前記光偏向装置から前記走査光学素子最終面までの光路長としたときに、
L0/(L1+L2)
を量産限界の寸法精度から規定して製造することを特徴とする光走査装置の製造方法。
An incident mirror for folding an optical path between the light source and the light polarizing device is provided between the light source and the light deflecting device for deflecting the light emitted from the light source. In the method of manufacturing an optical scanning device including the above scanning optical element,
L0 is the positioning span of the incident mirror in the sub-scanning direction, L1 is the optical path length from the reflection point of the incident mirror to the optical deflector, and L2 is the optical path length from the optical deflector to the final surface of the scanning optical element. sometimes,
L0 / (L1 + L2)
And manufacturing the optical scanning device from the dimensional accuracy of the mass production limit.
前記量産限界の寸法精度が0.03mmであることを特徴とする請求項1記載の光走査装置の製造方法。2. The method according to claim 1, wherein the dimensional accuracy of the mass production limit is 0.03 mm. 光源と前記光源の出射光を偏向する光偏向装置の間に、前記光源、光偏光装置の間の光路を折り返すための入射ミラーを備えるとともに、前記光偏光装置と被走査媒体の間に1つ以上の走査光学素子を備えた光走査装置において、
以下の式を満足することを特徴とする光走査装置。
L0/(L1+L2)>0.06mm
ここで
L0:前記入射ミラーの副走査方向の位置決めスパン
L1:前記入射ミラーの反射点から前記光偏向装置までの光路長
L2:前記光偏向装置から前記走査光学素子最終面までの光路長
An incident mirror for folding an optical path between the light source and the light polarizing device is provided between the light source and the light deflecting device for deflecting the light emitted from the light source. In an optical scanning device including the above scanning optical element,
An optical scanning device characterized by satisfying the following expression.
L0 / (L1 + L2)> 0.06 mm
Here, L0: positioning span of the incident mirror in the sub-scanning direction L1: optical path length from the reflection point of the incident mirror to the light deflector L2: optical path length from the light deflector to the final surface of the scanning optical element
光源と前記光源の出射光を偏向する光偏向装置の間に、前記光源、光偏光装置の間の光路を折り返すための入射ミラーを備えるとともに、前記光偏光装置と被走査媒体の間に1つ以上の走査光学素子を備えた光走査装置において、
以下の式を満足することを特徴とする光走査装置。
|1/m|×(L0/L1)>0.3mm
ここで、
L0:前記入射ミラーの副走査方向の位置決めスパン
L1:前記入射ミラーの反射点から前記光偏向装置までの光路長
m:前記走査光学系全体の副走査方向の横倍率
An incident mirror for folding an optical path between the light source and the light polarizing device is provided between the light source and the light deflecting device for deflecting the light emitted from the light source. In an optical scanning device including the above scanning optical element,
An optical scanning device characterized by satisfying the following expression.
| 1 / m | × (L0 / L1)> 0.3 mm
here,
L0: Positioning span of the incident mirror in the sub-scanning direction L1: Optical path length from the reflection point of the incident mirror to the light deflector m: Lateral magnification of the entire scanning optical system in the sub-scanning direction
主走査断面方向から見て前記光偏向装置に到達する光束が走査光学系の略光軸方向から入射することを特徴とする請求項3または4に記載の光走査装置。5. The optical scanning device according to claim 3, wherein a light beam that reaches the optical deflector as viewed from a main scanning cross-sectional direction is incident substantially in an optical axis direction of a scanning optical system. 6. 主走査断面方向から見て前記光偏向装置への入射光と前記光偏向装置より後方の走査レンズ系の光軸とのなす角度をθとしたとき、
30°<θ<100°
であるとともに、
ハウジング内に複数の走査光を射出するための光路が配設されており、前記複数の光路同士が副走査断面方向に見て光路の途中で一回以上交叉することを特徴とする請求項3または4に記載の光走査装置。
When the angle between the incident light on the optical deflector and the optical axis of the scanning lens system behind the optical deflector as viewed from the main scanning section direction is θ,
30 ° <θ <100 °
And
An optical path for emitting a plurality of scanning lights is provided in the housing, and the plurality of optical paths intersect at least once in the middle of the optical path when viewed in the sub-scanning sectional direction. Or the optical scanning device according to 4.
主走査断面方向から見て前記光偏向装置への入射光と前記光偏向装置より後方の走査レンズ系の光軸とのなす角度をθとしたとき、
30°<θ<100°
であるとともに、
ハウジング内に複数の走査光を射出するための光路が配設されており、前記複数の光路が副走査断面方向に見て略平行に積層されていることを特徴とする請求項3または4に記載の光走査装置。
When the angle between the incident light on the optical deflector and the optical axis of the scanning lens system behind the optical deflector as viewed from the main scanning section direction is θ,
30 ° <θ <100 °
And
The optical path for emitting a plurality of scanning lights is provided in the housing, and the plurality of optical paths are stacked substantially parallel as viewed in the sub-scanning section direction. An optical scanning device according to claim 1.
前記光偏向装置へ入射する光束の副走査方向の角度を調整するために前記入射ミラーを回動する部材を備えたことを特徴とする請求項3ないし7のいずれか1つに記載の光走査装置。8. The optical scanning device according to claim 3, further comprising a member that rotates the incident mirror to adjust an angle of a light beam incident on the light deflector in the sub-scanning direction. apparatus. 前記入射ミラーを回動する部材は、ステー部材であることを特徴とする請求項8記載の光走査装置。The optical scanning device according to claim 8, wherein the member that rotates the incident mirror is a stay member. 前記ステー部材は、回動軸が前記入射ミラー反射点を略通過するように構成されていることを特徴とする請求項9記載の光走査装置。The optical scanning device according to claim 9, wherein the stay member is configured such that a rotation axis substantially passes through the reflection point of the incident mirror. レバー部材の角度を調整して前記入射ミラーの副走査方向の角度を調整することを特徴とする請求項8ないし10のいずれか1つに記載の光走査装置。11. The optical scanning device according to claim 8, wherein an angle of the incident mirror in the sub-scanning direction is adjusted by adjusting an angle of a lever member. 前記入射ミラーは、2つの支点により反射面を支持され、かつ前記2つの支点のまわりに回動可能であることを特徴とする請求項8ないし11のいずれか1つに記載の光走査装置。The optical scanning device according to claim 8, wherein the incident mirror has a reflection surface supported by two fulcrums, and is rotatable around the two fulcrums. 前記2つの支点を結ぶ回動の軸は、前記入射ミラー反射点を略通過するように構成されていることを特徴とする請求項12記載の光走査装置。13. The optical scanning device according to claim 12, wherein a rotation axis connecting the two fulcrums substantially passes through the incident mirror reflection point. 請求項3ないし13記載の光走査装置と、
前記光走査装置によって書き込まれた潜像を顕像化する画像形成手段と、
を含んでなる画像形成装置。
An optical scanning device according to any one of claims 3 to 13,
Image forming means for visualizing the latent image written by the optical scanning device,
An image forming apparatus comprising:
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