JP2007164061A - Optical apparatus and imaging method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光線を集光して被走査面に結像させる光学装置および結像方法に関する。 The present invention relates to an optical apparatus and an imaging method for condensing light rays and forming an image on a surface to be scanned.
従来、画像形成装置として、画像信号に応じて変調された光ビームを感光体上に走査して静電潜像を形成するものが、プリンタや複写機等の機器で広く使用されている。近年、これらの機器には、高解像度化、高速化、低価格化が求められている。 2. Description of the Related Art Conventionally, image forming apparatuses that form an electrostatic latent image by scanning a photosensitive member with a light beam modulated according to an image signal are widely used in devices such as printers and copiers. In recent years, these devices are required to have high resolution, high speed, and low price.
高解像度化に関し、技術的なポイントは、副走査方向の解像度をどのような方法で向上させるかにある。主走査方向に関しては、1画素内の光変調(PMW変調)により解像度の向上が実現されている。 Regarding the increase in resolution, the technical point is how to improve the resolution in the sub-scanning direction. Regarding the main scanning direction, the resolution is improved by light modulation (PMW modulation) within one pixel.
しかし、副走査方向に関しては、1つの発光点しか有さないレーザ(シングルビームレーザ)を使用して解像度を向上させる場合、極端にスループットが悪化する。このため、複数の発光点を有するマルチビームレーザを使用することが多い。しかし、複数の発光点を用いる場合、クロストーク等の問題が発生するため、複数の発光点の間隔には、ある程度の距離を必要とする。 However, regarding the sub-scanning direction, when the resolution is improved by using a laser (single beam laser) having only one light emitting point, the throughput is extremely deteriorated. For this reason, a multi-beam laser having a plurality of emission points is often used. However, when a plurality of light emitting points are used, a problem such as crosstalk occurs. Therefore, a certain distance is required between the light emitting points.
即ち、マルチビームレーザを使用する場合、複数の発光点を副走査方向に対して傾けて配置する。この際、その角度を精密に調整することにより、被走査面上での解像度に応じたビーム間隔を設定する。このビーム間隔の調整には、解像度が向上すればするほど、精密さが要求される。このため、副走査方向の解像度の向上は、主走査方向と比較して難しい。 That is, when a multi-beam laser is used, a plurality of light emitting points are arranged to be inclined with respect to the sub-scanning direction. At this time, the beam interval corresponding to the resolution on the surface to be scanned is set by precisely adjusting the angle. The adjustment of the beam interval requires higher precision as the resolution is improved. For this reason, it is difficult to improve the resolution in the sub-scanning direction compared to the main scanning direction.
一方、高速化に関し、紙搬送速度、ドラム回転速度、ポリゴン回転速度などの各種プロセス速度の高速化は実現可能である。しかし、画像形成に係わる各種の速度を極端に上げることは、多くの物理条件を必要とする電子写真方式では困難である。また、ポリゴン駆動モータに更なる高速回転を求めることは、駆動モータの高価格化と制御の複雑化を招く。また、停止時から安定駆動までの時間を多く必要とすることになるので、商品の性能に関わるファーストプリントタイムの遅延を招きやすい。 On the other hand, it is possible to increase various process speeds such as paper conveyance speed, drum rotation speed, polygon rotation speed, and the like. However, it is difficult to extremely increase various speeds related to image formation in an electrophotographic system that requires many physical conditions. In addition, obtaining a higher speed rotation for the polygon drive motor leads to higher cost of the drive motor and more complicated control. In addition, since it takes a long time from the stop to the stable drive, it tends to cause a delay in the first print time related to the performance of the product.
このような高解像度化および高速化を達成する手段として、次のような画像記録装置が提案されている(特許文献1、2参照)。この画像記録装置は、レーザ光源から発生するレーザビームを、回折素子などの光学変調器を用いて分割するとともに、これら複数本の光ビームを各々独立に変調する構成を有する。このような光学変調器として、グレイティングライトバルブ(シリコンライトマシーン社の登録商標)が知られている。このグレイティングライトバルブ(Grating Light Valve)はGLVと略される。
As means for achieving such high resolution and high speed, the following image recording apparatuses have been proposed (see
この光学変調器を用いて、レーザビームを任意の副走査間隔でマルチビーム化することで、高解像度化および高速化を同時に実現することが可能である。また、低価格化を実現したい場合、上記マルチビーム化した光学系と、低い回転速度で駆動する安価な駆動系とを組み合わせることで、従来と同様の解像度を有する安価な画像形成装置を実現可能である。
しかしながら、上記従来例では、以下に掲げる問題があった。特許文献1に記載のものは、主走査方向の画像幅相当のGLVアレイを用い、被走査面に拡大・投影する構成を有する。このため、投影光学系が大型化し易く、さらにGLV全体を照明する幅の広い照明光学系が必要となる。従って、装置の大型化を招き、コストアップになりやすい。
However, the above conventional example has the following problems. The one described in
一方、特許文献2に記載のものは、比較的少ない画素数のGLVを使用しており、投影光学系も比較的コンパクトに構成されているが、一度に投影できる画像幅が狭かった。このため、ドラムの回転に同期して、GLVおよび投影光学系を主走査方向に移動させ、ドラム面上を螺旋状に画像を記録する。このような構成により、高速化が甚だしく阻害されるとともに、主走査方向の画像ムラが目立ちやすかった。
On the other hand, the one described in
そこで、本発明は、光学変調器を用いてマルチビーム化を行う際、装置の大型化を招くことなく、高速化かつ高画質化を達成することができる光学装置および結像方法を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides an optical device and an imaging method capable of achieving high speed and high image quality without causing an increase in size of the device when performing multi-beam using an optical modulator. With the goal.
上記目的を達成するために、本発明の光学装置は、光線を集光して被走査面に結像させる光学装置であって、前記被走査面に対して副走査方向に配列され、光線を出射する複数の光源と、少なくとも副走査方向に配列された複数の素子を有し、前記各素子に結像した光線を独立に変調して前記複数の光源からの光線を副走査方向に分割する光学変調器と、前記複数の光源から出射された光線を前記光学変調器の各素子に結像させる第1の光学系と、前記光学変調器によって前記副走査方向に分割された複数の光線をそれぞれ集光して前記被走査面に結像させる第2の光学系とを備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, an optical device of the present invention is an optical device that focuses light rays and forms an image on a scanned surface, and is arranged in the sub-scanning direction with respect to the scanned surface, and It has a plurality of light sources to be emitted and a plurality of elements arranged at least in the sub-scanning direction, and independently modulates the light beams formed on the respective elements to divide the light beams from the plurality of light sources in the sub-scanning direction. An optical modulator, a first optical system for imaging light beams emitted from the plurality of light sources on each element of the optical modulator, and a plurality of light beams divided in the sub-scanning direction by the optical modulator. And a second optical system for focusing the light and forming an image on the surface to be scanned.
本発明の結像方法は、光線を集光して被走査面に結像させる結像方法であって、前記被走査面に対して副走査方向に配列された複数の光源により光線を出射し、第1の光学系により前記複数の光源から出射された光線を、少なくとも副走査方向に配列された複数の素子を有する光学変調器の各素子に結像し、前記光学変調器により前記各素子に結像した光線を独立に変調して前記複数の光源からの光線を副走査方向に分割し、第2の光学系により副走査方向に分割された複数の光線をそれぞれ集光して前記被走査面に結像させることを特徴とする。 The imaging method of the present invention is an imaging method in which a light beam is condensed and imaged on a scanned surface, and the light beam is emitted by a plurality of light sources arranged in a sub-scanning direction with respect to the scanned surface. The light beams emitted from the plurality of light sources by the first optical system are imaged on each element of an optical modulator having at least a plurality of elements arranged in the sub-scanning direction, and each element is formed by the optical modulator. The light beams formed on the light source are independently modulated to divide the light beams from the plurality of light sources in the sub-scanning direction, and the plurality of light beams divided in the sub-scanning direction are condensed by the second optical system, respectively. An image is formed on the scanning plane.
本発明の請求項1に係る光学装置によれば、被走査面に正確な形状の像を結像することができる。従って、光学変調器を用いてマルチビーム化を行う際、装置の大型化を招くことなく、高速化かつ高画質化を達成することができる。 According to the optical device of the first aspect of the present invention, an image having an accurate shape can be formed on the surface to be scanned. Therefore, when performing multi-beam using an optical modulator, high speed and high image quality can be achieved without increasing the size of the apparatus.
請求項3に係る光学装置によれば、主走査方向および副走査方向のいずれにおいても、光学変調器を用いたマルチビーム化を達成することができる。また、主走査方向におけるマルチビーム化により、1画素当たりの光量を増やすことができる。 According to the optical device of the third aspect, it is possible to achieve multi-beam using an optical modulator in both the main scanning direction and the sub-scanning direction. In addition, the amount of light per pixel can be increased by using multiple beams in the main scanning direction.
本発明の光学装置および結像方法の実施の形態について図面を参照しながら説明する。本実施形態の光学装置は、画像形成装置に搭載された光学ユニットに適用される。 Embodiments of an optical device and an imaging method of the present invention will be described with reference to the drawings. The optical device according to the present embodiment is applied to an optical unit mounted on an image forming apparatus.
[第1の実施形態]
図1は第1の実施形態の光学ユニットが搭載された画像形成装置の内部構成を示す図である。画像形成装置50は、上部に位置するカラー画像リーダ部(単にリーダ部という)10、および下部に位置するカラー画像プリンタ部(単にプリンタ部という)20から構成される。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram illustrating an internal configuration of an image forming apparatus on which the optical unit according to the first embodiment is mounted. The
リーダ部10では、原稿が載置される原稿台ガラス(プラテン)101の上に、自動原稿給紙装置(ADF)102が設けられている。尚、自動原稿給紙装置102の代わりに、鏡面圧板もしくは白色圧板(図示せず)が装着された構成でもよい。また、リーダ部10本体内には、キャリッジ114、キャリッジ115、レンズ110、CCD(電荷結合素子)イメージセンサ(単にCCDという)111等が設けられている。
In the
キャリッジ114には、光源103、104、反射傘105、106およびミラー107が収容されている。光源103、104は、原稿を照明する。光源として、ハロゲンランプ、蛍光灯、キセノンランプ等が使用される。反射傘105、106は、光源103、104からの光を原稿にそれぞれ集光する。ミラー107は原稿からの反射光をキャリッジ115に向けて反射する。
The
キャリッジ115には、ミラー108、109が収容されている。ミラー108、109は、ミラー107で反射された原稿からの反射光または投影光をCCD111に向けて反射する。レンズ110は、ミラー109で反射された光をCCD111上に集光する。
The
キャリッジ114は、速度Vで、CCD111の電気的走査方向(主走査方向X)に対して直交する副走査方向Yに機械的に移動する。キャリッジ115は、速度V/2で、同様に副走査方向Yに機械的に移動する。これにより、原稿の全面が走査される。
The
その他、リーダ部10本体には、CCD111が実装されている基板112、画像形成装置全体を制御する制御部100、ディジタル画像処理部113、他のデバイスとの外部インターフェイス(I/F)116等が設けられている。
In addition, the
一方、プリンタ部20は、プリンタ制御I/F218を介して受信した、制御部100内のCPUからの制御信号に従って、画像形成動作を行う。感光ドラム202は反時計方向に回転し、光学ユニット201は感光ドラム202上に静電潜像を形成する。また、感光ドラム202上に形成された静電潜像を現像する回転カラー現像器203が回転軸200を中心に回転自在に設けられている。回転カラー現像器203は、回転軸200の周りに配置された現像器221、222、223、224を有する。現像器221、222、223、224はそれぞれブラック、イエロー、マゼンダ、シアンの各色に対応する。
On the other hand, the
感光ドラム202上にトナー画像を形成する場合、ステッピングモータ(図示せず)により回転カラー現像器203を回転駆動する。現像を行う各分解色に応じて、現像器221〜224のいずれかを択一的に現像位置(感光ドラム202に近接または接触した位置)に移動させる。現像器221〜224から、感光ドラム202上に帯電している電荷に応じた量のトナーが供給され、感光ドラム202上の静電潜像が現像される。
When a toner image is formed on the
各現像器221〜224は、回転カラー現像器203本体から容易に着脱自在である。回転カラー現像器203では、時計方向にブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各色に対応する位置が指定されている。各色の現像器221〜224は指定された色の位置に装着される。
Each of the developing
黒単色画像を現像する際、ブラック現像器221のみが使用される。ブラック現像器221のスリーブ(図示せず)が感光ドラム202と対向する可視化位置226まで、回転カラー現像器203を回転させておき、トナー供給が行われる。一方、フルカラー画像を現像する際、全ての現像器221〜224が使用される。ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの順に、各現像器のスリーブが感光ドラム202と対向する可視化位置226まで、回転カラー現像器203を回転させておき、トナー供給が行われる。
When developing a black monochrome image, only the
感光ドラム202上に形成されたトナー像は、感光ドラム202の反時計方向への回転と同期して、時計方向に回転する中間転写体205上に転写される。中間転写体205への転写は、黒単色画像の場合、中間転写体205の1回転で完了し、フルカラー画像の場合、4回転で完了する。特定のシートサイズ、例えばA4サイズ以下の画像を形成する場合、中間転写体205には、2面の画像が形成可能である。
The toner image formed on the
一方、中間転写体205へのトナー画像の転写に同期して、シート(記録紙)の搬送動作が行われる。シートは、上段カセット208(または下段カセット209)からピックアップローラ211(またはピックアップローラ212)によりピックアップされる。さらに、シートは、給紙ローラ213(または給紙ローラ214)により搬送され、搬送ローラ215によりレジストローラ(レジR)219まで搬送される。そして、中間転写体205への転写が終了するタイミングで、中間転写体205と転写ベルト206との間にシートが搬送される。
On the other hand, in synchronization with the transfer of the toner image to the
この後、シートは、転写ベルト206により搬送されると共に、中間転写体205に圧着され、中間転写体205上のトナー像がシートに転写される。シートに転写されたトナー像は、定着ローラおよび加圧ローラ207により加熱および加圧され、シートに定着する。画像が定着したシートは、フェイスアップ排紙口217から排出される。
Thereafter, the sheet is conveyed by the
シートに転写されないまま残った中間転写体205上の残留トナーは、画像形成シーケンス後半の後処理制御でクリーニングされる。即ち、この残留トナーは、廃トナーとして、クリーニング装置230により元のトナー極性の逆極性に帯電され、逆極性の残留トナーは感光ドラム202上に再度転写される。逆極性の残留トナーは、感光ドラム202の周囲に設けられたブレード(図示せず)によりドラム表面から掻き取られ、感光ドラムユニットとして一体化されている廃トナーボックス231まで搬送される。こうして、中間転写体205上の残留トナーは完全にクリーニングされる。
Residual toner on the
つぎに、光学ユニット201について示す。図2は主走査における光学ユニット201の光学的配置を示す図である。図3は副走査における光学ユニット201の光学的配置を示す図である。
Next, the
光学ユニット201は、単色光を発する半導体レーザを内蔵した半導体レーザユニット(光源)301、コリメータレンズ302、シリンドリカルレンズ303、光学変調器304、コリメータレンズ305、絞り306、シリンドリカルレンズ307、ポリゴンミラー308およびfθレンズ309から構成される。
The
光学変調器304として、本実施形態では、米国のシリコンライトマシーンズ社製のGLVとも呼称されるグレイティングライトバルブ(シリコンライトマシーンズ社の登録商標)を使用する。図4は光学変調器304の要部を示す断面図である。図5は光学変調器304における反射板(リボン)51を模式的に示す平面図である。図6は反射板(リボン)51の一部を示す拡大図である。図7は光学変調器304における1ピクセル分の反射板51を支持台52とともに示す斜視図である。
In this embodiment, as the
光学変調器304は、支持台52、この支持台52の上に一列に並べられた数千本の反射板51、およびこれらの反射板51の上方に反射板51と平行に近接して配置される保護ガラス53から構成される。
The
反射板51は、交互に配置された固定反射板51a、移動反射板51bの総称である。固定反射板51aは、その表面の位置が固定された構造となっている。一方、移動反射板51bは、その表面の全長L2のうち有効可動領域L1が印加される電圧に応じて下降する構造となっている。3本の固定反射板51aおよび3本の移動反射板51bからなる6本の反射板51は、1つの素子(画素)を構成し、レーザビームの変調に使用される。即ち、3本の移動反射板51bは、互いに同期して下降する。
The
このような構造を有する光学変調器304では、各移動反射板51bに電圧が印加されていない場合、全ての固定反射板51aの表面および移動反射板51bの表面は、同一平面上に配置されている。この状態で、移動反射板51bに電圧が印加された場合、移動反射板51bは、レーザビームの波長の1/4の距離だけ下降し(図7参照)、反射型の回折格子と同様の作用を行う。
In the
このため、光学変調器304は、移動反射板51bに電圧が印加されていない状態の場合、入射レーザビームの0次回折光を反射する。また、移動反射板51bに電圧が印加された状態の場合、正負の2本の1次回折光および更に高次の回折光を反射する。
For this reason, the
従って、反射板51の表面における図5の二点鎖線で示される矩形状の領域Sにレーザビームを照射した場合、互いに独立して変調可能な数百本のレーザビームが得られることになる。この領域Sは反射に適切な領域であり、移動反射板51bにおける有効可動領域L1内に含まれる。
Therefore, when the laser beam is irradiated onto the rectangular region S indicated by the two-dot chain line in FIG. 5 on the surface of the reflecting
これらレーザビームの配列方向(副走査方向)の長さは、図6の符号Aに示すように、6本の反射板51の幅の合計値により規定される。また、これらレーザビームの配列方向と直交する方向(主走査方向)の長さは、図5の符号Bに示すように、矩形状の領域Sの幅により規定される。
The lengths of these laser beams in the arrangement direction (sub-scanning direction) are defined by the total width of the six reflecting
また、本実施形態のように、光学変調素子を副走査方向に配列した場合、半導体レーザユニット301内の半導体レーザは、副走査方向に複数個設けられることが望ましい。
Further, when the optical modulation elements are arranged in the sub-scanning direction as in this embodiment, it is desirable that a plurality of semiconductor lasers in the
主走査方向に関し、感光ドラム上の主走査方向における結像スポット径は、シリンドリカルレンズ303によって光学変調器304に集光された光束の開口数(NA)、およびfθレンズ309の焦点距離に応じて、決定される。従って、スポット径を所望の値にするためには、コリメータレンズ302およびシリンドリカルレンズ303の焦点距離を最適な値に設定し、光学変調器304に集光される光速の開口数を大きくすればよい。
Regarding the main scanning direction, the imaging spot diameter on the photosensitive drum in the main scanning direction depends on the numerical aperture (NA) of the light beam condensed on the
一方、副走査方向に関し、光学変調器304の各画素で回折される光束の開口数(NA)は、光学変調器304の画素サイズに依存する。このため、感光ドラム上の副走査方向における結像スポット径を所望の値に設定することは難しい傾向にある。
On the other hand, the numerical aperture (NA) of the light beam diffracted by each pixel of the
また、感光ドラム面上におけるコントラストを向上させるためには、なるべく多くの固定リボンおよび可動リボンで光学変調器304の1画素を構成することが好ましい。つまり、高画質を得るためには画素サイズが大きくなるので、各画素で回折される光束の開口数(NA)は小さくなり、感光ドラム面上の副走査方向における結像スポット径を小さくすることは難しい。
In order to improve the contrast on the surface of the photosensitive drum, it is preferable to configure one pixel of the
そこで、本実施形態では、光源となる半導体レーザを副走査方向に複数配列することによって、コントラストを向上させつつ、光学変調器304の各画素で回折される光束の開口数(NA)を大きくしている。このため、感光ドラム面上の副走査方向における結像スポット径を小さくし易い。尚、本実施形態の光学ユニットは、副走査方向に配列された3個の半導体レーザから構成されている。しかし、光学ユニットとしては、このような構成に限定されるものではなく、副走査方向に複数個のレーザ素子が配列されていれば、他の構成であってもよい。
Therefore, in this embodiment, by arranging a plurality of semiconductor lasers as light sources in the sub-scanning direction, the numerical aperture (NA) of the light beam diffracted by each pixel of the
図8は光学変調器304における光学変調素子の配列を示す図である。光学変調器304は、副走査方向に配列された7個の画素(光学変調素子)を有する。ここで、各画素は順に番号1〜7で示されている。前述したように、各画素1〜7では、それぞれ6本の細長い可動リボン51bおよび固定リボン51aが交互に配置されている。
FIG. 8 is a diagram showing the arrangement of the optical modulation elements in the
光学変調素子に電圧が印加されると、可動リボン51bが基板52の方向に下降する(凹む)。これにより、固定リボン51aの上面からの反射光と可動リボン51bの上面からの反射光との間に光路差が生じ、その光路差によって回折光が発生する。この回折光は、それ以降の光学系に入射し、感光ドラム上に結像する。
When a voltage is applied to the optical modulation element, the
上記構成を有する光学ユニット201の動作を示す。光源であるレーザユニット301から出力した複数のレーザ光は、コリメータレンズ302に入射し、その主走査成分および副走査成分のいずれもが略平行光束となって出射する。コリメータレンズ302は、放射状に出力されたレーザ光を集光するものである。また、コリメータレンズ302から出射するレーザ光は、正確な平行光でなくてもよい。
The operation of the
コリメータレンズ302により集光したレーザ光は、シリンドリカルレンズ303に入射する。シリンドリカルレンズ303は、主走査方向に対して屈折力を持つレンズであり、コリメータレンズ302から出射したレーザ光を光学変調器304上に結像させる。
The laser beam condensed by the
シリンドリカルレンズ303により光学変調器304上に結像したレーザ光は、光学変調器304によって副走査方向に7本の点光源となるレーザ光に分割される。尚、図3では、簡略化のため、光学変調素子(画素)1、7で反射した光のみが描かれている。前述したように、光学変調器304に入射し、各画素で回折された光は、実質的に点光源とみなせる。従って、光学変調器304で反射したレーザ光は、7本の光ビームからなるマルチビームとみなすことが可能である。
The laser light imaged on the
光学変調器304から7つの放射光として出力された光ビームは、コリメータレンズ305に入射する。コリメータレンズ305は、コリメータレンズ302と同様、放射状に進む光を集光するものである。コリメータレンズ305により集光された光ビームは、絞り306でその光束幅が制限された後、シリンドリカルレンズ307に入射する。
The light beams output as seven radiated lights from the
シリンドリカルレンズ307は、副走査方向にのみ屈折力を持つレンズである。従って、シリンドリカルレンズ307を通過した光ビームは、主走査方向のみ略平行光束となる(図2、図3参照)。ここで、ポリゴンミラー308の入射前にシリンドリカルレンズ307を配置する構成は、ポリゴンミラーの面倒れ補正を行うためであり、ポリゴンミラーを用いた走査系において一般的である。また、fθレンズ309は、副走査方向において、シリンドリカルレンズ307によってポリゴンミラー面に集光した集光点と、感光ドラム面225とを共役な関係にしている。従って、ポリゴンミラーの反射面に傾きがあったとしても、感光ドラム面上の結像スポットは副走査方向にずれることはない。ポリゴンミラー308で反射したレーザ光は、fθレンズ309により等速度運動に変換され、感光ドラム面225上に結像する。尚、図2の破線B、Cは、ポリゴンミラー308により走査された光ビームを模式的に示す。
The
このように、第1の実施形態における光学ユニットによれば、感光ドラム面上で正確なスポット形状の像を結像させることができる。また、光学ユニット以外の画像形成装置の構成を変えることなく、マルチビーム化を達成できる。したがって、光学変調器を用いてマルチビーム化を行う際、装置の大型化を招くことなく、高速化かつ高画質化を達成することができる。 Thus, according to the optical unit in the first embodiment, an accurate spot-shaped image can be formed on the photosensitive drum surface. Also, multi-beam can be achieved without changing the configuration of the image forming apparatus other than the optical unit. Therefore, when performing multi-beam using an optical modulator, high speed and high image quality can be achieved without increasing the size of the apparatus.
尚、本実施形態では、3本の点光源からのレーザ光を、7つの光に分割するために、光学変調器は7個の光学変調素子(画素)1〜7を備えるが、このような画素の配列・形状に限定されるものではない。図9は光学変調器における他の光学変調素子の配列を示す図である。この光学変調器は、副走査方向に配列された14個の光学変調素子を有する。この場合、より多くのマルチビーム化が可能となる。 In this embodiment, the optical modulator includes seven optical modulation elements (pixels) 1 to 7 in order to divide the laser light from the three point light sources into seven lights. It is not limited to the pixel arrangement / shape. FIG. 9 is a diagram showing an arrangement of other optical modulation elements in the optical modulator. This optical modulator has 14 optical modulation elements arranged in the sub-scanning direction. In this case, more multi-beams can be realized.
[第2の実施形態]
図10は第2の実施形態の主走査における光学ユニット201の光学的配置を示す図である。図11は副走査における光学ユニット201の光学的配置を示す図である。前記第1の実施形態と同一の構成要素については同一の番号を付すことによりその説明を省略する。
[Second Embodiment]
FIG. 10 is a diagram illustrating an optical arrangement of the
第2の実施形態の光学ユニット201は、前記第1の実施形態と比べ、異なる半導体レーザユニット401および光学変調器404を有する。光学ユニット401(レーザスキャナユニット)は、9個の半導体レーザを有する。これらの半導体レーザは、より多くの光ビームを光学変調器に照射するために、半導体レーザから出射される光線の光軸がコリメータレンズの中心軸(図11の一点鎖線)と平行になるように配置される。
The
図12は光学変調器404における光学変調素子の配列を示す図である。この光学変調器404は、主走査方向に3列、副走査方向に3列の計9個の画素404aを有する。各画素404aは、例えば、6本1組の反射板から構成される。また、図11では、簡略化のため、両端に位置する2つの光学変調素子に係わる光ビームのみが描かれている。
FIG. 12 is a diagram showing an arrangement of optical modulation elements in the
このように、第2の実施形態の光学ユニットによれば、主走査方向および副走査方向のいずれにおいても、光学変調器を用いたマルチビーム化を達成することができる。また、主走査方向におけるマルチビーム化により、1画素当たりの光量を増やすことができる。 Thus, according to the optical unit of the second embodiment, it is possible to achieve multi-beam using an optical modulator in both the main scanning direction and the sub-scanning direction. In addition, the amount of light per pixel can be increased by using multiple beams in the main scanning direction.
尚、本発明は、上記実施形態の構成に限られるものではなく、特許請求の範囲で示した機能、または本実施形態の構成が持つ機能が達成できる構成であればどのようなものであっても適用可能である。 The present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment, and any configuration can be used as long as the functions shown in the claims or the functions of the configuration of the present embodiment can be achieved. Is also applicable.
例えば、上記実施形態では、光学変調素子としてGLV(登録商標)を用いたが、これに限定されるものではなく、光ビームを分割可能な光変調素子であればどのような構成のものであってもよい。 For example, in the above embodiment, GLV (registered trademark) is used as the optical modulation element. However, the present invention is not limited to this, and any configuration may be used as long as the light modulation element can divide the light beam. May be.
また、本実施形態では、画像形成装置としてカラー複写機を用いたが、電子写真方式の画像形成装置であればよく、例えばファクシミリ装置やプリンタ装置でも同様の動作が可能である。 In this embodiment, a color copying machine is used as the image forming apparatus. However, an electrophotographic image forming apparatus may be used. For example, a facsimile apparatus or a printer apparatus can perform the same operation.
201 光学ユニット
225 感光ドラム面
301、401 半導体レーザユニット
302、305 コリメータレンズ
303、307 シリンドリカルレンズ
304、404 光学変調器
404a 光学変調素子(画素)
201
Claims (6)
前記被走査面に対して副走査方向に配列され、光線を出射する複数の光源と、
少なくとも副走査方向に配列された複数の素子を有し、前記各素子に結像した光線を独立に変調して前記複数の光源からの光線を副走査方向に分割する光学変調器と、
前記複数の光源から出射された光線を前記光学変調器の各素子に結像させる第1の光学系と、
前記光学変調器によって前記副走査方向に分割された複数の光線をそれぞれ集光して前記被走査面に結像させる第2の光学系とを備えたことを特徴とする光学装置。 An optical device that focuses light rays and forms an image on a scanned surface,
A plurality of light sources arranged in the sub-scanning direction with respect to the scanned surface and emitting light rays;
An optical modulator having at least a plurality of elements arranged in the sub-scanning direction, independently modulating light beams imaged on each element and dividing the light beams from the plurality of light sources in the sub-scanning direction;
A first optical system for imaging light beams emitted from the plurality of light sources on each element of the optical modulator;
An optical apparatus comprising: a second optical system that focuses each of the plurality of light beams divided in the sub-scanning direction by the optical modulator and forms an image on the surface to be scanned.
前記光学変調器は、副走査方向および主走査方向に配列された複数の素子を有し、前記各素子に結像した光線を独立に変調して前記複数の光源からの光線を副走査方向に分割するとともに、前記各素子に結像した前記複数の光源からの光線を主走査方向に分割し、
前記第2の光学系は、前記光学変調器によって前記主走査方向および前記副走査方向に分割された複数の光線をそれぞれ集光して前記被走査面に結像させることを特徴とする請求項1または2記載の光学装置。 The plurality of light sources are arranged in a sub-scanning direction and a substantially main scanning direction,
The optical modulator has a plurality of elements arranged in the sub-scanning direction and the main scanning direction, and independently modulates the light beam imaged on each element, so that the light beams from the plurality of light sources are in the sub-scanning direction. And dividing the light from the plurality of light sources imaged on each element in the main scanning direction,
The second optical system condenses each of the plurality of light beams divided in the main scanning direction and the sub-scanning direction by the optical modulator and forms an image on the surface to be scanned. 3. The optical device according to 1 or 2.
前記第1のレンズから出射した光線を、主走査方向に対して前記光学変調器の各素子に結像させる第2のレンズとを有し、
前記第2の光学系は、前記光学変調器から出射した複数の光線を主走査方向および副走査方向に集光する第3のレンズと、
前記第3のレンズを通過した光線の幅を制限する絞りと、
前記絞りを通過した複数の光線を前記回転多面体上で副走査方向にそれぞれ集光する第4のレンズと、
前記回転多面体により反射される複数の光線を前記被走査面に結像させる第5のレンズとを有することを特徴とする請求項2記載の光学装置。 The first optical system includes a first lens that collects light emitted from the plurality of light sources;
A second lens that forms an image of light emitted from the first lens on each element of the optical modulator with respect to a main scanning direction;
The second optical system includes a third lens that condenses a plurality of light beams emitted from the optical modulator in a main scanning direction and a sub scanning direction;
A diaphragm for limiting the width of the light beam that has passed through the third lens;
A fourth lens for condensing a plurality of light beams that have passed through the stop in the sub-scanning direction on the rotating polyhedron,
The optical apparatus according to claim 2, further comprising: a fifth lens that forms an image of the plurality of light beams reflected by the rotating polyhedron on the surface to be scanned.
光線を集光して前記像坦持体上の被走査面に結像させることを特徴とする請求項2記載の光学装置。 The electrostatic latent image formed on the image carrier is developed with a developer, and the developed image is mounted on an image forming apparatus that forms an image by transferring and fixing the developed image to a transfer target,
The optical apparatus according to claim 2, wherein the light beam is condensed to form an image on a surface to be scanned on the image carrier.
前記被走査面に対して副走査方向に配列された複数の光源により光線を出射し、
第1の光学系により前記複数の光源から出射された光線を、少なくとも副走査方向に配列された複数の素子を有する光学変調器の各素子に結像し、
前記光学変調器により前記各素子に結像した光線を独立に変調して前記複数の光源からの光線を副走査方向に分割し、
第2の光学系により副走査方向に分割された複数の光線をそれぞれ集光して前記被走査面に結像させることを特徴とする結像方法。 An imaging method for condensing rays and forming an image on a scanned surface,
A light beam is emitted by a plurality of light sources arranged in the sub-scanning direction with respect to the scanned surface,
The light beams emitted from the plurality of light sources by the first optical system are imaged on each element of the optical modulator having a plurality of elements arranged at least in the sub-scanning direction,
The light beams imaged on each element by the optical modulator are independently modulated to divide the light beams from the plurality of light sources in the sub-scanning direction,
An image forming method comprising: condensing a plurality of light beams divided in the sub-scanning direction by the second optical system and forming an image on the surface to be scanned.
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EP2006533A2 (en) | 2007-06-21 | 2008-12-24 | Denso Corporation | Starter for engines |
JP2009151309A (en) * | 2007-12-20 | 2009-07-09 | Xerox Corp | Printer equipped with multi-beam raster output scanner of compensation with filter |
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