JP2006091592A - Optical scanner and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プリンタ、ファクシミリ、デジタル複写機等の画像形成装置において結像素子を使用する光走査装置、及びこれを使用する画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an optical scanning device using an imaging element in an image forming apparatus such as a printer, a facsimile machine, a digital copying machine, and the like, and an image forming apparatus using the same.
従来、光源から出射された光束が偏光器により反射され結像素子に入射したさい、結像素子に設けられた反射面により同期光を同期検知素子に戻すようにした光走査装置が知られている(例えば、特許文献1ないし8参照)。
特許文献1には、2枚以上の結像素子を有する光走査装置が開示されており、光源から出射された光束を偏光器により反射し、最初の素子を通過することにより光束が収束され、その収束された光束が2番目以降の結像素子端部に設けられた反射面により同期光を同期検知素子に戻すように構成されている。
特許文献2には、走査用レンズ、同期光検出装置及び1枚の結像素子を有する光走査装置が開示されており、光源から出射された光束を偏光器により反射し、その光束が結像素子端部に設けられた反射面により同期光を反射し、同期レンズを介し同期検知素子に戻すように構成されている。
特許文献3には、同期検知光学系及び1枚の結像素子を有する光走査装置が開示されており、光源から出射された光束を偏光器により反射し、その光束が結像素子端部に設けられた透過面により同期光を通過させ、同期レンズを介し同期検知素子に戻すように構成されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is known an optical scanning device in which when a light beam emitted from a light source is reflected by a polarizer and is incident on an imaging element, synchronous light is returned to the synchronous detection element by a reflecting surface provided on the imaging element. (For example, see Patent Documents 1 to 8).
Patent Document 1 discloses an optical scanning device having two or more imaging elements, where a light beam emitted from a light source is reflected by a polarizer, and the light beam is converged by passing through the first element. The converged light beam is configured to return the synchronization light to the synchronization detection element by a reflection surface provided at the end of the second and subsequent imaging elements.
Patent Document 2 discloses an optical scanning device having a scanning lens, a synchronous light detection device, and a single imaging element. A light beam emitted from a light source is reflected by a polarizer, and the light beam is reflected by an imaging element. The synchronization light is reflected by the reflecting surface provided at the child end, and is returned to the synchronization detection element via the synchronization lens.
特許文献4には、1枚の結像素子を有する光走査装置が開示されており、光源から出射された光束を偏光器により反射し、その光束が干渉する結像素子端部をカットすることにより同期光を通過させ、同期レンズを介し同期検知素子に戻すように構成されている。
特許文献5には、光走査用レンズ及び1枚の結像素子を有する光走査装置が開示されており、光源から出射された光束を偏光器により反射し、その光束が結像素子端部に設けられた集光面により同期光を収束し、同期検知素子に入射するように構成されている。
特許文献6には、1枚の結像素子を有する光ビーム走査装置が開示されており、光源から出射された光束を偏光器により反射し、その光束が結像素子端部に設けられた反射面により同期光を反射し、同期レンズを介し同期検知素子に戻すように構成されている。
特許文献7及び8には、特許文献3の同期検知光学系と同様な光走査装置及び光走査装置用のレンズユニットを開示している。
特許文献1ないし3等に見られるように光源から出射された光束が偏光器により反射され結像素子に入射したさい、結像素子に設けられた反射面により同期光を同期検知素子に戻す方法が取られている。
Patent Document 5 discloses an optical scanning device having an optical scanning lens and one imaging element. A light beam emitted from a light source is reflected by a polarizer, and the light beam is reflected at the end of the imaging element. The synchronization light is converged by the provided condensing surface and is incident on the synchronization detection element.
As seen in Patent Documents 1 to 3, etc., when a light beam emitted from a light source is reflected by a polarizer and enters the imaging element, a method of returning the synchronizing light to the synchronization detecting element by a reflecting surface provided on the imaging element Has been taken.
しかしながら、結像素子上に異なる形状の結像面を成形することは技術的課題が大きく、また周辺部におけるヒケやウネリの発生が結像素子の本来の目的とする被走査面上への光走査に影響することが懸念される。
また、特許文献1ないし3等に見られるように走査レンズと光センサ用レンズを一体化することにより、部品点数を削減することができ量産化も可能となるが、一体的に成形するには成形後の収縮、変形等を考慮しなければならず、金型設計や成形条件等で困難な問題が有り、また走査レンズ自体の精度が劣化するという問題もある。
そこで、本発明の目的は、上述した実情を考慮して、結像素子の小型化が図れ、結像素子に大きく影響することの無い容易な成形形状を実現し、また結像素子の位置決めを容易にかつ精度良くでき、設計でのレイアウトの自由度を向上させる比較的低コストの、プリンタ、ファクシミリ、デジタル複写機等の画像形成装置において結像素子を使用する光走査装置及びこれを使用する画像形成装置を提供することにある。
However, forming an imaging surface of a different shape on the imaging element has a great technical problem, and the occurrence of sink marks or undulations in the peripheral portion is the light on the surface to be scanned that is the original purpose of the imaging element. There is concern about affecting scanning.
Also, as can be seen in Patent Documents 1 to 3, etc., by integrating the scanning lens and the lens for the optical sensor, the number of parts can be reduced and mass production is possible. The shrinkage and deformation after molding must be taken into consideration, and there are difficult problems due to mold design and molding conditions, and there is also a problem that the accuracy of the scanning lens itself deteriorates.
Accordingly, an object of the present invention is to reduce the size of the imaging element in consideration of the above-described situation, to realize an easy molded shape that does not greatly affect the imaging element, and to position the imaging element. An optical scanning device that uses an imaging element in an image forming apparatus such as a printer, a facsimile machine, a digital copying machine, and the like, which can be easily and accurately performed, and which can improve the degree of freedom of layout in design, and the same, and the same An object is to provide an image forming apparatus.
上記の課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、光源から出射され偏向器で反射された光束を、結像素子を使用して被走査面上で光走査させる光走査装置において、前記結像素子の光学面以外の部分に、同期光検知用の光束の光路となる同期光通過口を設けたことを特徴とする。
また、請求項2に記載の発明は、前記結像素子と同期光検知素子の間には集光用の同期レンズが配置されている請求項1記載の光走査装置を特徴とする。
また、請求項3に記載の発明は、前記結像素子のレンズ面以外の部分の前記通過口が、貫通した孔形状である請求項1又は2記載の光走査装置を特徴とする。
また、請求項4に記載の発明は、前記結像素子のレンズ面以外の部分の構造体の無い部位に、長孔形状部分が設けられる請求項1、2又は3記載の光走査装置を特徴とする。
また、請求項5に記載の発明は、前記結像素子がプラスチック成形されている請求項1ないし4のいずれか一項記載の光走査装置を特徴とする。
また、請求項6に記載の発明は、前記結像素子のレンズ面以外の部分に、断面形状がテーパ形状である孔が設けられる請求項1ないし5のいずれか一項記載の光走査装置を特徴とする。
また、請求項7に記載の発明は、請求項6記載の光走査装置を使用する画像形成装置を特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in claim 1 is an optical scanning device that optically scans a light beam emitted from a light source and reflected by a deflector on a surface to be scanned using an imaging element. In addition, a synchronization light passage opening serving as an optical path of a light beam for detecting synchronization light is provided in a portion other than the optical surface of the imaging element.
According to a second aspect of the present invention, there is provided the optical scanning device according to the first aspect, wherein a condensing synchronizing lens is disposed between the imaging element and the synchronizing light detecting element.
According to a third aspect of the present invention, there is provided the optical scanning device according to the first or second aspect, wherein the passage opening in a portion other than the lens surface of the imaging element has a penetrating hole shape.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the optical scanning device according to the first, second, or third aspect, wherein a long hole-shaped portion is provided in a portion having no structure other than the lens surface of the imaging element. And
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the optical scanning device according to any one of the first to fourth aspects, wherein the imaging element is plastic molded.
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the optical scanning device according to any one of the first to fifth aspects, wherein a hole having a tapered cross section is provided in a portion other than the lens surface of the imaging element. Features.
According to a seventh aspect of the invention, there is provided an image forming apparatus using the optical scanning device according to the sixth aspect.
本発明によれば、偏光器により反射された光束の一部である同期光を同期光検知素子に入射させるために、結像素子レンズ面(光学面)以外の部分に設けた通過口を利用して通過させることで、結像素子に反射面や透過面を設ける必要が無くなり、比較的容易な成形方法で対応でき、結像素子単体のコスト低減に繋がる。
また同期レンズを設けることにより調整工数は必要になるが、装置レイアウトや結像素子形状に対応した同期レンズの取り付けが可能になるため、コンパクトな光走査装置を提供することが可能になる。
According to the present invention, a passage opening provided in a portion other than the imaging element lens surface (optical surface) is used to cause the synchronization light, which is a part of the light beam reflected by the polarizer, to enter the synchronization light detection element. Therefore, it is not necessary to provide a reflecting surface or a transmitting surface on the imaging element, and it can be handled by a relatively easy molding method, leading to a reduction in cost of the imaging element alone.
Further, the provision of the synchronization lens requires adjustment man-hours, but the synchronization lens corresponding to the device layout and the imaging element shape can be attached, so that a compact optical scanning device can be provided.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図1は本発明による光走査装置の実施の形態を示す概略図である。図1において、図示はしてないが画像形成装置に搭載されるこの光走査装置は光源1から出射された光束8を反射させる回転多面鏡としての偏光器2を有している。
光走査装置は、また、偏光器にて反射した光束が通過することにより収束され、被走査面9上を光走査することにより結像させる結像素子3を有し、光束がこの結像素子3の端部を通過するさいに被走査面9上の光走査直前に同期光の光束7を検出する同期光検知素子5と、同期光の光束7を収束する同期レンズ4と、を有している。
さらに、光走査装置の結像素子3の一端部には、同期光の光束7の干渉を防ぐために同期光用光路として結像素子3のレンズ面以外の部分に同期光通過口6が設けられている。
即ち、本発明は、光源1から出射され偏向器2で反射された光束を、結像素子3を使用して被走査面9上で光走査させる光走査装置において、結像素子3の光学面(レンズ面)以外の部分に、同期光検知用の光束17の光路となる同期光通過口6を設けた構成が特徴的である。
光源1から出射された光束8を回転する偏光器2のミラー面にて反射させて結像素子3に照射し、この結像素子3内を通過した光束が素子特性により収束され、その収束された光束が被走査面9上を繰り返し光走査し、また被走査面9上の光走査開始点に収束した光束が到達する直前に、同期光の光束7を用いて同期光検知素子5により同期検知する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of an optical scanning device according to the present invention. In FIG. 1, although not shown, this optical scanning device mounted on an image forming apparatus has a polarizer 2 as a rotating polygon mirror that reflects a light beam 8 emitted from a light source 1.
The optical scanning device also has an
Further, at one end portion of the
That is, the present invention relates to an optical surface of the
The light beam 8 emitted from the light source 1 is reflected by the mirror surface of the rotating polarizer 2 to irradiate the
本発明では、光走査開始点の検知方法として、結像素子3のレンズ面以外の部分に同期光の光束7が通過可能な同期光通過口6を設けている。同期光の光束7はこの同期光通過口6に干渉すること無く通過し、結像素子3の同期光通過口6近傍に有る同期レンズ4を介して同期光検知素子5に入る。これによって同期光の光束7の同期検知を行なう同期光用光路を形成する。
本発明によれば、光源1から出射された光束8が偏光器2により反射される。この反射された光束が結像素子3により収束され、被走査面9上を光走査するさいの光走査開始点を検知する同期光の光路を結像素子3のレンズ面以外の部分に同期光通過口6として設ける。
そこを通過した同期光7が同期レンズ4を介し同期光検知素子5に入射されるので、結像素子3上に複雑な反射面や異なる形状の集光面を設ける必要が無く、さらに装置特性上の光束の干渉や形状の変更を行なうこと無く、所定の同期光検知素子5に光束を入射させることを可能とする。
ここで、結像素子3のレンズ面以外に設ける同期光通過口6の形状は、後述されるように、装置レイアウトや光路によって自由に設計して良い。
また、偏光器2で反射された同期光の光束7が結像素子3のレンズ面以外の部分に設けられた同期光の光路(同期光通過口)6を通過後、同期光検知素子5の入射に適した光束となるように、結像素子3と同期光検知素子5の間に光束収束のための同期レンズ4を配置する。
この同期レンズ4は入射面と出射面を備え、装置レイアウトや結像素子3の形状により同期レンズ5のパワー及び取り付け位置の変化が可能で、結像素子3のレンズ面以外の部分に設けられた同期光通過口6を介して出射される光束を受光し、同期光検知素子5に導く。
結像素子3の同期光通過口6の形状は従来の金型製作工法で容易に成形ができるので部品単体の低コスト化に結び付く。このさい、同期光通過口6を長穴形状とすることにより、偏光器2で反射され、結像素子3を通過した所定の入射角を持つ同期光の光束7と、結像素子3の構造部との干渉を防ぐことができる。
In the present invention, as a method for detecting the optical scanning start point, a synchronizing
According to the present invention, the light beam 8 emitted from the light source 1 is reflected by the polarizer 2. The reflected light beam is converged by the
Since the synchronized
Here, the shape of the synchronization
The synchronizing
The synchronization lens 4 has an entrance surface and an exit surface, and the power and mounting position of the synchronization lens 5 can be changed depending on the apparatus layout and the shape of the
Since the shape of the synchronizing
図2は本発明による結合素子の第1の実施の形態を示す平面図である。図3は図2の結合素子の正面図である。図2及び図3において、結像素子3はプラスチック成形されている。
成形方法の一例としては、図示してないが、金型キャビティ内に円筒状のピンを設けることにより結像素子3のレンズ面以外の部分に貫通した円筒形状部分10である同期光通過口6を生成する。
また、この場合に、金型キャビティ内に設けるピンは、キャビティ内に固定したピンでも良いし、成形品取り出し時にエジェクタピンとして使用する機構のピンでも良い。
図4は本発明による結合素子の第2の実施の形態を示す正面図である。図4には、同期光通過口6を形成する上述した長孔形状部分11を有する結像素子3を示している。これによれば、偏光器2で反射され、結像素子3を通過した所定の入射角を持つ同期光の光束7と結像素子3の構造部との干渉を防ぐことができる。
図5は本発明による結合素子の第3の実施の形態を示す正面図である。図6は図5の線A−Aに沿う同期光通過口の断面図である。図5及び図6においては、テーパ形状部分12を有する同期光通過口6を示している。結像素子3の成形時、金型のキャビティ内に配置するピン(図示せず)の先端側が小径、逆側が大径となるようにテーパ状に構成する。このテーパ状の通過口6は長穴状であってもよい。
これによって、結像素子3の成形時に発生し易いキャビティが取られることを防止でき、さらに同期光通過口6のピンを抜き取る動作時にかかる応力を低減し、その応力が影響する結像素子3のひずみや割れを防止できる。
また、テーパ形状の作成に関しては、テーパ形状に成形したピンを使用すれば良く、丸穴に比較しても成形性が向上する。
FIG. 2 is a plan view showing a first embodiment of a coupling element according to the present invention. FIG. 3 is a front view of the coupling element of FIG. 2 and 3, the
As an example of the molding method, although not shown, a synchronous
In this case, the pin provided in the mold cavity may be a pin fixed in the cavity or a pin of a mechanism used as an ejector pin when taking out a molded product.
FIG. 4 is a front view showing a second embodiment of the coupling element according to the present invention. FIG. 4 shows the
FIG. 5 is a front view showing a third embodiment of the coupling element according to the present invention. 6 is a cross-sectional view of the synchronous light passage opening along line AA in FIG. 5 and 6 show the synchronous
As a result, it is possible to prevent the occurrence of a cavity that is likely to occur when the
Further, regarding the creation of the tapered shape, a pin molded into a tapered shape may be used, and the moldability is improved even when compared with a round hole.
1 光源
2 偏光器
3 結像素子
4 同期レンズ
5 同期光検知素子
6 同期検知用の光路(同期光通過口)
7 同期光の光束
8 光源から放射される光束
9 被走査面
10 円筒形状部分(同期光通過口)
11 長孔形状部分(同期光通過口)
12 テーパ形状部分(同期光通過口)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source 2
7 Luminous flux of synchronous light 8 Luminous flux emitted from light source 9 Scanned surface 10 Cylindrical portion (synchronous light passage opening)
11 Slotted part (synchronous light passage port)
12 Tapered part (synchronous light passage)
Claims (7)
An image forming apparatus using the optical scanning device according to claim 6.
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JP2002098921A (en) * | 2000-07-17 | 2002-04-05 | Canon Inc | Optical scanner and image forming apparatus using the same |
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- 2004-09-24 JP JP2004278528A patent/JP2006091592A/en active Pending
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