JP2006293178A - Light beam scanner - Google Patents

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Kenzo Okubo
憲造 大久保
Koichi Fujita
浩一 藤田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light beam scanner in which the deviation of a focusing position of a light beam in an optical path direction due to the thermal expansion of a constant speed deflection means is reduced. <P>SOLUTION: An exposure unit E is provided with semiconductor lasers 1A to 1D, collimator lenses 2A to 2D, spacers 40A to 40D, a polygon mirror 6, a first fθ lens 7, a second fθ lens 8 and a case 60 or the like. The respective spacers 40A to 40D support the semiconductor lasers 1A to 1D, the collimator lenses 2A to 2D with predetermined gaps in an optical path direction of laser beams L1 to L4. The spacers 40A to 40D are made of aluminum and have thermal expansion characteristic with which the gap between the semiconductor lasers 1A to 1D and the collimator lenses 2A to 2D are reduced so that the deviation of the focusing points of the laser beams L1 to L4 which are to be focused on the surface of photoreceptor drums 101A to 101D in the optical path direction due to the thermal expansion of the first fθ lens 7 and the second fθ lens 8 in a thermal change is reduced. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は、光源から出射した光ビームによって走査対象の表面を走査する光ビーム走査装置に関する。   The present invention relates to a light beam scanning apparatus that scans a surface to be scanned with a light beam emitted from a light source.

電子写真方式の画像形成を行う画像形成装置は、原稿から読み取った画像データ又は外部装置から入力された画像データに基づいて変調された光ビームを像担持体(走査対象)の表面に照射する光ビーム走査装置を備えている。像担持体の表面は帯電手段によって予め均一に帯電されており、光ビームの照射により像担持体の表面に静電潜像が形成される。静電潜像は、現像手段から供給される現像剤によって現像剤像(トナー像)に顕像化された後、直接又は中間転写担持体を介して用紙等の記録媒体に転写される。記録媒体に転写されたトナー像は最終的に熱定着装置などの定着手段によって記録媒体上に定着され、画像形成物が得られる。   An image forming apparatus that performs electrophotographic image formation uses light that irradiates the surface of an image carrier (scanning target) with a light beam modulated based on image data read from a document or image data input from an external device. A beam scanning device is provided. The surface of the image carrier is uniformly charged in advance by charging means, and an electrostatic latent image is formed on the surface of the image carrier by irradiation with a light beam. The electrostatic latent image is visualized as a developer image (toner image) by the developer supplied from the developing means, and then transferred to a recording medium such as paper directly or via an intermediate transfer carrier. The toner image transferred to the recording medium is finally fixed on the recording medium by fixing means such as a thermal fixing device, and an image formed product is obtained.

図1(A)は、従来の光ビーム走査装置50におけるレーザビーム(光ビーム)の光路を模式的に示す平面図であり、図1(B)は、その側面図である。光ビーム走査装置50は、半導体レーザ(光源)51、コリメータレンズ(光学手段)52、シリンドリカルレンズ53、ポリゴンミラー(等角速度偏向手段)54、及び、fθレンズ(等速度偏向手段)55等を備えている。半導体レーザ51から出射されたレーザビームは、コリメータレンズ52によって平行光となるように広がり角を変更され、シリンドリカルレンズ53によって一方向について縮小される。そして、レーザビームは、ポリゴンミラー54によって等角速度偏向され、さらに、fθレンズ55によって像担持体56の表面に沿った主走査方向に等速度偏向される。   FIG. 1A is a plan view schematically showing an optical path of a laser beam (light beam) in a conventional light beam scanning apparatus 50, and FIG. 1B is a side view thereof. The light beam scanning device 50 includes a semiconductor laser (light source) 51, a collimator lens (optical means) 52, a cylindrical lens 53, a polygon mirror (constant angular velocity deflecting means) 54, an fθ lens (constant velocity deflecting means) 55, and the like. ing. The spread angle of the laser beam emitted from the semiconductor laser 51 is changed by the collimator lens 52 so as to become parallel light, and the laser beam is reduced in one direction by the cylindrical lens 53. The laser beam is deflected at a constant angular velocity by the polygon mirror 54 and further deflected at a constant velocity in the main scanning direction along the surface of the image carrier 56 by the fθ lens 55.

従来の光ビーム走査装置50では、半導体レーザ51、コリメータレンズ52、シリンドリカルレンズ53、ポリゴンミラー54及びfθレンズ55を支持する筐体は、BMC樹脂で形成され、熱変化時に熱膨張しない。   In the conventional light beam scanning device 50, the housing that supports the semiconductor laser 51, the collimator lens 52, the cylindrical lens 53, the polygon mirror 54, and the fθ lens 55 is formed of BMC resin and does not thermally expand when the heat changes.

また、従来の光ビーム走査装置50では、fθレンズ55は、コストダウン及び生産性向上のために、ガラスではなく、樹脂で形成されている。このため、熱定着装置の発する熱による機内温度の上昇により熱変化した場合、fθレンズ55は熱膨張しやすい。fθレンズ55が熱膨張した場合、厚さK1から厚さK2にfθレンズ55の厚さが増す(K1<K2)。fθレンズ55が熱膨張した場合、図2において破線で示すように、レーザビームの出射側の曲面が平面に近付くので、焦点距離が延びる。焦点距離が延びた場合、像担持体56の表面に結ぶべきレーザビームの焦点位置が光路方向にズレを生じ、像担持体56の表面に形成される静電潜像の精度が低下する。   In the conventional light beam scanning apparatus 50, the fθ lens 55 is formed of resin instead of glass for cost reduction and productivity improvement. For this reason, the fθ lens 55 is likely to thermally expand when the temperature changes due to an increase in the internal temperature due to the heat generated by the heat fixing device. When the fθ lens 55 is thermally expanded, the thickness of the fθ lens 55 increases from the thickness K1 to the thickness K2 (K1 <K2). When the fθ lens 55 is thermally expanded, as shown by a broken line in FIG. 2, the curved surface on the emission side of the laser beam approaches a plane, so that the focal length is extended. When the focal length is extended, the focal position of the laser beam to be connected to the surface of the image carrier 56 is shifted in the optical path direction, and the accuracy of the electrostatic latent image formed on the surface of the image carrier 56 is lowered.

ここで、熱変化時にコリメータレンズの熱膨張による焦点位置のズレを、コリメータレンズ自身を移動させることで補正できるとする技術がある(例えば、特許文献1参照。)。
特開平3−179420号公報
Here, there is a technique that can correct the shift of the focal position due to thermal expansion of the collimator lens by changing the collimator lens itself when the heat changes (see, for example, Patent Document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 3-179420

しかし、特許文献1の技術は、コリメータレンズが熱膨張したことによる焦点位置のズレを、その熱膨張したコリメータレンズ自身を移動させることで補正しようとする技術であり、fθレンズ55の熱膨張による焦点位置のズレを補正するものではない。   However, the technique of Patent Document 1 is a technique for correcting the shift of the focal position due to the thermal expansion of the collimator lens by moving the collimator lens itself that has undergone thermal expansion, and is based on the thermal expansion of the fθ lens 55. It does not correct the deviation of the focal position.

この発明の目的は、等速度偏向手段の熱膨張による光ビームの焦点位置の光路方向のズレを減少させることができる光ビーム走査装置を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a light beam scanning apparatus capable of reducing the deviation in the optical path direction of the focal position of the light beam due to thermal expansion of the constant velocity deflection means.

この発明の光ビーム走査装置は、上述の課題を解決するために以下のように構成される。   The light beam scanning apparatus of the present invention is configured as follows in order to solve the above-described problems.

(1)光ビームを出射する光源と、前記光源から出射された光ビームの広がり角を変更する光学手段と、前記光源及び前記光学手段を前記光ビームの光路方向に所定間隔を設けて支持する第1の支持手段と、前記光学手段を経由した光ビームを等角速度偏向する等角速度偏向手段と、前記等角速度偏向手段によって等角速度偏向された光ビームを所定の走査方向に等速度偏向する等速度偏向手段と、前記第1の支持手段、前記等角速度偏向手段及び前記等速度偏向手段を支持する筐体と、を備え、前記第1の支持手段は、熱変化時における前記等速度偏向手段の熱膨張による走査対象の表面に結ぶべき前記光ビームの焦点位置の光路方向のズレを減少させる方向に前記光源と前記光学手段との間隔を変更する熱膨張特性を有することを特徴とする。   (1) A light source that emits a light beam, an optical unit that changes a spread angle of the light beam emitted from the light source, and the light source and the optical unit are supported at a predetermined interval in the optical path direction of the light beam. A first support means, a constant angular velocity deflecting means for deflecting a light beam passing through the optical means, a light beam deflected by the constant angular velocity deflecting means at a constant angular velocity in a predetermined scanning direction, etc. A velocity deflection unit; and the first support unit, the constant angular velocity deflection unit, and a casing that supports the uniform velocity deflection unit, wherein the first support unit is the uniform velocity deflection unit during a heat change. A thermal expansion characteristic of changing a distance between the light source and the optical means in a direction to reduce a deviation in a light path direction of a focal position of the light beam to be connected to a surface of a scanning target due to thermal expansion of That.

この構成においては、光源と光学手段とが第1の支持手段によって支持される。光源から出射された光ビームは、光学手段、等角速度偏向手段及び等速度偏向手段を経由して走査対象の表面に照射される。第1の支持手段は、熱変化時に熱膨張することによって、光源と光学手段との光路方向の間隔を所定方向に変更する。光源と光学手段との光路方向の間隔が所定方向に変更された場合、光学手段に入射する光ビームの入射角が変化し、等速度偏向手段の熱膨張による走査対象の表面に結ぶべき焦点位置のズレが減少する。   In this configuration, the light source and the optical means are supported by the first support means. The light beam emitted from the light source is irradiated onto the surface to be scanned via the optical means, the constant angular velocity deflecting means, and the constant speed deflecting means. The first support means thermally expands when the heat changes, thereby changing the distance in the optical path direction between the light source and the optical means in a predetermined direction. When the distance in the optical path direction between the light source and the optical means is changed in a predetermined direction, the incident angle of the light beam incident on the optical means changes, and the focal position to be connected to the surface of the scanning target due to thermal expansion of the constant velocity deflection means The deviation is reduced.

(2)前記等速度偏向手段によって等速度偏向された光ビームを前記走査対象の表面に結像させる結像手段と、前記等速度偏向手段及び前記結像手段を前記光ビームの光路方向に所定間隔を設けて支持する第2の支持手段と、をさらに備え、前記第2の支持手段は、熱変化時における前記等速度偏向手段の熱膨張による走査対象の表面に結ぶべき前記光ビームの焦点位置の光路方向のズレを減少させる方向に前記等速度偏向手段と前記結像手段との間隔を変更する熱膨張特性を有することを特徴とする。   (2) Image forming means for forming an image of the light beam deflected at a constant speed by the constant speed deflecting means on the surface of the scanning target, and the constant speed deflecting means and the image forming means in the optical path direction of the light beam. A second support means for supporting the optical beam at a distance, and the second support means has a focal point of the light beam to be connected to the surface of the scanning target due to thermal expansion of the constant velocity deflection means during a heat change. It has a thermal expansion characteristic that changes the interval between the constant velocity deflection means and the imaging means in a direction to reduce the deviation of the position in the optical path direction.

この構成においては、等速度偏向手段と結像手段とが第2の支持手段によって支持される。第2の支持手段は、所定の熱膨張特性を有する。第2の支持手段は、熱変化時に熱膨張することによって、等速度偏向手段と結像手段との光路方向の間隔を所定方向に変更する。等速度偏向手段と結像手段との光路方向の間隔が所定方向に変更された場合、結像手段に入射する光ビームの入射角が変化し、等速度偏向手段の熱膨張による走査対象の表面に結ぶべき焦点位置のズレが減少する。   In this configuration, the constant velocity deflection unit and the imaging unit are supported by the second support unit. The second support means has a predetermined thermal expansion characteristic. The second support means thermally expands when the heat changes, thereby changing the distance in the optical path direction between the constant velocity deflection means and the imaging means in a predetermined direction. When the distance in the optical path direction between the constant velocity deflection means and the imaging means is changed to a predetermined direction, the incident angle of the light beam incident on the imaging means changes, and the surface of the object to be scanned due to the thermal expansion of the constant velocity deflection means The shift of the focal position that should be connected to is reduced.

(3)前記第1の支持手段と前記第2の支持手段とは同一の素材で形成されることを特徴とする。   (3) The first support means and the second support means are formed of the same material.

この構成においては、第1の支持手段と第2の支持手段とに同一の素材を用いることができるので、設計が容易になる。また、第1の支持手段と第2の支持手段とはともに例えばアルミニウムで形成され、等速度偏向手段の熱膨張による走査対象の表面に結ぶべき焦点位置のズレを減少させる方向に、第1の支持手段及び第2の支持手段がそれぞれ熱膨張する。   In this configuration, since the same material can be used for the first support means and the second support means, the design is facilitated. Further, both the first support means and the second support means are formed of, for example, aluminum, and the first support means and the second support means are arranged to reduce the shift of the focal position to be connected to the surface to be scanned due to the thermal expansion of the constant velocity deflection means. The support means and the second support means each thermally expand.

(4)それぞれ異なる色相に対応した光ビームを出射する複数の光源と、前記複数の光源のそれぞれに対応する複数の光学手段と、をさらに備え、前記第1の支持手段は、前記複数の光源及び前記複数の光学手段を前記複数の光源のそれぞれから出射される光ビームの光路方向にそれぞれ所定間隔を設けて支持することを特徴とする。   (4) A plurality of light sources that emit light beams corresponding to different hues, and a plurality of optical means corresponding to the plurality of light sources, respectively, wherein the first support means includes the plurality of light sources. The plurality of optical means are supported at predetermined intervals in the optical path direction of the light beam emitted from each of the plurality of light sources.

この構成においては、光ビーム走査装置は、複数の光源と、各光源に対応する複数の光学手段と、を備える。そして、複数の光源及び複数の光学手段が、第1の支持手段で支持される。複数の光源及び複数の光学手段が第1の支持手段で支持されるので、熱変化時に、各光源とその光源に対応する光学手段とのそれぞれの間隔が、均一に変更される。   In this configuration, the light beam scanning device includes a plurality of light sources and a plurality of optical means corresponding to the light sources. The plurality of light sources and the plurality of optical means are supported by the first support means. Since the plurality of light sources and the plurality of optical means are supported by the first support means, the intervals between the light sources and the optical means corresponding to the light sources are uniformly changed during the heat change.

(5)前記第1の支持手段は、単一のみ設けられることを特徴とする。   (5) The first support means is provided as a single unit.

この構成においては、全ての光源及び光学手段が、単一の第1の支持手段で支持される。全ての光源及び光学手段が単一の第1の支持手段で支持されるので、熱変化時に、各光源とその光源に対応する光学手段とのそれぞれの間隔が、均一に変更される。   In this configuration, all light sources and optical means are supported by a single first support means. Since all the light sources and the optical means are supported by the single first support means, the intervals between the light sources and the optical means corresponding to the light sources are uniformly changed during the heat change.

(6)前記第1の支持手段は、第1の素材部と、前記第1の素材部より熱膨張率が小さい素材で形成された第2の素材部と、を含み、前記第1の素材部と前記第2の素材部とは前記複数の光源のそれぞれから出射される光ビームの光路方向に沿った境界線で区分され、前記第1の素材部は、前記複数の光源のそれぞれから出射され前記等速度偏向手段に入射する複数の光ビームのうち上端及び下端に位置する光ビームを出射する光源及び前記光源に対応する光学手段を支持し、前記第2の素材部は、前記第1の素材部が支持する光源及び光学手段以外の光源及び光学手段を支持することを特徴とする。   (6) The first support means includes a first material portion, and a second material portion formed of a material having a smaller coefficient of thermal expansion than the first material portion, and the first material. And the second material portion are divided by a boundary line along the optical path direction of the light beam emitted from each of the plurality of light sources, and the first material portion is emitted from each of the plurality of light sources. A light source that emits light beams positioned at the upper end and the lower end of the plurality of light beams incident on the constant velocity deflecting unit and an optical unit corresponding to the light source; and the second material unit includes the first material unit. The light source and the optical means other than the light source and the optical means supported by the material portion are supported.

熱変化時に、等速度偏向手段の上端及び下端は、上端及び下端以外の部分より大きく熱膨張するので、従来は、等速度偏向手段の上端及び下端に入射した光ビームの焦点位置は、上端及び下端以外の部分に入射した光ビームの焦点位置より遠くなる。   At the time of heat change, the upper end and the lower end of the constant velocity deflecting unit thermally expand larger than the portions other than the upper end and the lower end, and conventionally, the focal position of the light beam incident on the upper end and the lower end of the constant velocity deflecting unit is It is farther from the focal position of the light beam incident on the part other than the lower end.

この構成においては、熱変化時に、第1の素材部は第2の素材部より大きく熱膨張する。このため、等速度偏向手段に入射する複数の光ビームのうち上端及び下端に位置する光ビームを出射する光源と、その光源に対応する光学手段と、の間隔は、その他の光源とその光源に対応する光学手段との間隔より、大きく変更される。したがって、各光源から出射された光ビームの焦点位置が単一の位置に近付けられる。   In this configuration, the first material portion thermally expands more than the second material portion when the heat changes. For this reason, the distance between the light source that emits the light beam positioned at the upper end and the lower end of the plurality of light beams incident on the constant velocity deflecting unit and the optical unit corresponding to the light source is the same as that of the other light sources and the light source. The distance is greatly changed from the distance from the corresponding optical means. Therefore, the focal position of the light beam emitted from each light source is brought close to a single position.

(7)前記複数の光源のうち前記等速度偏向手段の上端又は下端に入射する光ビームを出射する光源は、イエローの色相に対応した光ビームを出射することを特徴とする。   (7) Among the plurality of light sources, a light source that emits a light beam incident on an upper end or a lower end of the constant velocity deflection unit emits a light beam corresponding to a yellow hue.

この構成においては、等速度偏向手段の上端又は下端に入射し焦点位置のズレが大きくなりやすい光ビームは、イエローの色相に対応した光ビームである。イエローの色相は、他の色相と比較して、最も目立ちにくい色相である。   In this configuration, the light beam that is incident on the upper end or the lower end of the constant velocity deflecting unit and tends to have a large focal position shift is a light beam corresponding to the yellow hue. The yellow hue is the least noticeable hue compared to other hues.

この発明によれば、以下の効果を奏することができる。   According to the present invention, the following effects can be obtained.

(1)第1の支持手段として所定の熱膨張特性を有するものを用いることで、等速度偏向手段の熱膨張による走査対象の表面に結ぶべき焦点位置の光路方向のズレを減少させることができる。したがって、走査対象の表面に高精度に静電潜像を形成することができる。   (1) By using the first support means having a predetermined thermal expansion characteristic, it is possible to reduce the deviation in the optical path direction of the focal position to be connected to the surface of the scanning target due to the thermal expansion of the constant velocity deflection means. . Therefore, it is possible to form an electrostatic latent image on the surface to be scanned with high accuracy.

(2)第2の支持手段として所定の熱膨張特性を有するものを用いることで、等速度偏向手段の熱膨張による走査対象の表面に結ぶべき焦点位置の光路方向のズレを、さらに減少させることができる。したがって、走査対象の表面にさらに高精度に静電潜像を形成することができる。   (2) By using the second support means having a predetermined thermal expansion characteristic, the deviation in the optical path direction of the focal position to be connected to the surface of the scanning target due to the thermal expansion of the constant velocity deflection means is further reduced. Can do. Therefore, an electrostatic latent image can be formed on the surface to be scanned with higher accuracy.

(3)第1の支持手段と第2の支持手段とをともに同一の素材(例えばアルミニウム)で形成することで、設計が容易になる上、第1の支持手段と第2の支持手段とを適度に熱膨張させることができる。   (3) By forming both the first support means and the second support means with the same material (for example, aluminum), the design is facilitated, and the first support means and the second support means are provided. Appropriate thermal expansion can be achieved.

(4)熱変化時に、各光源とその光源に対応する光学手段とのそれぞれの間隔を均一に変更するようにしたので、走査対象の表面を走査する精度を各色相間で均一にすることができる。   (4) Since the distance between each light source and the optical means corresponding to the light source is changed uniformly during a heat change, the accuracy of scanning the surface to be scanned can be made uniform between hues. .

(5)熱変化時に、全ての光源及び光学手段間で、各光源とその光源に対応する光学手段とのそれぞれの間隔を均一に変更するようにしたので、走査対象の表面を走査する精度を各色相間でいっそう均一にすることができる。   (5) Since the distance between each light source and the optical means corresponding to the light source is uniformly changed between all the light sources and the optical means at the time of heat change, the accuracy of scanning the surface to be scanned is improved. It can be made more uniform between each hue.

(6)各光源から出射された光ビームの焦点位置を単一の位置に近付けることができるので、走査対象の表面を走査する精度を各色相間でいっそう均一にすることができる。   (6) Since the focal position of the light beam emitted from each light source can be brought close to a single position, the accuracy of scanning the surface to be scanned can be made more uniform between hues.

(7)焦点位置のズレが大きくなりやすい光ビームを最も目立ちにくいイエローの色相に対応した光ビームにすることで、走査対象の表面を走査する精度の低下を目立たなくすることができる。   (7) By making the light beam that tends to have a large focus position shift into a light beam that corresponds to the yellow hue that is most inconspicuous, it is possible to make the reduction in the accuracy of scanning the surface of the scanning object inconspicuous.

以下に、この発明の実施形態について図面に基づいて説明する。図3は、この発明の実施形態に係る光ビーム走査装置である露光ユニットEを備えた画像形成装置100の概略の構成を示す説明図である。画像形成装置100は、読み取った原稿の画像データやネットワーク等を介して送信された画像データに基づいて用紙に多色および単色の画像を形成する。画像形成装置100は、露光ユニットE、感光体ドラム101A〜101D、現像装置102A〜102D、帯電ローラ103A〜103D、クリーニングユニット104A〜104D、中間転写ベルト11、一次転写ローラ13A〜13D、二次転写ローラ14、定着装置15、用紙搬送経路P1,P2,P3、給紙カセット16、手差し給紙トレイ17及び排紙トレイ18等を備えている。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 3 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of an image forming apparatus 100 including an exposure unit E which is a light beam scanning apparatus according to an embodiment of the present invention. The image forming apparatus 100 forms multicolor and single color images on a sheet based on the read image data of the original or image data transmitted via a network or the like. The image forming apparatus 100 includes an exposure unit E, photosensitive drums 101A to 101D, developing devices 102A to 102D, charging rollers 103A to 103D, cleaning units 104A to 104D, an intermediate transfer belt 11, primary transfer rollers 13A to 13D, and secondary transfer. A roller 14, a fixing device 15, paper transport paths P1, P2, and P3, a paper feed cassette 16, a manual paper feed tray 17, a paper discharge tray 18, and the like are provided.

画像形成装置100は、ブラック(K)、並びに、カラー画像を色分解して得られる減法混色の3原色であるシアン(C)、マゼンタ(M)及びイエロー(Y)の4色の各色相に対応した画像データを用いて画像形成部PA〜PDにおいて画像形成を行う。画像形成部PA〜PDは、互いに同様に構成されている。例えば、ブラックの画像形成部PAは、感光体ドラム101A、現像装置102A、帯電ローラ103A、転写ローラ13A及びクリーニングユニット104A等を備えている。画像形成部PA〜PDは、中間転写ベルト11の移動方向(この発明の走査方向である主走査方向に直交する方向である副走査方向)に一列に配置されている。   The image forming apparatus 100 applies black (K) and four hues of cyan (C), magenta (M), and yellow (Y), which are three subtractive primary colors obtained by color separation of a color image. Image formation is performed in the image forming sections PA to PD using the corresponding image data. The image forming units PA to PD are configured in the same manner. For example, the black image forming unit PA includes a photosensitive drum 101A, a developing device 102A, a charging roller 103A, a transfer roller 13A, a cleaning unit 104A, and the like. The image forming portions PA to PD are arranged in a line in the moving direction of the intermediate transfer belt 11 (the sub-scanning direction that is orthogonal to the main scanning direction that is the scanning direction of the present invention).

但し、図3には表れていないが、感光体ドラム101Aは、感光体ドラム101B〜101Dに比較して大径にされている。ブラックの画像形成部PAのみを用いて行われるモノクロ画像形成では、高速化の要請が高く、且つ、画像形成部PA〜PDの全てを用いて行われるカラー画像形成よりも使用頻度が高いため、ブラックの画像形成部PAに備えられる感光体ドラム101Aは、感光体ドラム101B〜101Dよりも寿命を長くする必要があるからである。感光体ドラム101B〜101Dは、互いに同一の径にされている。このため、感光体ドラム101Aの回転軸と感光体ドラム101Bの回転軸との間隔は、感光体ドラム101B〜101Dのそれぞれの回転軸の間隔よりも長い。   However, although not shown in FIG. 3, the photosensitive drum 101A has a larger diameter than the photosensitive drums 101B to 101D. In monochrome image formation performed using only the black image forming unit PA, there is a high demand for speeding up, and the frequency of use is higher than color image formation performed using all of the image forming units PA to PD. This is because the photosensitive drum 101A provided in the black image forming portion PA needs to have a longer life than the photosensitive drums 101B to 101D. The photosensitive drums 101B to 101D have the same diameter. For this reason, the interval between the rotation shaft of the photosensitive drum 101A and the rotation shaft of the photosensitive drum 101B is longer than the interval between the rotation shafts of the photosensitive drums 101B to 101D.

帯電ローラ103Aは、この発明の走査対象としての像担持体である感光体ドラム101Aの表面を所定の電位に均一に帯電させる接触方式の帯電器である。帯電ローラ103Aに代えて、帯電ブラシを用いた接触方式の帯電器、又は、帯電チャージャを用いた非接触方式の帯電器を用いることもできる。帯電ローラ103B〜103Dのそれぞれは、帯電ローラ103Aと同様に構成されている。   The charging roller 103A is a contact-type charger that uniformly charges the surface of the photosensitive drum 101A, which is an image carrier as a scanning target of the present invention, to a predetermined potential. Instead of the charging roller 103A, a contact type charger using a charging brush or a non-contact type charger using a charging charger may be used. Each of the charging rollers 103B to 103D is configured similarly to the charging roller 103A.

この発明の光ビーム走査装置である露光ユニットEは、図示しない半導体レーザ、ポリゴンミラー6、第1fθレンズ7及び第2fθレンズ8等を備えており、ブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各色相の画像データによって変調されたレーザビーム(この発明の光ビームである。)のそれぞれを感光体ドラム101A〜101Dのそれぞれに照射する。感光体ドラム101A〜101Dのそれぞれには、ブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各色相の画像データによる静電潜像が形成される。露光ユニットEの詳細については後述する。   An exposure unit E which is a light beam scanning apparatus of the present invention includes a semiconductor laser, a polygon mirror 6, a first fθ lens 7, a second fθ lens 8, and the like (not shown), and images of each hue of black, cyan, magenta and yellow. Each of the photosensitive drums 101A to 101D is irradiated with a laser beam (which is a light beam of the present invention) modulated according to data. On each of the photosensitive drums 101A to 101D, an electrostatic latent image is formed based on image data of each hue of black, cyan, magenta, and yellow. Details of the exposure unit E will be described later.

現像装置102Aは、ブラックのトナーを収納しており、静電潜像が形成された感光体ドラム101Aの表面にブラックのトナーを供給し、静電潜像を現像剤像に顕像化する。現像装置102B〜102Dのそれぞれは、シアン、マゼンタ及びイエローの各色相のトナーを収納しており、感光体ドラム101B〜101Dのそれぞれに形成された各色相の静電潜像をシアン、マゼンタ及びイエローの各色相の現像剤像に顕像化する。   The developing device 102A stores black toner, supplies black toner to the surface of the photosensitive drum 101A on which the electrostatic latent image is formed, and visualizes the electrostatic latent image into a developer image. Each of the developing devices 102B to 102D stores toner of each hue of cyan, magenta, and yellow, and the electrostatic latent images of each hue formed on each of the photosensitive drums 101B to 101D are cyan, magenta, and yellow. To develop a developer image of each hue.

クリーニングユニット104Aは、現像・画像転写後における感光体ドラム101Aの表面に残留したトナーを除去・回収する。クリーニングユニット104Aと同様に、クリーニングユニット104B〜104Dのそれぞれは、現像・画像転写後における感光体ドラム101B〜101Dの表面に残留したトナーを除去・回収する。   The cleaning unit 104A removes and collects toner remaining on the surface of the photosensitive drum 101A after development and image transfer. As with the cleaning unit 104A, each of the cleaning units 104B to 104D removes and collects toner remaining on the surfaces of the photosensitive drums 101B to 101D after development and image transfer.

中間転写ベルト11は、駆動ローラ11Aと従動ローラ11Bとの間に張架されてループ状の移動経路を形成している。中間転写ベルト11の外周面は、感光体ドラム101D、感光体ドラム101C、感光体ドラム101B及び感光体ドラム101Aにこの順に対向する。この中間転写ベルト11を挟んで各感光体ドラム101A〜101Dに対向する位置に、一次転写ローラ13A〜13Dが配置されている。中間転写ベルト11が感光体ドラム101A〜101Dに対向する位置のそれぞれが一次転写位置である。   The intermediate transfer belt 11 is stretched between the driving roller 11A and the driven roller 11B to form a loop-shaped moving path. The outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 11 faces the photosensitive drum 101D, the photosensitive drum 101C, the photosensitive drum 101B, and the photosensitive drum 101A in this order. Primary transfer rollers 13A to 13D are arranged at positions facing the respective photosensitive drums 101A to 101D with the intermediate transfer belt 11 interposed therebetween. Each of the positions where the intermediate transfer belt 11 faces the photosensitive drums 101A to 101D is a primary transfer position.

一次転写ローラ13A〜13Dには、感光体ドラム101A〜101Dの表面に担持された現像剤像を中間転写ベルト11上に転写するために、トナーの帯電極性と逆極性の一次転写バイアスが定電圧制御によって印加される。これによって、感光体ドラム101A〜101Dに形成された各色相の現像剤像は中間転写ベルト11の外周面に順次重ねて転写され、中間転写ベルト11の外周面にフルカラーの現像剤像が形成される。   In order to transfer the developer images carried on the surfaces of the photosensitive drums 101A to 101D onto the intermediate transfer belt 11, primary transfer biases having a polarity opposite to the charging polarity of the toner are applied to the primary transfer rollers 13A to 13D. Applied by control. As a result, the developer images of the respective colors formed on the photosensitive drums 101 </ b> A to 101 </ b> D are sequentially superimposed on the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 11, and a full-color developer image is formed on the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 11. The

但し、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの色相の一部のみの画像データが入力された場合には、4つの感光体ドラム101A〜101Dのうち、入力された画像データの色相に対応する一部のみにおいて静電潜像及び現像剤像の形成が行われる。例えば、モノクロ画像形成時には、ブラックの色相に対応した感光体ドラム101Aのみにおいて静電潜像の形成及び現像剤像の形成が行われ、中間転写ベルト11の外周面にはブラックの現像剤像のみが転写される。   However, when image data of only a part of the hues of yellow, magenta, cyan, and black is input, only a part corresponding to the hue of the input image data among the four photosensitive drums 101A to 101D. In step S1, an electrostatic latent image and a developer image are formed. For example, when forming a monochrome image, an electrostatic latent image and a developer image are formed only on the photosensitive drum 101A corresponding to the black hue, and only the black developer image is formed on the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 11. Is transcribed.

各一次転写ローラ13A〜13Dは、直径8〜10mmの金属(例えばステンレス)を素材とする軸の表面を導電性の弾性材(例えばEPDM、発泡ウレタン等)により被覆して構成されており、導電性の弾性材によって中間転写ベルト11に均一に高電圧を印加する。   Each of the primary transfer rollers 13A to 13D is configured by covering the surface of a shaft made of a metal (for example, stainless steel) having a diameter of 8 to 10 mm with a conductive elastic material (for example, EPDM, urethane foam, or the like). A high voltage is uniformly applied to the intermediate transfer belt 11 by the elastic material.

各一次転写位置において中間転写ベルト11の外周面に転写された現像剤像は、中間転写ベルト11の回転によって、二次転写ローラ14との対向位置である二次転写位置に搬送される。二次転写ローラ14は、画像形成時において、内周面が駆動ローラ11Aの周面に接触する中間転写ベルト11の外周面に所定のニップ圧で圧接されている。   The developer image transferred to the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 11 at each primary transfer position is conveyed to a secondary transfer position that is a position facing the secondary transfer roller 14 by the rotation of the intermediate transfer belt 11. The secondary transfer roller 14 is in pressure contact with the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 11 whose inner peripheral surface is in contact with the peripheral surface of the driving roller 11A at a predetermined nip pressure during image formation.

給紙カセット16又は手差し給紙トレイ17から給紙された用紙(記録媒体)が二次転写ローラ14と中間転写ベルト11との間を通過する際に、二次転写ローラ14にトナーの帯電極性とは逆極性の高電圧が印加される。これによって、中間転写ベルト11の外周面から用紙の表面に現像剤像が転写される。   When the paper (recording medium) fed from the paper feed cassette 16 or the manual paper feed tray 17 passes between the secondary transfer roller 14 and the intermediate transfer belt 11, the charging polarity of the toner is applied to the secondary transfer roller 14. A high voltage having a polarity opposite to that of is applied. As a result, the developer image is transferred from the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 11 to the surface of the sheet.

感光体ドラム101A〜101Dの一部又は全部から中間転写ベルト11に付着したトナーのうち用紙上に転写されずに中間転写ベルト11上に残存したトナーは、次工程での混色を防止するために、クリーニングユニット12によって回収される。   In order to prevent color mixing in the next process, the toner remaining on the intermediate transfer belt 11 without being transferred onto the paper from among the toner adhering to the intermediate transfer belt 11 from some or all of the photosensitive drums 101A to 101D. It is collected by the cleaning unit 12.

現像剤像が転写された用紙は、定着装置15に導かれ、加熱ローラ15Aと加圧ローラ15Bとの間を通過して加熱及び加圧を受ける。これによって、現像剤像が、用紙の表面に堅牢に定着する。現像剤像が定着した用紙は、排紙ローラ18Aによって排紙トレイ18上に排出される。   The sheet on which the developer image has been transferred is guided to the fixing device 15 and passes between the heating roller 15A and the pressure roller 15B and is heated and pressed. As a result, the developer image is firmly fixed on the surface of the paper. The sheet on which the developer image is fixed is discharged onto the discharge tray 18 by the discharge roller 18A.

画像形成装置100には、給紙カセット16に収容されている用紙を二次転写ローラ14と中間転写ベルト11との間及び定着装置15を経由して排紙トレイ18に送るための略垂直方向の用紙搬送路P1が設けられている。   In the image forming apparatus 100, a substantially vertical direction for feeding the paper stored in the paper feed cassette 16 to the paper discharge tray 18 between the secondary transfer roller 14 and the intermediate transfer belt 11 and via the fixing device 15. Paper transport path P1 is provided.

用紙搬送路P1には、給紙カセット16内の用紙を一枚ずつ用紙搬送路P1内に繰り出すピックアップローラ16A、給紙ローラ16B、複数枚の用紙が重なって繰り出された際に最上位に位置する用紙のみが搬送されるように用紙を捌く捌きパッド16C、及び、繰り出された用紙を用紙搬送路P1に沿って搬送する回転速度が変更自在な搬送ローラRが配置されている。   In the paper transport path P1, the pickup roller 16A and paper feed roller 16B that feed out the paper in the paper feed cassette 16 one by one into the paper transport path P1, and the uppermost position when a plurality of papers are fed out in a superimposed manner. A paper pad 16C for scooping the paper so that only the paper to be conveyed is transported, and a transport roller R capable of changing the rotational speed for transporting the fed paper along the paper transport path P1 are arranged.

また、用紙搬送路P1の捌きパッド16Cの直後には、用紙検出器30が配設されている。用紙検出器30は、給紙ローラ16Bと捌きパッド16Cとの間を通過する用紙の有無を検出する。つまり、用紙検出器30は、ピックアップローラ16Aによって給紙カセット16から用紙搬送路P1に1枚の用紙が適切に繰り出されたか否かを検出する。また、用紙検出器30は、図示しない制御部に検出結果を出力する。   A paper detector 30 is disposed immediately after the separation pad 16C of the paper transport path P1. The paper detector 30 detects the presence or absence of paper passing between the paper feed roller 16B and the scooping pad 16C. That is, the paper detector 30 detects whether or not one sheet is properly fed from the paper feed cassette 16 to the paper transport path P1 by the pickup roller 16A. Further, the paper detector 30 outputs a detection result to a control unit (not shown).

用紙搬送路P1には、搬送されてきた用紙を所定のタイミングで2次転写ローラ14と中間転写ベルト11との間に導くレジストローラ19、及び、用紙を排紙トレイ18に排出する排紙ローラ18Aが配置されている。   In the paper conveyance path P1, a registration roller 19 that guides the conveyed paper between the secondary transfer roller 14 and the intermediate transfer belt 11 at a predetermined timing, and a paper discharge roller that discharges the paper to the paper discharge tray 18 18A is arranged.

また、画像形成装置100には、手差し給紙トレイ17からレジストローラ19に至る間に用紙搬送路P2が形成されている。用紙搬送路P2には、用紙搬送路P1の構成と同様に、手差しトレイ17に載置された用紙を一枚ずつ用紙搬送路P2内に繰り出すピックアップローラ17A、給紙ローラ17B、捌きパッド17Cが配置されている。   In the image forming apparatus 100, a sheet conveyance path P <b> 2 is formed between the manual sheet feeding tray 17 and the registration roller 19. Similarly to the configuration of the paper transport path P1, the paper transport path P2 includes a pick-up roller 17A, a paper feed roller 17B, and a separating pad 17C for feeding the papers placed on the manual feed tray 17 one by one into the paper transport path P2. Is arranged.

さらに、排紙ローラ18Aから用紙搬送路P1におけるレジストローラ19の上流側に至る間には、用紙搬送路P3が形成されている。排紙ローラ18Aは、正逆両方向に回転自在にされており、用紙の片面に画像を形成する片面画像形成時、及び、用紙の両面に画像を形成する両面画像形成における第2面画像形成時に正転方向に駆動されて用紙を排紙トレイ18に排出する。   Further, a sheet conveyance path P3 is formed between the paper discharge roller 18A and the upstream side of the registration roller 19 in the sheet conveyance path P1. The paper discharge roller 18A is rotatable in both forward and reverse directions. When forming a single-sided image for forming an image on one side of a sheet, and when forming a second-side image in forming a double-sided image for forming an image on both sides of a sheet. Driven in the forward direction, the paper is discharged to the paper discharge tray 18.

一方、両面画像形成における第1面画像形成時には、排出ローラ18Aは、用紙の後端が定着装置15を通過するまで正転方向に駆動された後、用紙の後端部を挟持した状態で逆転方向に駆動されて用紙を用紙搬送路P3内に導く。これによって、両面画像形成時に片面のみに画像が形成された用紙は、表裏面及び前後端を反転した状態で用紙搬送路P1に導かれる。   On the other hand, at the time of forming the first surface image in the double-sided image formation, the discharge roller 18A is driven in the normal rotation direction until the rear end of the paper passes through the fixing device 15, and then reversely rotated with the rear end of the paper sandwiched. Driven in the direction, the sheet is guided into the sheet conveyance path P3. As a result, the paper on which the image is formed only on one side when the double-sided image is formed is guided to the paper transport path P1 with the front and back surfaces and the front and rear ends reversed.

レジストローラ19は、給紙カセット16若しくは手差し給紙トレイ17から給紙され、又は、用紙搬送路P3を経由して搬送された用紙を、中間転写ベルト11の回転に同期したタイミングで2次転写ローラ14と中間転写ベルト11との間に導く。このため、レジストローラ19は、感光体ドラム101や中間転写ベルト11の動作開始時には回転を停止しており、中間転写ベルト11の回転に先立って給紙又は搬送された用紙は、前端をレジストローラ19に当接させた(チャックされた)状態で用紙搬送路P1内における移動を停止する。この後、レジストローラ19は、2次転写ローラ14と中間転写ベルト11とが圧接する位置で、用紙の前端部と中間転写ベルト11上に形成された現像剤像の前端部とが対向するタイミングで回転を開始する。   The registration roller 19 performs secondary transfer of paper fed from the paper feed cassette 16 or the manual paper feed tray 17 or transported via the paper transport path P3 at a timing synchronized with the rotation of the intermediate transfer belt 11. Guided between the roller 14 and the intermediate transfer belt 11. For this reason, the registration roller 19 stops rotating when the operation of the photosensitive drum 101 and the intermediate transfer belt 11 is started, and the sheet fed or conveyed prior to the rotation of the intermediate transfer belt 11 has the front end at the registration roller 19. The movement in the sheet conveyance path P1 is stopped in a state of being in contact with (chucked) 19. Thereafter, the registration roller 19 is a position where the secondary transfer roller 14 and the intermediate transfer belt 11 are in pressure contact with each other, and the front end portion of the sheet and the front end portion of the developer image formed on the intermediate transfer belt 11 face each other. To start rotation.

なお、画像形成部PA〜PDの全てにおいて画像形成が行われるフルカラー画像形成時には、一次転写ローラ13A〜13Dが中間転写ベルト11を全ての感光体ドラム101A〜101Dに圧接させる。一方、画像形成部PAのみにおいて画像形成が行われるモノクロ画像形成時には、一次転写ローラ13Aのみが中間転写ベルト11を感光体ドラム101Aに圧接させる。   At the time of full color image formation in which image formation is performed in all of the image forming portions PA to PD, the primary transfer rollers 13A to 13D press the intermediate transfer belt 11 against all the photosensitive drums 101A to 101D. On the other hand, at the time of monochrome image formation in which image formation is performed only in the image forming unit PA, only the primary transfer roller 13A presses the intermediate transfer belt 11 against the photosensitive drum 101A.

図4は、露光ユニットEの概略の構成を示す側面図である。また、図5は、露光ユニットEの概略の構成を示す平面図である。以下に、図5において、感光体ドラム101の回転軸に平行な方向であって、レーザビームL1〜L4の走査方向である矢印X−X方向が、この発明の走査方向であり、主走査方向という。また、図4において、偏向面6A内で主走査方向に直交する方向である矢印Y−Y方向を副走査方向という。   FIG. 4 is a side view showing a schematic configuration of the exposure unit E. As shown in FIG. FIG. 5 is a plan view showing a schematic configuration of the exposure unit E. In FIG. 5, the arrow XX direction, which is a direction parallel to the rotation axis of the photosensitive drum 101 and is the scanning direction of the laser beams L1 to L4, is the scanning direction of the present invention, and is the main scanning direction. That's it. In FIG. 4, the arrow Y-Y direction, which is the direction orthogonal to the main scanning direction within the deflection surface 6A, is referred to as the sub-scanning direction.

露光ユニットEは、半導体レーザ1A〜1D、コリメータレンズ2A〜2D、ミラー3B〜3D、第1シリンドリカルレンズ4、ミラー5、ポリゴンミラー6、第1fθレンズ7、第2fθレンズ8、第2シリンドリカルレンズ9A〜9D、ミラー21,22A〜22C,23A,23B,24A〜24C、同期レンズ10A及びBDセンサ10等の光学部品、並びに、これらの光学部品を支持する筐体60を備えている。筐体60は、アルミニウム製である。   The exposure unit E includes semiconductor lasers 1A to 1D, collimator lenses 2A to 2D, mirrors 3B to 3D, first cylindrical lens 4, mirror 5, polygon mirror 6, first fθ lens 7, second fθ lens 8, and second cylindrical lens 9A. To 9D, mirrors 21, 22A to 22C, 23A, 23B, 24A to 24C, optical components such as the synchronization lens 10A and the BD sensor 10, and a housing 60 that supports these optical components. The housing 60 is made of aluminum.

各半導体レーザ1A〜1Dは、この発明の光源に相当する。各コリメータレンズ2A〜2Dは、この発明の光学手段に相当する。ポリゴンミラー6は、この発明の等角速度偏向手段に相当する。第1fθレンズ7及び第2fθレンズ8は、この発明の等速度偏向手段に相当する。各第2シリンドリカルレンズ9A〜9Dは、この発明の結像手段に相当する。また、この実施形態では、筐体60は、この発明の第2の支持手段に相当する。   Each semiconductor laser 1A-1D is equivalent to the light source of this invention. Each collimator lens 2A-2D is equivalent to the optical means of this invention. The polygon mirror 6 corresponds to the equiangular velocity deflecting means of the present invention. The first fθ lens 7 and the second fθ lens 8 correspond to constant velocity deflection means of the present invention. Each of the second cylindrical lenses 9A to 9D corresponds to the image forming means of the present invention. Moreover, in this embodiment, the housing | casing 60 is corresponded to the 2nd support means of this invention.

図6に示すように、半導体レーザ1Aと、半導体レーザ1Aに対応するコリメータレンズ2Aとは、半導体レーザ1Aが出射するレーザビームL1の光路方向に所定の間隔SAを設けて、単一のスペーサ40Aによって支持されている。同様に、半導体レーザ1Bとコリメータレンズ2Bとは、半導体レーザ1Bが出射するレーザビームL2の光路方向に所定の間隔SBを設けて、単一のスペーサ40Bによって支持され、半導体レーザ1Cとコリメータレンズ2Cとは、半導体レーザ1Cが出射するレーザビームL3の光路方向に所定の間隔SCを設けて、単一のスペーサ40Cによって支持され、半導体レーザ1Dとコリメータレンズ2Dとは、半導体レーザ1Dが出射するレーザビームL4の光路方向に所定の間隔SDを設けて、単一のスペーサ40Dによって支持されている。   As shown in FIG. 6, the semiconductor laser 1A and the collimator lens 2A corresponding to the semiconductor laser 1A are provided with a predetermined interval SA in the optical path direction of the laser beam L1 emitted from the semiconductor laser 1A, and a single spacer 40A. Is supported by. Similarly, the semiconductor laser 1B and the collimator lens 2B are supported by a single spacer 40B with a predetermined interval SB in the optical path direction of the laser beam L2 emitted from the semiconductor laser 1B, and the semiconductor laser 1C and the collimator lens 2C. Means a laser beam L3 emitted from the semiconductor laser 1D and provided with a predetermined interval SC in the optical path direction of the laser beam L3 emitted from the semiconductor laser 1C and supported by a single spacer 40C. A predetermined interval SD is provided in the optical path direction of the beam L4 and is supported by a single spacer 40D.

各スペーサ40A〜40Dは、筐体60と同一の素材で形成されている。すなわち、各スペーサ40A〜40Dは、この実施形態ではアルミニウム製である。各スペーサ40A〜40Dは、この発明の第1の支持手段に相当する。   Each spacer 40 </ b> A to 40 </ b> D is formed of the same material as that of the housing 60. That is, the spacers 40A to 40D are made of aluminum in this embodiment. Each of the spacers 40A to 40D corresponds to the first support means of the present invention.

各半導体レーザ1A〜1Dは、それぞれブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの画像データに基づいて変調されたレーザビームL1〜L4を出射する。レーザビームL1〜L4のそれぞれがこの発明の光ビームである。半導体レーザ1A〜1Dから出射された拡散光であるレーザビームL1〜L4のそれぞれは、コリメータレンズ2A〜2Dによって広がり角を変更されて平行光となり、ミラー3B〜3D、第1シリンドリカルレンズ4及びミラー5を経てポリゴンミラー6の反射面61に、ポリゴンミラー6の回転軸を含む平面内において、互いに異なる入射角で入射する。なお、各レーザビームL1〜L4が対応しないミラー3B〜3Dを透過することがないように、半導体レーザ1A〜1D、コリメータレンズ2A〜2D、ミラー3B〜3Dのそれぞれは、互いに高低差を設けて配置されている。   Each of the semiconductor lasers 1A to 1D emits laser beams L1 to L4 modulated based on black, cyan, magenta, and yellow image data, respectively. Each of the laser beams L1 to L4 is a light beam of the present invention. The laser beams L1 to L4, which are diffused lights emitted from the semiconductor lasers 1A to 1D, are changed into parallel lights by changing the spread angles by the collimator lenses 2A to 2D, and become mirrors 3B to 3D, the first cylindrical lens 4 and the mirror. 5, the light enters the reflecting surface 61 of the polygon mirror 6 at different incident angles within a plane including the rotation axis of the polygon mirror 6. The semiconductor lasers 1A to 1D, the collimator lenses 2A to 2D, and the mirrors 3B to 3D are provided with a height difference so that the laser beams L1 to L4 do not pass through the corresponding mirrors 3B to 3D. Has been placed.

ポリゴンミラー6は、一例として7面の反射面61を備えている。ポリゴンミラー6は、矢印A方向に回転して各反射面61においてレーザビームL1〜L4を矢印B方向に等角速度偏向する。   The polygon mirror 6 includes seven reflecting surfaces 61 as an example. The polygon mirror 6 rotates in the direction of arrow A and deflects the laser beams L1 to L4 at the respective reflecting surfaces 61 in the direction of arrow B at a constant angular velocity.

第1fθレンズ7及び第2fθレンズ8は、ポリゴンミラー6によって等角速度偏向されたレーザビームL1〜L4を、感光体ドラム101A〜101Dのそれぞれの表面に、主走査方向における矢印C方向に等速度偏向する。これによって、感光体ドラム101A〜101Dのそれぞれの表面が、矢印C方向に走査される。なお、一例として、第1fθレンズ7の入射面及び出射面はともに非球面によって構成されている。また、第2fθレンズ8の入射面は自由曲面によって構成され、出射面は非球面によって構成されている。   The first fθ lens 7 and the second fθ lens 8 deflect the laser beams L1 to L4 deflected at a constant angular velocity by the polygon mirror 6 to the respective surfaces of the photosensitive drums 101A to 101D at a constant velocity in the direction of arrow C in the main scanning direction. To do. As a result, the respective surfaces of the photosensitive drums 101A to 101D are scanned in the direction of arrow C. As an example, both the entrance surface and the exit surface of the first fθ lens 7 are aspherical surfaces. Further, the incident surface of the second fθ lens 8 is constituted by a free-form surface, and the exit surface is constituted by an aspheric surface.

ミラー21,22A〜22C,23A,23B,24A〜24Cは、各レーザビームL1〜L4が感光体ドラム101A〜101Dのそれぞれの表面に配光されるように各レーザビームL1〜L4を分離して反射する。第2fθレンズ8を通過したレーザビームL1は、ミラー21及び第2シリンドリカルレンズ9Aを経由して感光体ドラム101Aの表面に結像する。第2fθレンズ8を通過したレーザビームL2は、ミラー22A〜22C及び第2シリンドリカルレンズ9Bを経由して感光体ドラム101Bの表面に結像する。第2fθレンズ8を通過したレーザビームL3は、ミラー23A,23B及び第2シリンドリカルレンズ9Cを経由して感光体ドラム101Cの表面に結像する。第2fθレンズ8を通過したレーザビームL4は、ミラー24A〜24C及び第2シリンドリカルレンズ9Dを経由して感光体ドラム101Dの表面に結像する。   The mirrors 21, 22A to 22C, 23A, 23B, and 24A to 24C separate the laser beams L1 to L4 so that the laser beams L1 to L4 are distributed on the respective surfaces of the photosensitive drums 101A to 101D. reflect. The laser beam L1 that has passed through the second fθ lens 8 forms an image on the surface of the photosensitive drum 101A via the mirror 21 and the second cylindrical lens 9A. The laser beam L2 that has passed through the second fθ lens 8 forms an image on the surface of the photosensitive drum 101B via the mirrors 22A to 22C and the second cylindrical lens 9B. The laser beam L3 that has passed through the second fθ lens 8 forms an image on the surface of the photosensitive drum 101C via the mirrors 23A and 23B and the second cylindrical lens 9C. The laser beam L4 that has passed through the second fθ lens 8 forms an image on the surface of the photosensitive drum 101D via the mirrors 24A to 24C and the second cylindrical lens 9D.

レーザビームL1,L2とレーザビームL3,L4とは、第2fθレンズ8を通過することで、ポリゴンミラー6の各反射面61の法線方向を含む水平面である偏向面6Aを挟んで上下に位置する、偏向面6Aに平行な面内に偏向される。   The laser beams L 1 and L 2 and the laser beams L 3 and L 4 pass through the second fθ lens 8, and are positioned above and below the deflection surface 6 A that is a horizontal plane including the normal direction of each reflection surface 61 of the polygon mirror 6. Is deflected in a plane parallel to the deflection surface 6A.

第1fθレンズ7、第2fθレンズ8及び第2シリンドリカルレンズ9として、コストダウン及び生産性向上のために、プラスチック成型品が用いられている。   As the first fθ lens 7, the second fθ lens 8, and the second cylindrical lens 9, plastic molded products are used for cost reduction and productivity improvement.

BDセンサ10は、レーザビームL1〜L4の何れかを、主走査方向における有効露光領域F外で検出する。即ち、ポリゴンミラー6の反射面61で反射されたレーザビームL1〜L4の何れかは、主走査方向における感光体ドラム101の表面に達しない範囲で同期レンズ10Aを介してBDセンサ10の受光面に結像する。BDセンサ10は、レーザビームL1〜L4の何れかを受光した際に、半導体レーザ1A〜1Dにおける各レーザビームL1〜L4の画像データによる変調開始タイミングを決定するための信号を出力する。   The BD sensor 10 detects any one of the laser beams L1 to L4 outside the effective exposure region F in the main scanning direction. That is, any of the laser beams L1 to L4 reflected by the reflecting surface 61 of the polygon mirror 6 does not reach the surface of the photosensitive drum 101 in the main scanning direction, and the light receiving surface of the BD sensor 10 through the synchronization lens 10A. To form an image. When receiving any one of the laser beams L1 to L4, the BD sensor 10 outputs a signal for determining the modulation start timing based on the image data of each of the laser beams L1 to L4 in the semiconductor lasers 1A to 1D.

この実施形態では、ポリゴンミラー6の同一の反射面61で全てのレーザビームL1〜L4がほぼ重なるようにレーザビームL1〜L4を反射させているため、BDセンサ10で1つのレーザビームを受光するだけで全てのレーザビームL1〜L4の変調開始タイミングを制御することが可能になっている。そして、走査ラインの湾曲歪が最も小さいブラックの画像を形成するレーザビームL1を用いてBDセンサ10により検出を行っているので、精度の高い検出ができる。   In this embodiment, since the laser beams L1 to L4 are reflected so that all the laser beams L1 to L4 are substantially overlapped by the same reflecting surface 61 of the polygon mirror 6, the BD sensor 10 receives one laser beam. Only by this, it is possible to control the modulation start timing of all the laser beams L1 to L4. Since the detection is performed by the BD sensor 10 using the laser beam L1 that forms a black image with the least bending distortion of the scanning line, highly accurate detection can be performed.

図7(A)は、露光ユニットEにおいて熱変化時にスペーサ40A〜40Dが熱膨張した場合のレーザビームL1〜L4の光路を模式的に示す平面図であり、図7(B)は、その側面図である。   FIG. 7A is a plan view schematically showing the optical paths of the laser beams L1 to L4 when the spacers 40A to 40D are thermally expanded during the heat change in the exposure unit E, and FIG. FIG.

なお、第1fθレンズ7及び第2fθレンズ8を、fθレンズ78として概念的に示している。以下に示す図8及び図9においても同様である。また、ここでは半導体レーザ1Aとコリメータレンズ2Aとについて説明するが、半導体レーザ1B〜1Dとコリメータレンズ2B〜2Dとについても同様である。   The first fθ lens 7 and the second fθ lens 8 are conceptually shown as an fθ lens 78. The same applies to FIGS. 8 and 9 shown below. Although the semiconductor laser 1A and the collimator lens 2A are described here, the same applies to the semiconductor lasers 1B to 1D and the collimator lenses 2B to 2D.

上述のように、半導体レーザ1Aとコリメータレンズ2Aとは、スペーサ40Aによって支持されている。スペーサ40Aは、アルミニウム製であり、半導体レーザ1A等の発熱による熱変化時に、熱膨張する。スペーサ40Aが熱膨張した場合、半導体レーザ1Aとコリメータレンズ2Aとの間隔M1は、間隔M2に広げられる(M1<M2)。   As described above, the semiconductor laser 1A and the collimator lens 2A are supported by the spacer 40A. The spacer 40A is made of aluminum and thermally expands when the heat changes due to heat generated by the semiconductor laser 1A or the like. When the spacer 40A is thermally expanded, the interval M1 between the semiconductor laser 1A and the collimator lens 2A is expanded to the interval M2 (M1 <M2).

半導体レーザ1Aとコリメータレンズ2Aとの間隔M1が間隔M2に広げられた場合、図7において破線で示すように、半導体レーザ1Aから出射されたレーザビームL1のうち広がり角が小さいレーザビームがコリメータレンズ2Aに入射するようになり、焦点距離が縮まる。このため、fθレンズ78の熱膨張による、感光体ドラム101Aの表面に結ぶべきレーザビームL1の焦点位置の、レーザビームL1の光路方向におけるズレが、減少する。   When the interval M1 between the semiconductor laser 1A and the collimator lens 2A is widened to the interval M2, as shown by a broken line in FIG. 7, a laser beam having a small divergence angle is emitted from the laser beam L1 emitted from the semiconductor laser 1A. 2A enters, and the focal length is shortened. For this reason, the deviation in the optical path direction of the laser beam L1 of the focal position of the laser beam L1 to be connected to the surface of the photosensitive drum 101A due to the thermal expansion of the fθ lens 78 is reduced.

なお、図7(B)に示すように、熱変化時における側面方向から見た場合のレーザビームL1の焦点位置は、熱変化前と略変わらない。   Note that, as shown in FIG. 7B, the focal position of the laser beam L1 when viewed from the side surface direction during a heat change is substantially the same as that before the heat change.

図8は、露光ユニットEにおいて熱変化時に筐体60が熱膨張した場合のレーザビームL1の光路を模式的に示す側面図である。なお、ここではレーザビームL1の光路について説明するが、レーザビームL2〜L4の光路についても同様である。   FIG. 8 is a side view schematically showing an optical path of the laser beam L1 when the housing 60 is thermally expanded at the time of heat change in the exposure unit E. Although the optical path of the laser beam L1 will be described here, the same applies to the optical paths of the laser beams L2 to L4.

上述のように、fθレンズ78(第1fθレンズ7及び第2fθレンズ8)及び第2シリンドリカルレンズ9Aは、筐体60によって支持されている。また、筐体60は、アルミニウム製であるため、レーザビームL1〜L4から発生した熱による熱変化時に熱膨張する。筐体60が熱膨張した場合、レーザビームL1の光路方向におけるfθレンズ78と第2シリンドリカルレンズ9Aとの間隔N1は、間隔N2に広げられる(N1<N2)。   As described above, the fθ lens 78 (the first fθ lens 7 and the second fθ lens 8) and the second cylindrical lens 9A are supported by the housing 60. Moreover, since the housing | casing 60 is a product made from aluminum, it thermally expands at the time of the heat change by the heat which generate | occur | produced from the laser beams L1-L4. When the housing 60 is thermally expanded, the interval N1 between the fθ lens 78 and the second cylindrical lens 9A in the optical path direction of the laser beam L1 is expanded to the interval N2 (N1 <N2).

fθレンズ78と第2シリンドリカルレンズ9Aとの間隔N1が間隔N2に広げられた場合、87において破線で示すように、第2シリンドリカルレンズ9Aに入射したレーザビームL1の焦点距離が縮まる。このため、fθレンズ78の熱膨張による、感光体ドラム101Aの表面に結ぶべきレーザビームL1の焦点位置の、レーザビームL1の光路方向におけるズレが、減少する。   When the interval N1 between the fθ lens 78 and the second cylindrical lens 9A is increased to the interval N2, the focal length of the laser beam L1 incident on the second cylindrical lens 9A is reduced as indicated by a broken line at 87. For this reason, the deviation in the optical path direction of the laser beam L1 of the focal position of the laser beam L1 to be connected to the surface of the photosensitive drum 101A due to the thermal expansion of the fθ lens 78 is reduced.

図9は、レーザビームL1〜L4の光路とfθレンズ78との位置関係について示す説明図である。レーザビームL1〜L4のそれぞれは、垂直方向に位置が異なる互いに平行な面内でfθレンズ78に入射する。熱変化時にfθレンズ78が膨張した場合、fθレンズ78の中央に対して上端及び下端の膨張率が大きくなる。したがって、fθレンズ78の上端及び下端に入射するレーザビームL1,L4の焦点位置の光路方向のズレが、他のレーザビームL2,L3の焦点位置の光路方向のズレと比較して、大きくなると考えられる。   FIG. 9 is an explanatory diagram showing the positional relationship between the optical paths of the laser beams L1 to L4 and the fθ lens 78. As shown in FIG. Each of the laser beams L <b> 1 to L <b> 4 is incident on the fθ lens 78 in parallel planes whose positions are different in the vertical direction. When the fθ lens 78 expands during a heat change, the expansion coefficients at the upper and lower ends increase with respect to the center of the fθ lens 78. Therefore, the deviation in the optical path direction of the focal positions of the laser beams L1 and L4 incident on the upper and lower ends of the fθ lens 78 is considered to be larger than the deviation in the optical path direction of the focal positions of the other laser beams L2 and L3. It is done.

イエローの色相の画像データによって変調されたレーザビームL4は、fθレンズ78の下端に入射する。なお、イエローの色相の画像データによって変調されたレーザビームL4が、fθレンズ78の上端に入射するようにしてもよい。   The laser beam L4 modulated by the image data of yellow hue is incident on the lower end of the fθ lens 78. Note that the laser beam L4 modulated by the image data of yellow hue may be incident on the upper end of the fθ lens 78.

ここで、fθレンズ78の中央に入射するレーザビームL2,L3を内側のレーザビーム(又は内側ビーム)と呼び、fθレンズ78の上端及び下端に入射するレーザビームL1,L4を外側のレーザビーム(又は外側ビーム)と呼ぶことにする。   Here, the laser beams L2 and L3 incident on the center of the fθ lens 78 are called inner laser beams (or inner beams), and the laser beams L1 and L4 incident on the upper and lower ends of the fθ lens 78 are outer laser beams ( Or an outer beam).

図10〜図15は、筐体60及びスペーサ40A〜40Dが50度に熱変化した場合の主走査方向の各位置におけるレーザビームL1〜L4のビーム径を示す実験データである。図10及び図11は、筐体60及びスペーサ40A〜40Dをアルミニウム(線膨張係数:25×10−6/℃)で形成した場合を示し、図12及び図13は、筐体60及びスペーサ40A〜40Dをポリカーボネート(線膨張係数:40×10−6/℃)で形成した場合を示し、図14及び図15は、筐体60及びスペーサ40A〜40DをBMC樹脂(線膨張係数:15×10−6/℃)で形成した場合を示している。また、図10、図12及び図14は、内側のレーザビームL2,L3のビーム径を示し、図11、図13及び図15は、外側のレーザビームL1,L4のビーム径を示している。 10 to 15 are experimental data showing the beam diameters of the laser beams L1 to L4 at the respective positions in the main scanning direction when the housing 60 and the spacers 40A to 40D are thermally changed to 50 degrees. 10 and 11 show the case 60 and the spacers 40A to 40D made of aluminum (linear expansion coefficient: 25 × 10 −6 / ° C.), and FIGS. 12 and 13 show the case 60 and the spacer 40A. ˜40D is made of polycarbonate (linear expansion coefficient: 40 × 10 −6 / ° C.), and FIGS. 14 and 15 show the casing 60 and the spacers 40A to 40D as BMC resin (linear expansion coefficient: 15 × 10). -6 / ° C). 10, 12 and 14 show the beam diameters of the inner laser beams L2 and L3, and FIGS. 11, 13 and 15 show the beam diameters of the outer laser beams L1 and L4.

図10〜図15において、上段には水平方向のビーム径(μm)を示し、下段には垂直方向のビーム径(μm)を示している。また、感光体ドラム101A〜101Dの位置(mm)は、取付誤差を考慮して、基準位置(0)に対して半導体レーザ1A〜1Dに近付く方向を−1(mm)〜−3(mm)で示し、基準位置(0)に対して半導体レーザ1A〜1Dから遠ざかる方向を1(mm)〜3(mm)で示している。   10 to 15, the upper stage shows the horizontal beam diameter (μm), and the lower stage shows the vertical beam diameter (μm). The positions (mm) of the photosensitive drums 101A to 101D are set so that the direction of approaching the semiconductor lasers 1A to 1D with respect to the reference position (0) is -1 (mm) to -3 (mm) in consideration of mounting errors. The direction away from the semiconductor lasers 1A to 1D with respect to the reference position (0) is indicated by 1 (mm) to 3 (mm).

図10〜図15において、水平方向のビーム径については50μm以上65μm未満を適正範囲とし、垂直方向のビーム径については55μm以上70μm未満を適正範囲として、適正範囲内のビーム径に下線を引いている。   10-15, the beam diameter in the appropriate range is underlined with the appropriate range of the beam diameter in the horizontal direction being 50 μm or more and less than 65 μm, and the vertical beam diameter being 55 μm or more and less than 70 μm. Yes.

3種類の素材の中で線膨張係数が最も小さいBMC樹脂で筐体60及びスペーサ40A〜40Dを形成した場合、図14に示すように内側のレーザビームL2,L3について、感光体ドラム101A〜101Dの位置が−1〜+1の範囲において、全てのビーム径が適正範囲内に収まっている。しかし、図15に示すように外側のレーザビームL1,L4について、感光体ドラム101A〜101Dの位置が−1mmのとき、水平方向のビーム径の中に適正範囲内に収まっていないものがある。   When the casing 60 and the spacers 40A to 40D are formed of BMC resin having the smallest linear expansion coefficient among the three types of materials, the photosensitive drums 101A to 101D are used for the inner laser beams L2 and L3 as shown in FIG. In the range of −1 to +1, all the beam diameters are within the appropriate range. However, as shown in FIG. 15, for the outer laser beams L1 and L4, when the positions of the photosensitive drums 101A to 101D are −1 mm, some of the horizontal beam diameters are not within the proper range.

これと比較して、3種類の素材の中で線膨張係数が2番目に大きいアルミニウムで筐体60及びスペーサ40A〜40Dを形成した場合、図10及び図11に示すように、感光体ドラム101A〜101Dの位置が−1〜+1の範囲において、全てのビーム径が適正範囲内に収まっており、この発明の目的通りの補正効果を得られていることがわかる。これは、図11において外側ビームのビーム径が適正範囲内である領域が、上方向(感光体ドラムの位置のマイナス値が大きくなる方向)に移動するような形で補正が実現されたと考えられる。   In contrast, when the casing 60 and the spacers 40A to 40D are formed of aluminum having the second largest linear expansion coefficient among the three types of materials, as shown in FIGS. 10 and 11, the photosensitive drum 101A is formed. It can be seen that all beam diameters are within the appropriate range when the position of −101D is in the range of −1 to +1, and that the correction effect as intended by the present invention is obtained. This is probably because the correction is realized in such a manner that the region in which the beam diameter of the outer beam is within the appropriate range in FIG. 11 moves upward (in the direction in which the negative value of the position of the photosensitive drum increases). .

一方、3種類の素材の中で線膨張係数が最も大きいポリカーボネートで筐体60及びスペーサ40A〜40Dを形成した場合、適切な補正効果を得るためには線膨張係数が大きすぎて、図12及び図13に示すようにビーム径が適正範囲内に収まっていない場合が多い。これは図12及び図13に示しているように、ビーム径が適正範囲内に収まっている領域が図12及び図13において上方向(感光体ドラムの位置のマイナス値が大きくなる方向)に大幅に移動しすぎてしまったため、補正により望ましい結果が得られなかったと考えられる。   On the other hand, when the casing 60 and the spacers 40A to 40D are formed of polycarbonate having the largest linear expansion coefficient among the three types of materials, the linear expansion coefficient is too large to obtain an appropriate correction effect. As shown in FIG. 13, the beam diameter is often not within the appropriate range. As shown in FIGS. 12 and 13, the region in which the beam diameter is within the appropriate range is greatly increased in the upward direction (the direction in which the negative value of the position of the photosensitive drum increases) in FIGS. It is considered that the desired result was not obtained by the correction.

そこで、図10〜図15に示す実験データから、筐体60及びスペーサ40A〜40DをポリカーボネートおよびBMC樹脂で形成した場合と比較して、筐体60及びスペーサ40A〜40Dをアルミニウムで形成した場合は、fθレンズ78の熱膨張によるレーザビームL1〜L4の焦点位置の光路方向のズレを、より適切に補正することができるということが分かった。   Therefore, from the experimental data shown in FIGS. 10 to 15, the case 60 and the spacers 40 </ b> A to 40 </ b> D are formed of aluminum as compared to the case of the case 60 and the spacers 40 </ b> A to 40 </ b> D formed of polycarbonate and BMC resin. It has been found that the deviation in the optical path direction of the focal positions of the laser beams L1 to L4 due to thermal expansion of the fθ lens 78 can be corrected more appropriately.

露光ユニットEによれば、半導体レーザ1A〜1Dとコリメータレンズ2A〜2Dをそれぞれアルミニウム製のスペーサ40A〜40Dで支持したことによって、熱変化時におけるfθレンズ78(第1fθレンズ7及び第2fθレンズ8)の熱膨張による感光体ドラム101A〜101Dの表面に結ぶべき焦点位置の光路方向のズレを減少させることができる。したがって、感光体ドラム101A〜101Dの表面に高精度に静電潜像を形成することができる。   According to the exposure unit E, the semiconductor lasers 1A to 1D and the collimator lenses 2A to 2D are supported by the spacers 40A to 40D made of aluminum, respectively, so that the fθ lens 78 (the first fθ lens 7 and the second fθ lens 8) at the time of thermal change. ) Due to thermal expansion of the photosensitive drums 101A to 101D can be reduced in the optical path direction. Therefore, electrostatic latent images can be formed with high accuracy on the surfaces of the photosensitive drums 101A to 101D.

また、fθレンズ78(第1fθレンズ7及び第2fθレンズ8)と第2シリンドリカルレンズ9A〜9Dとを支持する筐体60を、アルミニウムで形成したことによって、熱変化時におけるfθレンズ78(第1fθレンズ7及び第2fθレンズ8)の熱膨張による感光体ドラム101A〜101Dの表面に結ぶべき焦点位置の光路方向のズレを、さらに減少させることができる。したがって、感光体ドラム101A〜101Dの表面にさらに高精度に静電潜像を形成することができる。   Further, the housing 60 that supports the fθ lens 78 (the first fθ lens 7 and the second fθ lens 8) and the second cylindrical lenses 9A to 9D is formed of aluminum, so that the fθ lens 78 (first fθ when the heat changes) is formed. The deviation in the optical path direction of the focal position to be connected to the surfaces of the photosensitive drums 101A to 101D due to the thermal expansion of the lens 7 and the second fθ lens 8) can be further reduced. Therefore, electrostatic latent images can be formed on the surfaces of the photoconductive drums 101A to 101D with higher accuracy.

さらに、スペーサ40A〜40Dと筐体60とを互いに同一の素材(アルミニウム)で形成することによって、設計が容易になる。   Furthermore, design is facilitated by forming the spacers 40A to 40D and the housing 60 from the same material (aluminum).

また、fθレンズ78(第1fθレンズ7及び第2fθレンズ8)の上端又は下端に入射したレーザビームの焦点位置の光路方向のズレが大きい場合でも、最も目立ちにくいイエローの色相に対応したレーザビームL4をfθレンズ78(第1fθレンズ7及び第2fθレンズ8)の上端又は下端に入射させたことで、感光体ドラム101A〜101Dの表面を走査する精度の低下を目立たなくすることができる。   Further, even when the deviation of the focal position of the laser beam incident on the upper end or the lower end of the fθ lens 78 (the first fθ lens 7 and the second fθ lens 8) in the optical path direction is large, the laser beam L4 corresponding to the yellow hue that is most inconspicuous. Is made incident on the upper end or the lower end of the fθ lens 78 (the first fθ lens 7 and the second fθ lens 8), the deterioration in the accuracy of scanning the surfaces of the photosensitive drums 101A to 101D can be made inconspicuous.

なお、fθレンズ78(第1fθレンズ7及び第2fθレンズ8)と第2シリンドリカルレンズ9A〜9Dとを、アルミニウム製の支持台(第2の支持手段)によって光路方向に所定間隔を設けて支持し、支持台を筐体で支持するようにした場合でも、上述の露光ユニットEと同様の効果を得ることができる。この場合、筐体はBMC樹脂等で形成してもよい。   The fθ lens 78 (the first fθ lens 7 and the second fθ lens 8) and the second cylindrical lenses 9A to 9D are supported at a predetermined interval in the optical path direction by an aluminum support base (second support means). Even when the support base is supported by the housing, the same effects as those of the exposure unit E can be obtained. In this case, the casing may be formed of BMC resin or the like.

図16は、他の実施形態に係る光ビーム走査装置である露光ユニットE2の一部の構成を示す平面図である。この実施形態に係る露光ユニットE2は、半導体レーザ1A〜1D及びコリメータレンズ2A〜2Dが、単一の支持部材41によって所定位置に支持されていることを除いて、露光ユニットEと同様に形成されている。支持部材41は、アルミニウムで形成されている。   FIG. 16 is a plan view showing a part of the configuration of an exposure unit E2 which is a light beam scanning apparatus according to another embodiment. The exposure unit E2 according to this embodiment is formed in the same manner as the exposure unit E except that the semiconductor lasers 1A to 1D and the collimator lenses 2A to 2D are supported at predetermined positions by a single support member 41. ing. The support member 41 is made of aluminum.

露光ユニットE2によれば、熱変化時に、各半導体レーザ1A〜1Dと、各半導体レーザ1A〜1Dに対応するコリメータレンズ2A〜2Dと、のそれぞれの間隔を均一に変更することができる。したがって、感光体ドラム101A〜101Dの表面を走査する精度を各色相間で均一にすることができる。   According to the exposure unit E2, the intervals between the semiconductor lasers 1A to 1D and the collimator lenses 2A to 2D corresponding to the semiconductor lasers 1A to 1D can be uniformly changed when the heat changes. Therefore, the accuracy of scanning the surfaces of the photosensitive drums 101A to 101D can be made uniform among the hues.

なお、図17に示すように、支持部材41を、第1の素材部41Aと、第1の素材部41Aより熱膨張率が小さい素材で形成された第2の素材部41Bと、から構成することもできる。例えば、第1の素材部41Aはポリカーボネートで形成され、第2の素材部41Bは、アルミニウムで形成される。この場合、第1の素材部41Aと第2の素材部41Bとは、複数の半導体レーザ1A〜1Dのそれぞれから出射されるレーザビームL1〜L4の光路方向に沿った境界線で区分される。そして、第1の素材部41Aは、複数の半導体レーザ1A〜1Dのそれぞれから出射されfθレンズ78(第1fθレンズ7及び第2fθレンズ8)に入射する複数のレーザビームのうち上端及び下端に位置するレーザビームL1,L4を出射する半導体レーザ1A,1D、及び、半導体レーザ1A,1Dに対応するコリメータレンズ2A,2Dを支持する。第2の素材部41Bは、半導体レーザ1B,1C及びコリメータレンズ2B,2Cを支持する。   As shown in FIG. 17, the support member 41 includes a first material portion 41A and a second material portion 41B formed of a material having a smaller coefficient of thermal expansion than the first material portion 41A. You can also. For example, the first material portion 41A is made of polycarbonate, and the second material portion 41B is made of aluminum. In this case, the first material portion 41A and the second material portion 41B are divided by boundary lines along the optical path direction of the laser beams L1 to L4 emitted from the respective semiconductor lasers 1A to 1D. The first material portion 41A is positioned at the upper and lower ends of the plurality of laser beams emitted from each of the plurality of semiconductor lasers 1A to 1D and entering the fθ lens 78 (the first fθ lens 7 and the second fθ lens 8). The semiconductor lasers 1A and 1D that emit the laser beams L1 and L4 and the collimator lenses 2A and 2D corresponding to the semiconductor lasers 1A and 1D are supported. The second material portion 41B supports the semiconductor lasers 1B and 1C and the collimator lenses 2B and 2C.

この構成によれば、熱変化時に、第1の素材部41Aは第2の素材部41Bより大きく熱膨張する。このため、半導体レーザ1A,1Dとコリメータレンズ2A,2Dとのそれぞれの間隔は、半導体レーザ1B,1Cとコリメータレンズ2B,2Cとのそれぞれの間隔より、大きく変更される。このため、各半導体レーザ1A〜1Dから出射されたレーザビームL1〜L4の焦点位置が単一の位置に近付けられる。したがって、感光体ドラム101A〜101Dの表面を走査する精度を各色相間でいっそう均一にすることができる。   According to this configuration, the first material portion 41A thermally expands more than the second material portion 41B during a heat change. For this reason, the intervals between the semiconductor lasers 1A and 1D and the collimator lenses 2A and 2D are changed to be larger than the intervals between the semiconductor lasers 1B and 1C and the collimator lenses 2B and 2C. For this reason, the focal positions of the laser beams L1 to L4 emitted from the semiconductor lasers 1A to 1D are brought close to a single position. Therefore, the accuracy of scanning the surfaces of the photosensitive drums 101A to 101D can be made more uniform between the hues.

(A)は、従来の光ビーム走査装置におけるレーザビームの光路を模式的に示す平面図であり、(B)は、その側面図である。(A) is a top view which shows typically the optical path of the laser beam in the conventional light beam scanning apparatus, (B) is the side view. (A)は、従来の光ビーム走査装置における熱変化時のレーザビームの光路を模式的に示す平面図であり、(B)は、その側面図である。(A) is a top view which shows typically the optical path of the laser beam at the time of the heat change in the conventional light beam scanning apparatus, (B) is the side view. この発明の実施形態に係る光ビーム走査装置である露光ユニットを備えた画像形成装置の概略の構成を示す側面図である。1 is a side view showing a schematic configuration of an image forming apparatus including an exposure unit which is a light beam scanning apparatus according to an embodiment of the present invention. 前記露光ユニットの概略の構成を示す側面図である。It is a side view which shows the schematic structure of the said exposure unit. 前記露光ユニットの概略の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the schematic structure of the said exposure unit. 半導体レーザ及びコリメータレンズを支持するスペーサを示す側面図である。It is a side view which shows the spacer which supports a semiconductor laser and a collimator lens. (A)は、前記露光ユニットにおいて熱変化時にスペーサが熱膨張した場合のレーザビームの光路を模式的に示す平面図であり、(B)は、その側面図である。(A) is a plan view schematically showing an optical path of a laser beam when a spacer is thermally expanded at the time of heat change in the exposure unit, and (B) is a side view thereof. 前記露光ユニットにおいて熱変化時に筐体が熱膨張した場合のレーザビームの光路を模式的に示す側面図である。It is a side view which shows typically the optical path of a laser beam when a housing | casing thermally expands at the time of a heat change in the said exposure unit. 複数のレーザビームの光路とfθレンズとの位置関係について示す説明図である。It is explanatory drawing shown about the positional relationship of the optical path of a several laser beam, and f (theta) lens. 筐体及びスペーサをアルミニウムで形成した場合の主走査方向の各位置における内側のレーザビームのビーム径を示す実験データである。It is experimental data which shows the beam diameter of the inner side laser beam in each position of the main scanning direction at the time of forming a housing | casing and a spacer with aluminum. 筐体及びスペーサをアルミニウムで形成した場合の主走査方向の各位置における外側のレーザビームのビーム径を示す実験データである。It is experimental data which shows the beam diameter of the outer side laser beam in each position of the main scanning direction at the time of forming a housing | casing and a spacer with aluminum. 筐体及びスペーサをポリカーボネートで形成した場合の主走査方向の各位置における内側のレーザビームのビーム径を示す実験データである。It is experimental data which shows the beam diameter of the inner side laser beam in each position of the main scanning direction at the time of forming a housing | casing and a spacer with a polycarbonate. 筐体及びスペーサをポリカーボネートで形成した場合の主走査方向の各位置における外側のレーザビームのビーム径を示す実験データである。It is experimental data which shows the beam diameter of the outside laser beam in each position of the main scanning direction at the time of forming a housing | casing and a spacer with a polycarbonate. 筐体及びスペーサをBMC樹脂で形成した場合の主走査方向の各位置における内側のレーザビームのビーム径を示す実験データである。It is experimental data which shows the beam diameter of the inner side laser beam in each position of the main scanning direction at the time of forming a housing | casing and a spacer with BMC resin. 筐体及びスペーサをBMC樹脂で形成した場合の主走査方向の各位置における外側のレーザビームのビーム径を示す実験データである。It is experimental data which shows the beam diameter of the outside laser beam in each position of the main scanning direction at the time of forming a housing | casing and a spacer with BMC resin. 他の実施形態に係る光ビーム走査装置である露光ユニットの一部の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of a part of exposure unit which is the light beam scanning apparatus which concerns on other embodiment. さらに他の実施形態に係る光ビーム走査装置である露光ユニットの一部の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of a part of exposure unit which is the light beam scanning apparatus which concerns on other embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1A〜1D 半導体レーザ(光源)
2A〜2D コリメータレンズ(光学手段)
6 ポリゴンミラー(等角速度偏向手段)
7 第1fθレンズ(等速度偏向手段)
8 第2fθレンズ(等速度偏向手段)
78 fθレンズ(等速度偏向手段)
9A〜9D 第2シリンドリカルレンズ(結像手段)
40A〜40D スペーサ(第1の支持手段)
41 支持部材(第1の支持手段)
41A 第1の素材部
41B 第2の素材部
60 筐体(第2の支持手段)
101A〜101D 感光体ドラム(走査対象)
1A to 1D semiconductor laser (light source)
2A to 2D collimator lens (optical means)
6 Polygon mirror (equal angular velocity deflection means)
7 1st fθ lens (constant velocity deflection means)
8 Second fθ lens (constant velocity deflection means)
78 fθ lens (constant velocity deflection means)
9A to 9D Second cylindrical lens (imaging means)
40A to 40D spacer (first support means)
41 Support member (first support means)
41A 1st material part 41B 2nd material part 60 Case (2nd support means)
101A to 101D Photosensitive drum (scanning target)

Claims (7)

光ビームを出射する光源と、
前記光源から出射された光ビームの広がり角を変更する光学手段と、
前記光源及び前記光学手段を前記光ビームの光路方向に所定間隔を設けて支持する第1の支持手段と、
前記光学手段を経由した光ビームを等角速度偏向する等角速度偏向手段と、
前記等角速度偏向手段によって等角速度偏向された光ビームを所定の走査方向に等速度偏向する等速度偏向手段と、
前記第1の支持手段、前記等角速度偏向手段及び前記等速度偏向手段を支持する筐体と、を備え、
前記第1の支持手段は、熱変化時における前記等速度偏向手段の熱膨張による走査対象の表面に結ぶべき前記光ビームの焦点位置の光路方向のズレを減少させる方向に前記光源と前記光学手段との間隔を変更する熱膨張特性を有することを特徴とする光ビーム走査装置。
A light source that emits a light beam;
Optical means for changing the spread angle of the light beam emitted from the light source;
First support means for supporting the light source and the optical means at a predetermined interval in the optical path direction of the light beam;
Equal angular velocity deflecting means for deflecting the light beam that has passed through the optical means, at equal angular velocity;
Uniform velocity deflecting means for deflecting the light beam deflected at a uniform angular velocity by the uniform angular velocity deflecting device in a predetermined scanning direction;
A housing that supports the first support means, the constant angular velocity deflection means, and the constant velocity deflection means,
The first support means includes the light source and the optical means in a direction to reduce a deviation in a light path direction of a focal position of the light beam to be connected to a surface of a scanning target due to thermal expansion of the constant velocity deflection means at the time of thermal change. A light beam scanning device characterized by having a thermal expansion characteristic that changes a distance between the light beam and the light beam.
前記等速度偏向手段によって等速度偏向された光ビームを前記走査対象の表面に結像させる結像手段と、
前記等速度偏向手段及び前記結像手段を前記光ビームの光路方向に所定間隔を設けて支持する第2の支持手段と、をさらに備え、
前記第2の支持手段は、熱変化時における前記等速度偏向手段の熱膨張による走査対象の表面に結ぶべき前記光ビームの焦点位置の光路方向のズレを減少させる方向に前記等速度偏向手段と前記結像手段との間隔を変更する熱膨張特性を有することを特徴とする請求項1に記載の光ビーム走査装置。
Imaging means for imaging the light beam deflected at a constant speed by the constant speed deflection means on the surface of the scanning object;
A second support means for supporting the constant velocity deflection means and the imaging means at a predetermined interval in the optical path direction of the light beam,
The second support means and the constant velocity deflection means in a direction to reduce a deviation in the optical path direction of the focal position of the light beam to be connected to the surface of the scanning target due to thermal expansion of the constant velocity deflection means at the time of thermal change. The light beam scanning apparatus according to claim 1, wherein the light beam scanning apparatus has a thermal expansion characteristic that changes a distance from the imaging unit.
前記第1の支持手段と前記第2の支持手段とは同一の素材で形成されることを特徴とする請求項2に記載の光ビーム走査装置。   The light beam scanning apparatus according to claim 2, wherein the first support unit and the second support unit are formed of the same material. それぞれ異なる色相に対応した光ビームを出射する複数の光源と、前記複数の光源のそれぞれに対応する複数の光学手段と、をさらに備え、
前記第1の支持手段は、前記複数の光源及び前記複数の光学手段を前記複数の光源のそれぞれから出射される光ビームの光路方向にそれぞれ所定間隔を設けて支持することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の光ビーム走査装置。
A plurality of light sources for emitting light beams corresponding to different hues, and a plurality of optical means corresponding to each of the plurality of light sources,
The first support means supports the plurality of light sources and the plurality of optical means at predetermined intervals in an optical path direction of a light beam emitted from each of the plurality of light sources. The light beam scanning device according to any one of 1 to 3.
前記第1の支持手段は、単一のみ設けられることを特徴とする請求項4に記載の光ビーム走査装置。   The light beam scanning apparatus according to claim 4, wherein only one first support means is provided. 前記第1の支持手段は、第1の素材部と、前記第1の素材部より熱膨張率が小さい素材で形成された第2の素材部と、を含み、
前記第1の素材部と前記第2の素材部とは前記複数の光源のそれぞれから出射される光ビームの光路方向に沿った境界線で区分され、
前記第1の素材部は、前記複数の光源のそれぞれから出射され前記等速度偏向手段に入射する複数の光ビームのうち上端及び下端に位置する光ビームを出射する光源及び前記光源に対応する光学手段を支持し、
前記第2の素材部は、前記第1の素材部が支持する光源及び光学手段以外の光源及び光学手段を支持することを特徴とする請求項4または5に記載の光ビーム走査装置。
The first support means includes a first material part, and a second material part formed of a material having a smaller coefficient of thermal expansion than the first material part,
The first material portion and the second material portion are divided by a boundary line along the optical path direction of the light beam emitted from each of the plurality of light sources,
The first material portion includes a light source that emits light beams positioned at an upper end and a lower end among a plurality of light beams emitted from each of the plurality of light sources and incident on the constant velocity deflection unit, and an optical corresponding to the light source. Support the means,
6. The light beam scanning apparatus according to claim 4, wherein the second material portion supports a light source and optical means other than the light source and optical means supported by the first material portion.
前記複数の光源のうち前記等速度偏向手段の上端又は下端に入射する光ビームを出射する光源は、イエローの色相に対応した光ビームを出射することを特徴とする請求項4から6のいずれかに記載の光ビーム走査装置。   The light source that emits a light beam incident on the upper end or the lower end of the constant velocity deflecting unit among the plurality of light sources emits a light beam corresponding to a yellow hue. 2. A light beam scanning apparatus according to 1.
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