JP2004020791A - Optical scanner - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はレーザプリンタ等に用いられる光走査装置に係る。
【0002】
【従来の技術】
レーザプリンタで高速印刷や高ドット密度印刷を行なうためには、単位時間あたりの走査回数の増大が必要である。繰り返し走査線数の増大のためには、光偏向手段の回転数の増加や、ミラー面数の増加によってもある程度までは可能であるが、限界がある。そこで一度に多数本のレーザを走査する複数ビーム走査方式が有効であることが従来から良く知られている。この例としては、特公昭60−33019号公報にあるような個々に変調可能な半導体レーザ素子を複数個アレイ状に配列し、それぞれの出射光を単一のコリメータレンズで平行光とし、光偏向手段とFθレンズを介して走査面上を複数のレーザビームで同時に走査するような方式などがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
前記した従来の方式では、ビーム数が多くなると光源の製造精度が高く必要となり、歩留まりの低下や、製造コストが高くなるので問題となっていた。複数ビーム光源では、図14に示すように素子1が一列に並んでいるのが理想状態であるが、図13に示すように、並びの垂直方向の位置ずれは、走査線間隔のずれに対応するので、高精度に配列する必要がある。また、これは調整などでは修正できないので問題となっている。例えば、図16に示すように素子数が4で、素子1の大きさがφ3μm、素子間隔が100μmとなる場合、図15に示すように被走査媒体上でスポット2の直径が20倍のφ60μmで、スポット間隔が2000μmとなる。このとき、傾け角1.212度のとき走査間隔が42.3μmとなり、600dpi相当になる。走査線間隔のずれの許容量を10%の±4.23μmとすれば、素子部での位置精度は、±0.21μmとする必要があり製造上困難な値となってしまう。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明は、光を発生する光源を2個保持し、前記光源から発生する光を平行光にする手段を含んだ光源ユニットを2式備え、前記2つの光源ユニットからの4つの光を略同一光路上に合成する光合成手段と、前記合成後の4つの光を偏向走査する光偏向手段と、前記偏向走査された4つの光を被走査媒体上に結像させる結像手段とを有する光走査装置において、前記2つの光源ユニットのうち一方の光源ユニットには走査方向に、もう一方の光源ユニットには副走査方向に、光源ユニットからの光の偏向角度を調整できる機構を備えたことを特徴とする。
【0005】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例の全体図を図1に示す。素子1を2つ備える半導体レーザ3aと、光を平行光にするコリメータレンズ4aとからなる光源ユニット5aは、コリメータレンズ4aの光軸を中心とした回転調整が可能であり、かつ、光源の並びの方向を軸として回転させる機構である副走査方向調整機構15の上に実装されている。また、素子1を2つ備える半導体レーザ3bと、光を平行光にするコリメータレンズ4bとからなる光源ユニット5bは、コリメータレンズ4bの光軸を中心とした回転調整が可能であり、かつ、走査平面に垂直な方向を軸として回転させる機構である走査方向調整機構16の上に実装されている。ユニット5bからの光はλ/2板6を通り偏光方向を変えることで、偏光プリズム7での反射率を上げている。また、合成手段である偏光プリズム7で合成されたあとの光は、λ/4板8を通り直線偏光から円偏光に変えられ、その後の光学系の光偏向手段のポリゴンミラーなどの回転角度の違いによる反射率の差や、Fθレンズの走査角度毎の透過率の違いを抑えている。以上の部品はベース9の上に配置されている。ベース9は、シリンドリカルレンズ10、レンズ11の光軸を中心として回転調整可能な全体回転調整機構17の上に実装されている。ベース9から出た4つの光は、シリンドリカルレンズ10、レンズ11を通り、光偏向手段12で偏向され、結像手段であるFθレンズ13を通って、4つのスポット2a、2bが被走査媒体14上を走査する。以上が概略構成である。
【0006】
各部品の詳細、調整方法について以下図面に基づき説明する。コリメータレンズ4a、4bの光軸を中心とした回転調整機構を図2に示す。これは、素子1を2つ備える半導体レーザ3a、3bとコリメータレンズ4a,4bとからなる光源ユニット5a、5bに備えられている。保持ベース21の上にユニット5aまたは5bが載せられ、ユニット5a、5bにはギヤ26を形成する。このギヤ26はギヤ25が回転することによって微動する。ギヤ25は調整つまみ22に直結しており、2つの支持体23によって固定される。2つの支持体23は4つの固定ねじ24によって、保持ベース21に固定される。図2の41は光の出射口である。なお、調整つまみ22および支持体23、固定ねじ24は調整固定後、取り外しても良い。この調整は、被走査媒体14上で例えば図3に示すように5aからのスポット2aが走査方向に対しα、5bからのスポット2bが走査方向に対しβ傾いているのを修正し、図4に示すように走査方向に対しα=β=0度とすれば良い。
【0007】
次に、光源ユニット5bの下にある走査方向調整機構16について説明する。詳細図を図5に示す。この調整では、図6に示すようにユニット5aからのスポット2aとユニット5bからのスポット2bの距離Aを調整する。光源ユニット5bと保持ベース21一式27は、走査方向保持ベース29の上に固定され、ピン28を中心に回転可能なように保持され、ギヤ26を備えている。この調整機構の調整つまみ22を回転させることで、ギヤ25が回転し、ギヤ26を微動できる。図6に示す距離Aを2aおよび2bの間隔であるBと同じになるよう調整すればよい。調整後の状態が図7である。なお、図5の41は光の出射口である。
【0008】
走査方向調整手段のその他の例を以下に示す。図17、図18に示す様に、半導体レーザ3を半導体レーザホルダ50へ、ネジ24で固定する。また、コリメータレンズ4は接着剤などでコリメータレンズホルダ51へ固定する。半導体レーザホルダ50には走査方向に長い長穴52があり、この穴にネジ24を通してコリメータレンズホルダ51と一体化させる。このとき、長穴52を通るネジ24の位置を調整することで光線の走査方向傾きを調整できる。図17、図18の例では長穴が半導体レーザホルダ50側にあるが、逆にコリメータレンズホルダ51側に長穴があり、コリメータレンズ4の走査方向位置を調整することで、光線の走査方向調整も可能である。
【0009】
次に光源ユニット5aの下にある副走査方向調整機構15について説明する。詳細図を図8に示す。この調整では、図9に示すようにユニット5aからのスポット2aとユニット5bからのスポット2bの副走査方向距離Cを調整する。光源ユニット5aと保持ベース21一式30は、副走査方向保持ベース32の上に固定され、副走査方向保持ベース32は、軸31を中心軸として回転可能なように、2つの支持体23によって保持されている。また、軸の反対の端部にねじ穴があり、調整つまみ22を回転させることで、副走査方向保持ベース32が傾く。この値は、図9に示す距離Cを0となるよう調整すればよい。調整後の状態が図10である。
【0010】
副走査方向調整手段のその他の例を以下に示す。図19、図20に示す様に、半導体レーザ3を半導体レーザホルダ50へ、ネジ24で固定する。また、コリメータレンズ4は接着剤などでコリメータレンズホルダ51へ固定する。半導体レーザホルダ50には副走査方向に長い長穴52があり、この穴にネジ24を通してコリメータレンズホルダ51と一体化させる。このとき、長穴52を通るネジ24の位置を調整することで光線の副走査方向傾きを調整できる。図19、図20の例では長穴が半導体レーザホルダ50側にあるが、逆にコリメータレンズホルダ51側に長穴があり、コリメータレンズ4の走査方向位置を調整することで、光線の副走査方向調整も可能である。
【0011】
最後に、全体回転調整機構17について説明する。詳細図を図11に示す。この調整では、図10のように一列に並んだスポット2a,2bを図12のように角度θ傾け、走査間隔を所定の値にする調整である。例えば600dpiであれば、走査間隔は42.3μmである。ベース9は、全体保持ベース40に固定され、全体保持ベース40の周辺には、ギヤ26があり、ギヤ25によって全体保持ベース40を出射口41の中心を軸として、回転調整可能となる。ギヤ25は調整つまみ22で回転できる様になっており、これらは支持体23で固定され、支持体23は、固定ネジ24で全体回転調整機構17の本体へ固定される。
【0012】
なお、調整機構は、本体に付属してしまうと製造価格が上昇してしまうので、調整固定後取り外せるようにしても良い。今回は、光源ユニット5aに副走査方向調整機構15をつけ、光源ユニット5bに走査方向調整機構16をつけたが逆であっても良い。
【0013】
ここで、本発明の要点をあらためて説明する。図1に示すような合成方式を用いる場合、図6に示すA(走査方向間隔)と図9に示すC(副走査方向間隔)の調整が、ピッチムラなどの印刷品質に直接影響するので重要である。この調整機構の例は、それぞれ図5、図8に示している。この2つの調整機構は、ユニット5a、ユニット5bの両方につけなくても、一方のユニット、例えば図21に示す様にユニット5aのみに備えればよい。ユニット5bからの光スポットを基準として、図6のA,図9のCを十分調整可能である。以上が本発明の第一の要点である。
【0014】
図21に示す様に調整機構を一方のユニットに集中させる場合、構造が複雑になることや、調整点が複数になるため、調整しにくく時間がかかるなどの問題がある。そこで、図1に示す様に調整機構を2つのユニットに分散して設けることで、構造を簡単にし、また、調整を容易にしている。以上が本発明の第2の要点である。
【0015】
【発明の効果】
以上示した様に、本発明では、製造上難しい4ビーム光源を作成しなくても、製造上容易な2つの光源を2つ組み合わせて、4ビームの走査が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における光走査装置の全体図である。
【図2】回転調整機構を示す図である。
【図3】被走査媒体上のスポットの様子を示す図である。
【図4】被走査媒体上のスポットの様子を示す図である。
【図5】走査方向調整機構を示す図である。
【図6】被走査媒体上のスポットの様子を示す図である。
【図7】被走査媒体上のスポットの様子を示す図である。
【図8】副走査方向調整機構を示す図である。
【図9】被走査媒体上のスポットの様子を示す図である。
【図10】被走査媒体上のスポットの様子を示す図である。
【図11】全体回転調整機構を示す図である。
【図12】被走査媒体上のスポットの様子を示す図である。
【図13】素子の配列を示す図である。
【図14】素子の配列を示す図である。
【図15】被走査媒体上のスポットの様子を示す図である。
【図16】素子の配列を示す図である。
【図17】走査方向調整機構の例を示す図である。
【図18】走査方向調整機構の例を示す図である。
【図19】副走査方向調整機構の例を示す図である。
【図20】副走査方向調整機構の例を示す図である。
【図21】調整機構を一方に1もう一方に3方向つける光走査装置の全体図である。
【符号の説明】
1 素子
2,2a,2b スポット
3,3a,3b 半導体レーザ
4,4a,4b コリメータレンズ
5a,5b 光源ユニット
6 λ/2板
7 偏光プリズム
8 λ/4板
9 ベース
10 シリンドリカルレンズ
11 レンズ
12 光偏向手段
13 Fθレンズ
14 被走査媒体
15 副走査方向調整機構
16 走査方向調整機構
17 全体回転調整機構
21 保持ベース
22 調整つまみ
23 支持体
24 固定ねじ
25、26 ギヤ
27 光源ユニットと保持ベース一式
28 ピン
29 走査方向保持ベース
30 光源ユニットと保持ベース一式
31 軸
32 副走査方向保持ベース
40 全体保持ベース
41 出射口
50 半導体レーザホルダ
51 コリメータレンズホルダ
52 長穴[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical scanning device used for a laser printer or the like.
[0002]
[Prior art]
In order to perform high-speed printing and high dot density printing with a laser printer, it is necessary to increase the number of scans per unit time. The number of repetitive scanning lines can be increased to some extent by increasing the number of rotations of the light deflecting means or increasing the number of mirror surfaces, but there is a limit. Therefore, it is well known that a multiple beam scanning method for scanning a large number of lasers at once is effective. As an example of this, a plurality of individually modulatable semiconductor laser elements as disclosed in Japanese Patent Publication No. 60-33019 are arranged in an array, each emitted light is made parallel by a single collimator lens, and the light is deflected. There is a method of simultaneously scanning the scanning surface with a plurality of laser beams via the means and the Fθ lens.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-mentioned conventional method, when the number of beams is large, the manufacturing accuracy of the light source is required to be high, and there is a problem that the yield is lowered and the manufacturing cost is increased. In the multi-beam light source, the elements 1 are ideally arranged in a line as shown in FIG. 14, but as shown in FIG. 13, the vertical positional deviation corresponds to the deviation of the scanning line interval. Therefore, they need to be arranged with high precision. This is a problem because it cannot be corrected by adjustment or the like. For example, when the number of elements is 4 as shown in FIG. 16, the size of the element 1 is φ3 μm, and the element interval is 100 μm, the diameter of the spot 2 on the medium to be scanned is φ60 μm which is 20 times as large as shown in FIG. Thus, the spot interval becomes 2000 μm. At this time, when the inclination angle is 1.212 degrees, the scanning interval is 42.3 μm, which is equivalent to 600 dpi. If the permissible amount of the deviation of the scanning line interval is set to ± 4.23 μm of 10%, the positional accuracy in the element portion needs to be ± 0.21 μm, which is a value difficult to manufacture.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The present invention includes two light source units each including two light sources for generating light and including a unit for parallelizing the light generated from the light sources, and the four light beams from the two light source units are substantially the same. An optical scanning device comprising: a light combining unit that combines light on an optical path; a light deflecting unit that deflects and scans the combined four light beams; and an imaging unit that forms an image of the deflected and scanned four light beams on a medium to be scanned. In the apparatus, one of the two light source units is provided with a mechanism capable of adjusting a deflection angle of light from the light source unit in the scanning direction and the other light source unit in the sub-scanning direction. And
[0005]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 shows an overall view of an embodiment of the present invention. The
[0006]
The details of each component and the adjustment method will be described below with reference to the drawings. FIG. 2 shows a mechanism for adjusting the rotation of the
[0007]
Next, the scanning
[0008]
Other examples of the scanning direction adjusting means will be described below. As shown in FIGS. 17 and 18, the
[0009]
Next, the sub-scanning
[0010]
Other examples of the sub-scanning direction adjusting means will be described below. As shown in FIGS. 19 and 20, the
[0011]
Finally, the overall
[0012]
In addition, if the adjusting mechanism is attached to the main body, the manufacturing price increases, so that the adjusting mechanism may be made removable after the adjusting and fixing. In this case, the
[0013]
Here, the gist of the present invention will be described again. When the combining method as shown in FIG. 1 is used, the adjustment of A (scanning direction interval) shown in FIG. 6 and C (sub-scanning direction interval) shown in FIG. 9 directly affects print quality such as pitch unevenness, and is therefore important. is there. Examples of this adjustment mechanism are shown in FIGS. 5 and 8, respectively. These two adjustment mechanisms need not be attached to both the
[0014]
When the adjustment mechanism is concentrated on one unit as shown in FIG. 21, there are problems in that the structure becomes complicated and adjustment is difficult, and it takes time because there are a plurality of adjustment points. Therefore, as shown in FIG. 1, by disposing the adjusting mechanism in two units, the structure is simplified and the adjustment is facilitated. The above is the second essential point of the present invention.
[0015]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to perform four-beam scanning by combining two easily manufactured light sources without creating a four-beam light source that is difficult to manufacture.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall view of an optical scanning device according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a rotation adjusting mechanism.
FIG. 3 is a diagram illustrating a state of a spot on a scanned medium.
FIG. 4 is a diagram illustrating a state of a spot on a medium to be scanned.
FIG. 5 is a diagram illustrating a scanning direction adjustment mechanism.
FIG. 6 is a diagram showing a state of a spot on a medium to be scanned.
FIG. 7 is a diagram illustrating a state of a spot on a medium to be scanned.
FIG. 8 is a diagram illustrating a sub-scanning direction adjusting mechanism.
FIG. 9 is a diagram illustrating a state of a spot on a medium to be scanned.
FIG. 10 is a diagram illustrating a state of a spot on a medium to be scanned.
FIG. 11 is a view showing an overall rotation adjusting mechanism.
FIG. 12 is a diagram illustrating a state of a spot on a medium to be scanned.
FIG. 13 is a diagram showing an arrangement of elements.
FIG. 14 is a diagram showing an arrangement of elements.
FIG. 15 is a diagram showing a state of a spot on a medium to be scanned.
FIG. 16 is a diagram showing an arrangement of elements.
FIG. 17 is a diagram illustrating an example of a scanning direction adjustment mechanism.
FIG. 18 is a diagram illustrating an example of a scanning direction adjustment mechanism.
FIG. 19 is a diagram illustrating an example of a sub-scanning direction adjusting mechanism.
FIG. 20 is a diagram illustrating an example of a sub-scanning direction adjustment mechanism.
FIG. 21 is an overall view of an optical scanning device having three adjustment mechanisms on one side and one on the other side.
[Explanation of symbols]
1
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2002174042A JP2004020791A (en) | 2002-06-14 | 2002-06-14 | Optical scanner |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2002174042A JP2004020791A (en) | 2002-06-14 | 2002-06-14 | Optical scanner |
Publications (1)
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---|---|
JP2004020791A true JP2004020791A (en) | 2004-01-22 |
Family
ID=31173113
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2002174042A Pending JP2004020791A (en) | 2002-06-14 | 2002-06-14 | Optical scanner |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2004020791A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2010169775A (en) * | 2009-01-21 | 2010-08-05 | Ricoh Co Ltd | Light source device, adjustment method, optical scanning device and image forming apparatus |
US7813021B2 (en) | 2006-06-21 | 2010-10-12 | Ricoh Company, Ltd. | Light scanning apparatus and image forming apparatus including light scanning apparatus |
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2002
- 2002-06-14 JP JP2002174042A patent/JP2004020791A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7813021B2 (en) | 2006-06-21 | 2010-10-12 | Ricoh Company, Ltd. | Light scanning apparatus and image forming apparatus including light scanning apparatus |
JP2010169775A (en) * | 2009-01-21 | 2010-08-05 | Ricoh Co Ltd | Light source device, adjustment method, optical scanning device and image forming apparatus |
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