JP2008122678A - Scanning optical device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、走査光学装置および画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a scanning optical device and an image forming apparatus.
従来、走査光学装置としては、例えば画像形成装置に組み込まれて、光源から出射されたレーザ光を回転多面鏡で偏向することによって被走査体である感光体ドラム上に走査するものが知られている。このような走査光学装置においては、回転多面鏡の加工精度等により回転多面鏡の面倒れが生じることがあるため、面倒れ補正光学系が採用されている(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a scanning optical device, for example, a device that is incorporated in an image forming apparatus and scans a photosensitive drum as a scanning target by deflecting laser light emitted from a light source with a rotating polygon mirror is known. Yes. In such a scanning optical apparatus, the surface tilt of the rotating polygon mirror may occur due to the processing accuracy of the rotating polygon mirror, and therefore a surface tilt correcting optical system is employed (see, for example, Patent Document 1).
前記面倒れ補正光学系は、主な構成要素として、光源から出射され、コリメート光学素子で平行光束にされたレーザ光を前記走査を行う方向である主走査方向と直交する副走査方向に集光して回転多面鏡上に線状に結像する線状集光光学素子と、回転多面鏡で偏向されたレーザ光を感光体ドラム上に点状に結像するfθ光学素子とを備えている。 The surface tilt correction optical system, as a main component, condenses laser light emitted from a light source and converted into a parallel light beam by a collimating optical element in a sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction that is the scanning direction. A linear condensing optical element that forms an image linearly on the rotating polygon mirror, and an fθ optical element that forms an image of the laser beam deflected by the rotating polygon mirror in a dot pattern on the photosensitive drum. .
さらに、特許文献1に記載の走査光学装置では、感光体ドラム上のレーザ走査線の湾曲量を調整できるようにするために、fθレンズと感光体ドラムとの間に配設される主走査方向に延びる反射ミラーを強制的に撓ませる構成も採用されている。
しかしながら、上記のような構成では、比較的に大型の反射ミラーを撓ませる必要があるためにその仕組みが大掛かりになり、コスト高および装置の大型化を招くという問題がある。 However, in the above configuration, since it is necessary to bend a relatively large reflecting mirror, the mechanism becomes large, and there is a problem that the cost is increased and the size of the apparatus is increased.
本発明は、このような事情に鑑み、低コストでしかも装置の大型化を招来することなく被走査体上のレーザ走査線の湾曲量を調整可能にすることができる走査光学装置およびこの走査光学装置を備える画像形成装置を提供することを目的とする。 In view of such circumstances, the present invention provides a scanning optical device capable of adjusting the amount of bending of a laser scanning line on a scanned object at low cost and without causing an increase in size of the device, and the scanning optical device. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus including the apparatus.
請求項1の発明は、光源から出射されたレーザ光を回転多面鏡で偏向することによって被走査体上に走査する走査光学装置であって、光源から出射されたレーザ光を平行光束にするコリメート光学素子と、平行光束にされたレーザ光を前記走査を行う方向である主走査方向と直交する副走査方向に集光して前記回転多面鏡上に結像する線状集光光学素子とを備え、前記コリメート光学素子と線状集光光学素子との間には、平行光束にされたレーザ光が透過可能な平行平板が配置されていて、この平行平板は、前記主走査方向に延びる軸回りに揺動可能に構成されていることを特徴とするものである。 The invention according to claim 1 is a scanning optical device that scans a scanned object by deflecting laser light emitted from a light source with a rotating polygon mirror, and collimates the laser light emitted from the light source into a parallel light beam. An optical element, and a linear condensing optical element that focuses the laser beam made into a parallel light beam in a sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction, which is the scanning direction, and forms an image on the rotary polygon mirror A parallel plate capable of transmitting a laser beam converted into a parallel light beam is disposed between the collimating optical element and the linear focusing optical element, and the parallel plate has an axis extending in the main scanning direction. It is configured to be swingable around.
請求項2の発明は、請求項1に記載の走査光学装置と、前記被走査体である感光体ドラムとを備えることを特徴とする画像形成装置である。 According to a second aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus comprising: the scanning optical device according to the first aspect; and a photosensitive drum as the scanned body.
請求項1の発明によれば、コリメート光学素子と線状集光光学素子との間に平行平板を配置し、この平行平板を主走査方向に延びる軸回りに揺動可能に構成したから、平行平板を揺動させることによって、線状集光光学素子に入射するレーザ光の副走査方向における高さ位置を変更することができる。そして、このように線状集光光学素子に入射するレーザ光の高さ位置を変更すれば、線状集光光学素子を透過したレーザ光が回転多面鏡に入射する入射角が変化するため、これにより被走査体上のレーザ走査線の湾曲量を調整できるようになる。すなわち、本発明では、比較的に小型の平行平板を揺動可能に配置するという簡易な構成によって、低コストでしかも装置の大型化を招来することなく被走査体上のレーザ走査線の湾曲量を調整可能にすることができる。 According to the first aspect of the present invention, the parallel plate is disposed between the collimating optical element and the linear condensing optical element, and the parallel plate is configured to be swingable about an axis extending in the main scanning direction. By swinging the flat plate, the height position in the sub-scanning direction of the laser light incident on the linear condensing optical element can be changed. And, if the height position of the laser light incident on the linear condensing optical element is changed in this way, the incident angle at which the laser light transmitted through the linear condensing optical element enters the rotary polygon mirror changes, This makes it possible to adjust the amount of bending of the laser scanning line on the object to be scanned. That is, according to the present invention, the amount of bending of the laser scanning line on the scanning object is reduced at a low cost and without increasing the size of the apparatus by a simple configuration in which a relatively small parallel plate is swingably arranged. Can be made adjustable.
請求項2の発明によれば、感光体ドラム上のレーザ走査線の湾曲量を調整可能にすることができる。 According to the second aspect of the present invention, the amount of curvature of the laser scanning line on the photosensitive drum can be adjusted.
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態に係る走査光学装置(レーザスキャナユニットまたはLSUともいう)2が組み込まれたプリンタ10の概略構成図である。なお、走査光学装置2は、プリンタ以外の他の画像形成装置(例えば、複写機、ファクシミリ装置、複合機等)に組み込むことも可能である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a
プリンタ10は、用紙を搬送路Lに沿って搬送する途中で、端末等から送られた画像データに基づいて用紙に画像を形成するものであり、箱状の装置本体1の内部に、感光体ドラム131の表面にトナー像を形成した後にそのトナー像を用紙に転写する画像形成部13と、画像形成部13に用紙を供給する給紙部12と、トナー像を用紙に定着させる定着部14とを備えている。
The
前記搬送路Lは、前方から後方(図1の右側から左側)に略水平に延びる水平部L1と、水平部L1の後端部から略垂直に立上る垂直部L2とを有し、側面視で略L字状をなしている。 The conveyance path L has a horizontal portion L1 extending substantially horizontally from the front to the rear (from the right side to the left side in FIG. 1), and a vertical portion L2 rising substantially vertically from the rear end portion of the horizontal portion L1. It is substantially L-shaped.
前記給紙部12は、搬送路Lの水平部L1の下方に配設される給紙カセット121を有しており、給紙カセット121に収納された用紙をピックアップローラ12aによって取り出すとともに、その用紙を給紙ローラ12b〜12eによって1枚ずつ搬送路Lの水平部L1に送り出し、さらに搬送路Lに送り出された用紙を、レジストローラ12fによって一旦待機させ、所定のタイミングで画像形成部13に供給するようになっている。
The
また、給紙部12は、装置本体1の前面に設けられた開口11内に配設された手差しユニット122をも有しており、手差しユニット122に載置された用紙をピックアップローラ12gおよび給紙ローラ12c,12eによって搬送路Lの水平部L1に送り出すことができるようになっている。なお、開口11は、装置本体1に揺動可能に取り付けられた蓋部材11aによって開閉可能となっている。
The
前記画像形成部13は、搬送路Lの水平部L1の前後方向の略中央に配設される感光体ドラム131と、感光体ドラム131の上方に配設される帯電部132と、感光体ドラム131の前方に配設される現像部133と、感光体ドラム131の下方に配設される転写部134と、感光体ドラム131の後方に配設されるクリーニング部135と、帯電部132およびクリーニング部135並びに前記定着部14の上方に前側が持ち上げられた姿勢で配設される走査光学装置2とを有している。
The
前記感光体ドラム131は、図1において時計回りに回転するようになっており、その表面には、当該表面が帯電部132によって一様に帯電された後に、走査光学装置2によって画像データに基づくレーザ光が帯電部132と現像部133との間から照射されることにより静電潜像が形成され、さらに静電潜像が形成された表面に、現像部133からトナーが供給されることによってトナー像が形成されるようになっている。
The
そして、前記給紙部12から供給された用紙は、転写部134の転写ローラ134aによって感光体ドラム131に押し付けられながら搬送されることにより、その表面(転写面)に、感光体ドラム131の表面に形成されたトナー像が転写され、その後に定着部14に送り込まれる。
The paper supplied from the
なお、転写後の感光体ドラム131の表面に残留した残留電荷およびトナーは、クリーニング部135によって除去されるようになっている。
The residual charge and toner remaining on the surface of the
前記定着部14は、熱ローラ14aと、圧力ローラ14bとを有しており、これらのローラ14a,14bでトナー像が転写された用紙を挟み込むことにより、熱と圧力でトナー像を用紙に定着させるようになっている。
The
そして、トナー像が定着された用紙は、排出ローラ18によって装置本体1の上面に形成された排出部19に排出される。
The sheet on which the toner image is fixed is discharged by a
なお、本実施形態のプリンタ10では、搬送路Lの水平部L1と給紙カセット121との間に、スイッチバック部15が設けられており、用紙の両面に画像を形成できるようになっている。
In the
前記走査光学装置2は、具体的には、図2および図3に示すように、光源である半導体レーザ21から出射されたレーザ光を回転多面鏡(ポリゴンミラーともいう)24で偏向することによって被走査体である感光体ドラム131上に走査するものであり(図2中の矢印A参照)、半導体レーザ21および回転多面鏡24を収容する上方に開口する容器状のハウジング2Aと、このハウジング2Aの開口を塞ぐ蓋体2B(図1参照)とを備えている。なお、図2および図3では、蓋体2Bを省略している。
Specifically, as shown in FIGS. 2 and 3, the scanning
半導体レーザ21は、ハウジング2A内の右側略中央位置に配設されていて、ハウジング2Aの底面20と平行な面上で斜め後方に向かってレーザ光を出射するようになっている。
The
回転多面鏡24は、正六角形の板状に形成されており、ハウジング2A内の後側位置に配設されている。この回転多面鏡24は、ハウジング2Aの底面20に回転軸が直交する状態で固定されたモータにより図3において反時計回りに一定速度で回転させられるようになっている。すなわち、ハウジング2A内では、底面20に平行な方向が前記走査を行う方向である主走査方向となっており、底面20に直交する方向が主走査方向と直交する副走査方向となっている。
The
また、ハウジング2A内には、半導体レーザ21および回転多面鏡24に加え、半導体レーザ21から出射されたレーザ光を平行光束にするコリメート光学素子22と、平行光束にされたレーザ光を副走査方向に集光して回転多面鏡24上に線状に結像するシリンドリカル形状の線状集光光学素子23と、回転多面鏡24の前方に配設され、回転多面鏡24で偏向されたレーザ光を感光体ドラム131上に点状に結像する2つのfθ光学素子25,26と、fθ光学素子25,26を透過したレーザ光を感光体ドラム131に向かって反射する反射ミラー27とが配設されている。そして、ハウジング2Aには、反射ミラー27で反射されたレーザ光が通る位置に開口が形成されているとともに、この開口を塞ぐように防塵ガラス28が設けられており、レーザ光は防塵ガラス28を透過してハウジング2A外に放射されるようになっている。
Further, in the
なお、図示は省略するが、ハウジング2A内には、コリメート光学素子22で平行光束にされたレーザ光を主走査方向に延びる長丸状に整形するアパーチャが設けられている。そして、このアパーチャと、前記線状集光光学素子23およびfθ光学素子25,26とによって面倒れ補正光学系が構成されている。
Although not shown, an aperture is provided in the
前記線状集光光学素子23としては、シリンドリカル形状のもの以外にも例えばトロイダル形状のもの等を採用可能である。
As the linear condensing
さらに、ハウジング2A内には、前記走査が行われる画像領域における画像書き出しタイミングを決定する水平同期信号を取得するための構成として、右側前方位置に配線基板32に実装された光電素子31が配設されているとともに、左側前方位置に画像領域に入る前に回転多面鏡24で反射されるレーザ光を光電素子31に向かって反射する反射ミラー33が配設されている。また、反射ミラー33と光電素子31との間には、反射ミラー33で反射されたレーザ光を集光する集光レンズ34が配設されている。そして、反射ミラー33で反射され集光レンズ34で集光されたレーザ光を受光素子31が受光することにより水平同期信号が取得され、この水平同期信号を基準に画像領域での半導体レーザ21の発光開始のタイミング等が制御されるようになっている。
Further, in the
さらには、前記コリメート光学素子22と線状集光光学素子23との間には、平行光束にされたレーザ光が透過可能な平行平板4が配置されている。この平行平板4は、例えばガラス等からなり、図4および図5に示すように、レーザ光の光軸方向に扁平でかつ主走査方向に延びる長方形板状をなしている。
Furthermore, between the collimating
そして、ハウジング2Aの底面20には、平行平板4を主走査方向に延びる軸回りに揺動可能に支持する支持手段5が設けられている。なお、以下では説明の便宜のために、レーザ光の光軸方向をX方向というとともに、そのうちの回転多面鏡24に向かう方向を+X方向、その反対側の方向を−X方向という。
The
前記支持手段5は、底面20から上方に突出して主走査方向に延びる断面形状が台形状の突条をなし、その上面55aに平行平板4が載置される載置部55と、平行平板4を−X方向から覆うように底面20から立ち上がる支持壁51とを有している。なお、載置部55の上面55aは、平行平板4の下面よりもX方向に大きく設定されている。
The supporting means 5 is a protrusion having a trapezoidal cross-sectional shape that protrudes upward from the
前記支持壁51には、レーザ光を通すための主走査方向に延びる長方形状の開口部51aが設けられている。この支持壁51の上部には、主走査方向の中央にセットスクリュー53が当該支持壁51を貫通した状態でねじ込まれ、支持壁51の上端面には、平行平板4の上部を−X方向に付勢する左右一対の板ばね61が取り付けられていて、平行平板4の上部が板ばね61によってセットスクリュー53の先端に押し付けられている。
The
さらに、支持壁51の下部には、+X方向に突出して主走査方向に延びる半円柱状の突条部52が設けられている。一方、載置部55の+X方向側の傾斜面には、平行平板4の下部を−X方向に付勢する板ばね62が取り付けられていて、平行平板4の下部が板ばね62によって支持壁51の突条部52に押し付けられている。
Further, a
このため、図5(a)に示す平行平板4がレーザ光の光軸と直交する状態から、セットスクリュー53を回して当該セットスクリュー53を板ばね61の付勢力に抗して+X方向に前進させると、平行平板4は、図5(b)に示すように下面と+X方向側の面とのコーナー部4aを支点にして、すなわち主走査方向に延びる軸回りに+X方向に揺動するようになる。
Therefore, from the state in which the
逆に、図5(a)に示す平行平板4がレーザ光の光軸と直交する状態から、セットスクリュー53を回して当該セットスクリュー53を−X方向に後退させると、平行平板4は、板ばね61に付勢されることにより図示は省略するが下面と−X方向側の面とのコーナー部4bを支点にして、すなわち主走査方向に延びる軸回りに−X方向に揺動するようになる。
On the contrary, when the
そして、このように平行平板4を揺動させれば、図6に示すように平行平板4による屈折によって副走査方向における光軸の位置がL1からL2に下がったり、図示は省略するがL1から上に上がったりするようになるため、線状集光光学素子23に入射するレーザ光の副走査方向における高さ位置を変更することができる。
If the
線状集光光学素子23に入射するレーザ光の高さ位置を変更しても、線状集光光学素子23で線状に集光するときの焦点位置は変化しないので、線状集光光学素子23を透過したレーザ光が回転多面鏡24に入射する入射角のみが変化する。これにより感光体ドラム131上のレーザ走査線の湾曲量を調整できるようになる。
Even if the height position of the laser light incident on the linear condensing
その理由としては、図7に示すように、回転多面鏡24の回転によって反射面の出入り(X方向における位置変動)があるため、回転多面鏡24に入射する入射角に角度を付けることによって、反射点の副走査方向の位置はΔhの範囲で変動することになる。光軸がL1の位置にあったときに感光体ドラム131上のレーザ走査線が直線になっていた場合には、光軸をL2の位置にすることによって感光体ドラム131上のレーザ走査線はΔhに見合った量の湾曲を生じることになる。逆に言えば、感光体ドラム131上のレーザ走査線に何らかの要因で湾曲が生じていた場合には、平行平板4を+X方向または−X方向に揺動させてレーザ光の回転多面鏡24への入射角を変化させれば、その湾曲量を調整することができる。
The reason for this is that, as shown in FIG. 7, there is a reflection surface entering and exiting (position variation in the X direction) due to the rotation of the rotating
このように、本実施形態の走査光学装置2では、比較的に小型の平行平板4をコリメート光学素子22と線状集光光学素子23との間に揺動可能に配置するという簡易な構成によって、低コストでしかも装置の大型化を招来することなく感光体ドラム131上のレーザ走査線の湾曲量を調整可能にすることができる。
As described above, in the scanning
ここで、平行平板4をコリメータ光学素子23以前または線状集光光学素子23以降に設けた場合には、平行平板4を揺動させると感光体ドラム131上のレーザ走査線が副走査方向に移動してしまうため、それを補正する光学系等をさらに採用する必要がある。これに対し、本実施形態の走査光学装置2では、平行平板4をコリメート光学素子22と線状集光光学素子23との間に配置し、レーザ光を線状に集光する線状集光光学素子23の機能、換言すれば現存する面倒れ補正光学系を合理的に利用することで、感光体ドラム131上のレーザ走査線の副走査方向の移動を伴うことなくレーザ走査線の湾曲量の調整を可能としている。
Here, when the
なお、前記実施形態では、モノクロの画像形成装置に本発明を適用した形態を示したが、本発明は、タンデム式のカラーの画像形成装置に特に有効である。 In the above-described embodiment, the present invention is applied to a monochrome image forming apparatus. However, the present invention is particularly effective for a tandem color image forming apparatus.
また、走査光学装置2は、画像形成装置だけでなく、レーザ光を用紙上に直接走査して焼付けする印刷機に組み込んでもよい。
Further, the scanning
さらに、支持手段5としては、揺動軸を用いて平行平板4を揺動可能に支持するようにしてもよいし、その構成は適宜変更可能である。
Further, as the support means 5, the
10 プリンタ(画像形成装置)
131 感光体ドラム(被走査体)
2 走査光学装置
21 半導体レーザ
22 コリメート光学素子
23 線状集光光学素子
24 回転多面鏡
4 平行平板
5 支持手段
10 Printer (image forming device)
131 Photosensitive drum (scanned body)
2 Scanning
Claims (2)
光源から出射されたレーザ光を平行光束にするコリメート光学素子と、平行光束にされたレーザ光を前記走査を行う方向である主走査方向と直交する副走査方向に集光して前記回転多面鏡上に結像する線状集光光学素子とを備え、
前記コリメート光学素子と線状集光光学素子との間には、平行光束にされたレーザ光が透過可能な平行平板が配置されていて、この平行平板は、前記主走査方向に延びる軸回りに揺動可能に構成されていることを特徴とする走査光学装置。 A scanning optical device that scans a scanned object by deflecting laser light emitted from a light source with a rotating polygon mirror,
A collimating optical element that converts laser light emitted from a light source into a parallel light beam, and the laser light that has been converted into a parallel light beam is condensed in a sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction, which is the scanning direction. A linear focusing optical element that forms an image on the top,
Between the collimating optical element and the linear condensing optical element, a parallel plate capable of transmitting a laser beam converted into a parallel light beam is disposed, and the parallel plate is arranged around an axis extending in the main scanning direction. A scanning optical device configured to be swingable.
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