JP2006154377A - Scanning optical apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザビームを走査して静電潜像を形成する走査光学装置、及び該走査光学装置を用いて画像を形成するLBPやデジタル複写機、デジタルFAX等の電子写真装置に関するものである。 The present invention relates to a scanning optical apparatus that forms an electrostatic latent image by scanning a laser beam, and an electrophotographic apparatus such as an LBP, a digital copying machine, or a digital FAX that forms an image using the scanning optical apparatus. .
従来、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走査光学装置において、走査レンズの走査方向の位置決めは、位置決めピンを装置筐体としての光学箱に配設することにより行われていた(例えば、特許文献1参照)。具体的には、特許文献1の図1に示されるように、走査レンズの略中央部に設けられた中心突起を、光学箱に設けられた位置決めピンの間に嵌合させることにより、行っていた。
Conventionally, in a scanning optical device used in an image forming apparatus such as a laser beam printer or a digital copying machine, the scanning lens is positioned in the scanning direction by arranging a positioning pin in an optical box as a device housing. (For example, see Patent Document 1). Specifically, as shown in FIG. 1 of
しかしながら、上記位置決めにおいては次のような問題があった。 However, the positioning has the following problems.
上述のような走査レンズはプラスチックにより一体成形される。しかし、前記中心突起はレンズ外形よりも出射方向に突出した形状となるため、その部分が部分的に肉厚となる。このため、走査レンズを金型から取り出す工程や冷却する工程において、走査レンズに歪みが発生し光学特性が損なわれるおそれがある。 The scanning lens as described above is integrally formed of plastic. However, since the central protrusion has a shape protruding in the emission direction from the lens outer shape, the portion is partially thick. For this reason, in the process of taking out the scanning lens from the mold or the process of cooling, the scanning lens may be distorted and the optical characteristics may be impaired.
また、中心突起と光学箱の位置決めピンは嵌合する構成であるため、嵌合ガタが存在する。特に複数の像担持体を使用してカラー画像を形成するタンデム式カラー画像形成装置においては、この嵌合ガタ分によるレンズの移動によっても色ずれが発生するというおそれがある。 Further, since the center projection and the positioning pin of the optical box are fitted, there is a fitting backlash. In particular, in a tandem color image forming apparatus that forms a color image using a plurality of image carriers, there is a possibility that color shift may occur due to the movement of the lens due to this loose fit.
本発明の目的は、走査レンズの光学特性を損なうことなく走査レンズの位置決めを容易に精度良く行うことである。 An object of the present invention is to easily and accurately position a scanning lens without impairing the optical characteristics of the scanning lens.
前記目的を達成するための本発明に係る代表的な構成は、光源と、該光源から出射された光束を偏向走査する偏向器と、該偏向器により偏向された光束を結像させる走査レンズと、を装置筐体に配設した走査光学装置において、前記走査レンズの前記装置筐体と対向する面にはマーキングが形成され、該マーキングを検出することで前記走査レンズの位置決めがなされることを特徴とする。 A typical configuration according to the present invention for achieving the object includes a light source, a deflector that deflects and scans a light beam emitted from the light source, and a scanning lens that forms an image of the light beam deflected by the deflector. In the scanning optical device disposed in the device housing, a marking is formed on a surface of the scanning lens facing the device housing, and the scanning lens is positioned by detecting the marking. Features.
この構成により、走査レンズに位置決め用の突起形状等の大きな部材を形成する必要がなく、光学特性に大きな影響を与えない。また、マーキングを検出することで位置決めを行い、装置筐体に走査レンズを一体的に配設すれば、ピン等で配設する場合と比較して、ガタ等のない固定をすることができる。これにより、精度よく位置決めを行うことができる。また、マーキングを検出するのみで位置決めを行うことができるので容易である。更に部材点数を増やすこともない。 With this configuration, it is not necessary to form a large member such as a positioning projection on the scanning lens, and the optical characteristics are not greatly affected. Further, if positioning is performed by detecting the marking and the scanning lens is integrally provided in the apparatus housing, it is possible to fix without looseness as compared with the case where the scanning lens is provided with a pin or the like. Thereby, positioning can be performed with high accuracy. Further, it is easy because positioning can be performed only by detecting the marking. Further, the number of members is not increased.
従って、走査レンズの光学特性を損なうことなく走査レンズの位置決めを容易に精度良く行うことができる。 Accordingly, the scanning lens can be easily and accurately positioned without impairing the optical characteristics of the scanning lens.
図を用いて本実施形態を説明する。説明においては、画像形成装置、走査光学装置の概略を説明したのち、発明の特徴部分である走査レンズの位置決めについて説明する。 The present embodiment will be described with reference to the drawings. In the description, after describing the outline of the image forming apparatus and the scanning optical apparatus, the positioning of the scanning lens, which is a characteristic part of the invention, will be described.
(画像形成装置)
まず、画像形成装置の全体構成を説明する。図5は画像形成装置の概略説明図である。画像形成装置として、単色のレーザビームプリンタを例示して説明するが、これに限らず、複数の像担持体を使用して、カラー画像を形成するタンデム式カラー画像形成装置とすることもできる。
(Image forming device)
First, the overall configuration of the image forming apparatus will be described. FIG. 5 is a schematic explanatory diagram of the image forming apparatus. The image forming apparatus will be described by taking a monochromatic laser beam printer as an example. However, the present invention is not limited to this, and a tandem color image forming apparatus that forms a color image using a plurality of image carriers can also be used.
図5に示すように、画像形成装置30は、レーザビーム(光束)Lを出射する走査光学装置100と、走査光学装置100から出射された走査光束Lにより静電潜像を形成する感光体ドラム(像担持体)32とを有する。感光体ドラム32の周囲には、前記静電潜像を形成する前に感光体ドラム32を一様に帯電する一次帯電器33と、前記静電潜像に現像剤を供給することで現像を行い、トナー像とするための現像器34と、搬送されてきた転写材36に対して前記トナー像の転写をするための転写帯電ローラ35と、を有する。転写材36の搬送方向において感光体ドラム32よりも下流側には、転写されたトナー像を転写材36に定着させるための定着器37と、機外に転写材36を排出するための排出ローラ38が配設される。
As shown in FIG. 5, the
この構成により、画像形成は次のように行われる。画像情報に基づいて光変調されたレーザビームLが、走査光学装置100から出射する。感光体ドラム32面上は、予め一次帯電器33により一様に帯電されているため、出射された走査光束Lによって感光体ドラム32面上に静電潜像が形成される。
With this configuration, image formation is performed as follows. A laser beam L optically modulated based on the image information is emitted from the scanning
前記静電潜像は、現像器34によってトナー像に可視像化される。その後、感光体ドラム32面上に形成されたトナー像が、順に転写帯電ローラ35に印加された電圧によって、転写材36に引き寄せられることで、転写がなされる。転写材36上に転写されたトナー像は、定着器37によって加圧・加熱がなされることで定着される。最後に排出ローラ38によって、転写材36が機外に搬送されて画像形成を終了する。
The electrostatic latent image is visualized as a toner image by the developing
(走査光学装置)
本実施形態の走査光学装置100の説明をする。図1は走査光学装置の斜視図であり、図2は走査光学装置の上面図である。
(Scanning optical device)
The scanning
図1及び図2に示すように、走査光学装置100の光束が出射される光源部には、光束を発生させる光源1と、光源1から出射される光束を平行光にするコリメータレンズ2と、絞り3と、副走査方向にのみ屈折力を有するシリンドリカルレンズ4と、が順次配設される。出射された光束の先には、該光束を偏向走査する回転多面鏡(偏向器)5が配設される。また、光束の偏向走査される先には、fθ特性を有し、感光体ドラム32上に結像させるfθレンズ(走査レンズ)6(6a、6b)が配設される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the light source unit from which the light beam of the scanning
以上の構成により、光源1から放射した発散光束は、コリメータレンズ2によって略平行光束とされ、絞り3によって光束の光量を調整し、シリンドリカルレンズ4に入射する。
With the above configuration, the divergent light beam emitted from the
シリンドリカルレンズ4に入射した平行光束は、主走査断面内においてはそのまま略平行光束の状態で、副走査断面内においてのみ集束する光束として出射し、回転多面鏡5の反射面5aに線像として結像する。回転多面鏡5の回転によって偏向走査された光束は、fθレンズ6を経て感光体ドラム32の結像面上に結像する。
The parallel light beam incident on the cylindrical lens 4 is emitted as a light beam that is converged only in the sub-scanning section in the state of a substantially parallel light beam in the main scanning section, and is formed as a line image on the reflecting
結像面上に結像する点像(スポット)は、回転多面鏡5を矢印A方向に回転させることで、感光体ドラム32上を矢印B方向に走査する。このような主走査と、感光体ドラム32がその回転軸周りに回転することによる副走査を伴って、感光体ドラム32上に静電潜像の形成を行っている。なお、上述のfθレンズ6は、ハウジング部材(装置筐体)7に固定されている。
A point image (spot) imaged on the imaging surface is scanned on the
(fθレンズの位置決め)
fθレンズ6を、ハウジング部材7に対して精度よく位置決めをするための構造について説明する。図2は走査光学装置100の上面図、図3はfθレンズ6の断面図(図2のC−C断面図)であり、図4はfθレンズ6を下側から見た斜視図である。
(Fθ lens positioning)
A structure for accurately positioning the
fθレンズ6は安価で加工のしやすいプラスチックレンズである。またfθレンズ6の、ハウジング部材7に配設される側の下面9には、その中央部にfθレンズの走査方向(矢印D方向)の中心を示すマーキング10が設けられている。
The
また、ハウジング部材7には、fθレンズ6につけられたマーキング10に対向する位置に、開口部11が設けられている。これにより、開口部11の下方で、ハウジング部材7の外部から、fθレンズ6のマーキング10を認識することができる。
The
このような構成により、fθレンズ6の位置決めは次のように行う。まず、fθレンズ6をハウジング部材7上の初期位置に設置する。そして、fθレンズ6を主走査方向に不図示の移動手段で移動させる。
With this configuration, the
この時、開口部11の外側には、fθレンズ6をハウジング部材7の外側から認識するためのマーク検出手段12が配置される。このため、fθレンズ6がハウジング部材7上で初期位置から移動し、fθレンズ6のマーキング10が所望の位置に来ると、マーク検出手段12は、fθレンズ6が所望の位置に移動したということを認識する。
At this time, the mark detection means 12 for recognizing the
マーク検出手段12がfθレンズ6が所望の位置に移動したことを認識した時にfθレンズ6の移動を止め、ハウジング部材7に固定することで位置決めをする。ここで、固定手段としては接着等、公知の方法で固定する。このようにすることで、fθレンズ6の位置決めをハウジング部材7に対して精度よく行うことができる。
When the mark detection means 12 recognizes that the
尚、マーク検出手段12としては、CCDカメラ等の直接マーキング10を読み取る手段としてもよいし、反射型のフォトセンサーを使用して読み取る手段がある。 The mark detection means 12 may be a means for directly reading the marking 10 such as a CCD camera, or a means for reading using a reflective photosensor.
図4を用いてfθレンズ6のマーキング10について説明する。本実施形態のマーキング10は、fθレンズ6の主走査方向中央部に設けられる。大きさはマーク検出手段12で検出できる程度のものである。具体的には深さ及び幅が0.5mm程度の凸形状又は凹形状をしたもので、fθレンズ6と一体的に成形されている。
The marking 10 of the
従来の中心突起形状は、幅3mm、厚み2mm、突起量3mm程度であった。このため、従来の中心突起と比較して、マーキング10はかなり小さく、fθレンズ6の光学特性に影響を及ぼすことを大幅に抑制することができる。
The conventional central protrusion shape was about 3 mm wide, 2 mm thick, and 3 mm in protrusion. For this reason, compared with the conventional center protrusion, the marking 10 is considerably small, and the influence on the optical characteristics of the
尚、本実施形態のマーキング10は、fθレンズ6に一体的に成形したものであるが、これに限るものではない。例えば、fθレンズ6に印刷として設けるものであってもよい。
In addition, although the marking 10 of this embodiment is integrally molded with the
以上説明したようにfθレンズ6の主走査方向の中央部にマーキングを設け、そのマーキングに対向する位置のハウジング部材に開口部を設けることにより、ハウジング部材外部からfθレンズの主走査方向の位置を検出し、fθレンズ6を所定の位置で固定することが可能となる。
As described above, a marking is provided at the center of the
このため、従来のような中心突起が不要になり、fθレンズを作成する際、金型から取り出す工程や冷却する工程において、fθレンズに歪みが発生し光学特性が損なわれるということがない。また、従来のような位置決めピンへの嵌合による位置決めではないため、嵌合ガタもなく、精度の良い位置決めが可能となる。 This eliminates the need for a central projection as in the prior art, so that when the fθ lens is formed, the fθ lens is not distorted and optical characteristics are not impaired in the step of removing from the mold or the step of cooling. Further, since the positioning is not performed by fitting to the positioning pins as in the prior art, there is no fitting play and positioning with high accuracy is possible.
また、マーキングを検出するのみで位置決めを行うことができるので容易である。更にピン等を使用せず、走査レンズと装置筐体のみに成形する方法であるため、部材点数を増やすこともない。 Further, it is easy because positioning can be performed only by detecting the marking. Furthermore, since it is a method of forming only the scanning lens and the apparatus housing without using pins or the like, the number of members is not increased.
また、マーキングをfθレンズの主走査方向端部に設けると、fθレンズごとにマーク検出位置が異なることとなる。ここで、どのようなfθレンズにもマーキングを中央部に設ければ、検出手段の位置を変えることもなく、汎用性が増す。このため、マーキングを設ける位置はfθレンズの中央部が好ましい。 If the marking is provided at the end of the fθ lens in the main scanning direction, the mark detection position differs for each fθ lens. Here, if the marking is provided at the center of any fθ lens, the versatility is increased without changing the position of the detection means. For this reason, the position where the marking is provided is preferably the center of the fθ lens.
L …走査光束
1 …光源
5 …回転多面鏡(偏向器)
6 …fθレンズ(走査レンズ)
7 …ハウジング部材(装置筐体)
9 …下面
10 …マーキング
11 …開口部
12 …マーク検出手段(検出手段)
30 …画像形成装置
32 …感光体ドラム(像担持体)
100 …走査光学装置
L ... Scanning
6 ... fθ lens (scanning lens)
7: Housing member (device housing)
9 ... Bottom
10 ... Marking
11… opening
12 ... Mark detection means (detection means)
30 Image forming apparatus
32… Photoreceptor drum (image carrier)
100 ... Scanning optical device
Claims (5)
前記走査レンズの前記装置筐体と対向する面にはマーキングが形成され、該マーキングを検出することで前記走査レンズの位置決めがなされることを特徴とする走査光学装置。 In a scanning optical device in which a light source, a deflector that deflects and scans a light beam emitted from the light source, and a scanning lens that forms an image of the light beam deflected by the deflector are disposed in an apparatus housing.
A scanning optical device, wherein a marking is formed on a surface of the scanning lens facing the device casing, and the scanning lens is positioned by detecting the marking.
前記走査光学装置は、請求項1乃至4のいずれかに記載の走査光学装置であることを特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus comprising: an image carrier; and a scanning optical device for scanning the light beam with respect to the image carrier to form an electrostatic latent image.
5. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the scanning optical apparatus is a scanning optical apparatus according to claim 1.
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