JP2009133939A - Optical scanner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機・プリンタ・ファクシミリ或いはこれらを機能的に備えた複合機等の電子写真方式の画像形成装置に搭載された光走査装置に関する。 The present invention relates to an optical scanning device mounted on an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile machine, or a multifunction machine equipped with these functions.
従来から、電子写真装置等の画像形成装置には光走査装置が搭載され、この光走査装置から出射されたビーム光束を感光体表面(被走査面)に照射することにより、感光体表面に形成された静電潜像をトナーによって顕在化し、そのトナー像を転写紙上に転写・定着することにより画像形成処理が実現されている。 Conventionally, an image forming apparatus such as an electrophotographic apparatus has been equipped with an optical scanning device, and is formed on the surface of the photosensitive member by irradiating the surface of the photosensitive member (scanned surface) with a light beam emitted from the optical scanning device. The formed electrostatic latent image is actualized with toner, and the toner image is transferred and fixed onto a transfer paper, thereby realizing an image forming process.
光走査装置は、例えば、図4に示すように、半導体レーザモジュール(光源)1から放射されたビーム光束をカップリングして平行光束とするコリメートレンズ2と、コリメートレンズ2を透過したビーム光束を回転多面鏡3の鏡面上に主走査方向に線状に集光させるために副走査方向にのみ正のパワーを持つシリンダーレンズ(シリンドリカルレンズ)4と、回転多面鏡3の鏡面で反射されたビーム光束を被走査面としての感光体表面5(図示両端矢印で示す)にビームスポットとして結像する一つ以上の結像レンズ6とを備えている(例えば、特許文献1参照)。
For example, as shown in FIG. 4, the optical scanning device couples a beam beam emitted from a semiconductor laser module (light source) 1 into a parallel beam by coupling the beam beam and a beam beam transmitted through the
結像レンズ6は、例えば、主走査方向に延びる一対の球面レンズ7とトーリックレンズ8とを備え、ビーム光束の走査速度の不均一や点像の歪を補正するfθ機能を備えている。また、結像レンズ6を透過したビーム光束の一部は、例えば、トーリックレンズ8の長手方向端部付近の有効画像領域外を透過したビーム光束を受光素子に結像させて水平同期信号を取得することで走査タイミングを図っている。
ところが、上記の如く構成された光走査装置にあっては、水平同期信号を取得するために、トーリックレンズ8の長手方向端部付近の有効画像領域外から受光素子に至る光路上をビーム光束の一部が経由するため、例えば、トーリックレンズ8の長手方向両端に形成されたレンズ面やレンズコバの存在により、ビーム光束の一部によってゴースト光が発生してしまい、被走査面上の有効画像領域内を照射して異常画像を発生させる虞が生じていた。 However, in the optical scanning apparatus configured as described above, in order to obtain a horizontal synchronization signal, the beam flux is transmitted along the optical path from the outside of the effective image area near the end in the longitudinal direction of the toric lens 8 to the light receiving element. For example, ghost light is generated by a part of the beam flux due to the presence of lens surfaces and lens edges formed at both ends in the longitudinal direction of the toric lens 8 because a part of the toric lens 8 passes, and an effective image area on the scanned surface. There is a possibility that an abnormal image is generated by irradiating the inside.
そこで、本発明は、上記事情を考慮し、回転多面鏡によって偏向された後に有効画像領域外から出射したビーム光束の一部によるゴースト光の発生を抑制することができる光走査装置を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, the present invention provides an optical scanning device capable of suppressing the generation of ghost light due to a part of a light beam emitted from outside an effective image area after being deflected by a rotating polygon mirror. With the goal.
本発明の光走査装置は、光源から放射されたビーム光束を回転多面鏡の鏡面付近で線状集光する線状集光素子と、前記回転多面鏡の鏡面により偏向されたビーム光束を被走査面上に集光走査する一つ以上の結像レンズと、を備えた光走査装置において、前記結像レンズの少なくとも1つは、主走査方向に延びる入射側のレンズ面が射出側のレンズ面よりも大きいことを特徴とする。 The optical scanning device of the present invention scans a beam beam deflected by the mirror surface of the rotating polygon mirror and a linear focusing element that linearly focuses the beam beam emitted from the light source in the vicinity of the mirror surface of the rotating polygon mirror. And at least one of the imaging lenses, wherein an incident-side lens surface extending in the main scanning direction is an exit-side lens surface. It is characterized by being larger than.
また、本発明の光走査装置は、光源から放射されたビーム光束を回転多面鏡の鏡面付近で線状集光する線状集光素子と、前記回転多面鏡の鏡面により偏向されたビーム光束を被走査面上に集光走査する一つ以上の結像レンズと、を備えた光走査装置において、前記結像レンズの少なくとも1つは、主走査方向に延びる入射側のレンズ面の幅が射出側のレンズ面の幅よりも長いことを特徴とする。 Further, the optical scanning device of the present invention includes a linear condensing element that linearly condenses a beam of light emitted from a light source in the vicinity of the mirror surface of the rotary polygon mirror, and a beam of light deflected by the mirror surface of the rotary polygon mirror. And at least one of the imaging lenses having a width of an incident-side lens surface extending in the main scanning direction is emitted. It is characterized by being longer than the width of the side lens surface.
この際、前記結像レンズの少なくとも1つは、長手方向端部付近に入射側よりも広角な射出側に非レンズ面を備えていると共に、その非レンズ面の表面にマスク加工が施されているのが好ましい。 At this time, at least one of the imaging lenses has a non-lens surface on the exit side that is wider than the incident side near the end in the longitudinal direction, and the surface of the non-lens surface is masked. It is preferable.
また、前記非レンズ面の表面に施されたマスク加工は、前記非レンズ面に入射したビーム光束を遮断若しくは拡散する光学特性を有するのが好ましい。 The mask processing applied to the surface of the non-lens surface preferably has an optical characteristic of blocking or diffusing a beam of light incident on the non-lens surface.
さらに、前記非レンズ面の形状は、該非レンズ面に入射したビーム光束の入射角よりも広角な傾斜面、又は、該非レンズ面に入射したビーム光束を少なくとも主走査方向に拡散させる曲面に形成されているのが好ましい。 Further, the shape of the non-lens surface is formed as an inclined surface having a wider angle than the incident angle of the beam beam incident on the non-lens surface, or a curved surface that diffuses the beam beam incident on the non-lens surface at least in the main scanning direction. It is preferable.
本発明の光走査装置は、回転多面鏡によって偏向された後に有効画像領域外から出射したビーム光束の一部によるゴースト光の発生を抑制することができる。 The optical scanning device of the present invention can suppress the generation of ghost light due to a part of the beam flux emitted from outside the effective image area after being deflected by the rotary polygon mirror.
次に、本発明の一実施形態に係る光走査装置について、図面を参照して説明する。 Next, an optical scanning device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の一実施形態に係る光走査装置の光学説明図、図2は本発明の一実施形態に係る光走査装置の要部の平面図、図3(A)〜(C)は本発明の一実施形態に係る光走査装置の要部の拡大断面図である。 FIG. 1 is an optical explanatory view of an optical scanning device according to an embodiment of the present invention, FIG. It is an expanded sectional view of the important section of the optical scanning device concerning one embodiment of the present invention.
図1に示すように、本発明の一実施形態に係る光走査装置は、ビーム光束(光路軸Qで示す)を放射するレーザダイオード等の光源11と、光源11からのビーム光束をカップリングして平行光束とするコリメートレンズ12と、コリメートレンズ12を透過したビーム光束を主走査方向に長く略線状に集光させるように副走査方向にのみ正のパワーを持つシリンドリカルレンズ13と、シリンドリカルレンズ13からのビーム光束を偏向する回転多面鏡14と、回転多面鏡14によって偏向走査したビーム光束を被走査面15上に結像する結像光学系16と、回転多面鏡14によって偏向走査したビーム光束の一部を利用して走査同期を検出する受光素子17へと導く検出光学系18とを備えている。
As shown in FIG. 1, an optical scanning device according to an embodiment of the present invention couples a
結像光学系16は、fθ特性を有するように主走査方向に延びる複数のレンズ群(結像レンズ)を備え、例えば、回転多面鏡14側に凹面を有する正メニスカスレンズ19と、走査面側に凸球面を有し且つ主走査方向に正のパワーを有する面倒れ補正用のアナモルフィックレンズ20と、によってfθレンズ21を構成している。
The imaging
また、アナモルフィックレンズ20は、図2に示すように、主走査方向に延びる入射側のレンズ面20aが射出側のレンズ面20bよりも大きく設定されている。具体的には、アナモルフィックレンズ20は、主走査方向に長く扁平に形成されており、実質的に副走査方向に沿う高さ(レンズ厚)は均一となっている。従って、入射側のレンズ面20aの主走査方向に延びる有効画像領域幅H1は射出側のレンズ面20bの主走査方向に延びる有効画像領域幅H2よりも長く設定されている。さらに、アナモルフィックレンズ20は、主走査方向に延びる長手方向端部付近に入射側よりも広角な射出側に、レンズコバとして利用する非レンズ面20cを備えている。
Further, as shown in FIG. 2, the
この非レンズ面20cの表面には、例えば、非レンズ面20cに入射したビーム光束を遮断若しくは拡散する光学特性を有するようにマスク加工が施されている。具体的には、非レンズ面20cの表面にはマスク加工面20dが形成されている。本実施の形態におけるマスク加工面20dは、例えば、図3(A)に示すように、非レンズ面20cに入射したビーム光束を遮断する非透光性材料の着色によるマスク加工、又は、非レンズ面20cに入射したビーム光束を拡散するサンドブラスト加工等の表面加工による摺りガラス状のマスク加工によるもの等が採用されている。
The surface of the
尚、マスク加工は、レンズ成型時にレンズ面20bの成型色と異なる黒色等の成型色で形成しても良い。また、非レンズ面20cの形状は、図3(B)に示すように、非レンズ面20cに入射したビーム光束の入射角よりも広角な傾斜面としても良いし、図3(C)に示すように、非レンズ面20cに入射したビーム光束を少なくとも主走査方向に拡散させる曲面としても良い。この際、傾斜面又は曲面の非レンズ面20cにマスク加工面20dを形成しても良い。
The mask processing may be formed with a molding color such as black which is different from the molding color of the
検出光学系18は、回転多面鏡14の鏡面に入射したビーム光束の一部(光路軸Q’で示す)を反射するように有効画像領域の外側に配置した導光ミラー22と、特定の方向の偏光のみを透過させる偏光子23と、直線偏光を円偏光へ変換する1/4波長板24と、ビーム光束の位置ずれを補正する受光レンズ(例えば、SOSレンズ)25とを備えている。
The detection
受光素子17は、検出光学系18の光路上で被走査面15と共役関係な位置に配備されており、光源11から放射されて回転多面鏡14で偏向されたビーム光束は、結像光学系16によって走査領域へ向かって偏向するが、走査領域へ向かう途上においてfθレンズ21を構成する一方の正メニスカスレンズ19を介して導光ミラー22で反射され、偏光子23、1/4波長板24、受光レンズ25をこの順に経由して受光素子17に入射する。
The
偏光子23は、その方位(直線偏光光束を最大限透過させる方向)が、例えば、ビーム光束を主走査方向に直線偏光する特性を備えている。
The
1/4波長板24は、偏光子23によって主走査方向に直線偏光されたビーム光束を円偏光状態に変換する。
The
受光レンズ25は、受光素子17に導光ミラー22の設置公差等により副走査方向にビーム光束の光路がずれた場合に、受光素子17上での光軸との交点に引き戻す役割を果たしている。
The
上記の構成において、回転多面鏡14により偏向されて有効画像領域外に出射したビーム光束は、入射側のレンズ面20aよりも短い射出側のレンズ面20bによりゴースト光の発生が抑制され、しかも、そのレンズ面20bの有効画像領域外には非レンズ面20cが形成されていることから、この非レンズ面20cにより有効画像領域外に出射したビーム光束をゴースト光とならないように遮断・光路変更・拡散することができる。
In the above configuration, the beam flux deflected by the rotating
ところで、上記実施の形態では、本発明の光走査装置を一つの光源11から放射されたビーム光束の場合に適用して説明したが、例えば、カラー画像形成装置のように、フック数の光源から放射されたビーム光束を一つの回転多面鏡で偏光走査する光走査装置等に適用することができることは勿論である。
In the above embodiment, the optical scanning device of the present invention is applied to the case of a beam of light emitted from one
11…光源
12…コリメートレンズ
13…シリンドリカルレンズ(線状集光素子)
14…回転多面鏡
15…被走査面
19…正メニスカスレンズ
20…アナモルフィックレンズ(結像レンズ)
20a…レンズ面(入射側)
20b…レンズ面(射出側)
20c…非レンズ面
20d…マスク加工面
21…fθレンズ(結像レンズ)
DESCRIPTION OF
14 ... Rotating
20a: Lens surface (incident side)
20b ... Lens surface (exit side)
20c:
Claims (6)
前記結像レンズの少なくとも1つは、主走査方向に延びる入射側のレンズ面が射出側のレンズ面よりも大きいことを特徴とする光走査装置。 A linear condensing element that linearly condenses the beam light beam emitted from the light source in the vicinity of the mirror surface of the rotating polygon mirror, and the beam light beam deflected by the mirror surface of the rotating polygon mirror is focused and scanned on the surface to be scanned. An optical scanning device comprising two or more imaging lenses;
At least one of the imaging lenses has an incident-side lens surface extending in the main scanning direction larger than an exit-side lens surface.
前記結像レンズの少なくとも1つは、主走査方向に延びる入射側のレンズ面の幅が射出側のレンズ面の幅よりも長いことを特徴とする光走査装置。 A linear condensing element that linearly condenses the beam light beam emitted from the light source in the vicinity of the mirror surface of the rotating polygon mirror, and the beam light beam deflected by the mirror surface of the rotating polygon mirror is focused and scanned on the surface to be scanned. An optical scanning device comprising two or more imaging lenses;
In at least one of the imaging lenses, the width of the lens surface on the incident side extending in the main scanning direction is longer than the width of the lens surface on the emission side.
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