JP2011123087A - Optical scanner - Google Patents
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Description
本発明は、光走査装置、特に、感光体を複数のビームにより主走査方向に走査する光走査装置に関する。 The present invention relates to an optical scanning device, and more particularly to an optical scanning device that scans a photosensitive member in a main scanning direction with a plurality of beams.
近年、画像形成の高速化に伴い、複数のビームを感光体に同時に照射する光走査装置が提案されている。このような光走査装置では、感光体上で複数のビームの副走査方向の間隔が一定となるように調整する必要がある。そこで、特許文献1に記載の光走査装置及び特許文献2に記載のマルチビーム走査装置が提案されている。 2. Description of the Related Art In recent years, an optical scanning apparatus that irradiates a photosensitive member with a plurality of beams at the same time has been proposed as image forming speed increases. In such an optical scanning device, it is necessary to adjust so that the intervals in the sub-scanning direction of a plurality of beams are constant on the photosensitive member. Therefore, an optical scanning device described in Patent Document 1 and a multi-beam scanning device described in Patent Document 2 have been proposed.
特許文献1に記載の光走査装置では、複数のビームを放射する光源を光軸周りに回転させている。また、特許文献2に記載のマルチビーム走査装置では、主走査方向と光軸とからなる平面内において、走査レンズの一端を中心として該走査レンズを回転させている。以上のような光走査装置及びマルチビーム走査装置によれば、複数のビームの副走査方向における間隔を調整することができる。以上のように、複数のビームの副走査方向における間隔を調整するための種々の光走査装置が提案されている。 In the optical scanning device described in Patent Document 1, a light source that emits a plurality of beams is rotated around the optical axis. In the multi-beam scanning device described in Patent Document 2, the scanning lens is rotated around one end of the scanning lens in a plane composed of the main scanning direction and the optical axis. According to the optical scanning device and the multi-beam scanning device as described above, the intervals in the sub-scanning direction of a plurality of beams can be adjusted. As described above, various optical scanning devices for adjusting the intervals in the sub-scanning direction of a plurality of beams have been proposed.
そこで、本発明の目的は、感光体を複数のビームにより主走査方向に走査する光走査装置であって、感光体における複数のビームの副走査方向の間隔を調整できる新たな光走査装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an optical scanning device that scans a photosensitive member in the main scanning direction with a plurality of beams, and that can adjust the intervals in the sub-scanning direction of the plurality of beams on the photosensitive member. It is to be.
本発明の一形態に係る光走査装置は、感光体を複数のビームにより主走査方向に走査する光走査装置であって、複数のビームを放射する光源と、前記光源が放射した前記複数のビームを平行光に変換する第1の光学系と、前記第1の光学系により平行光に変換された前記複数のビームを、該複数のビームの進行方向及び主走査方向に直交する副走査方向に集光する第2の光学系と、前記第2の光学系により集光された前記複数のビームを偏向する偏向手段と、前記複数のビームが通過する経路上において前記第1の光学系と前記第2の光学系との間に設けられ、かつ、該第2の光学系の主点位置から該第2の光学系の焦点距離だけ離れた位置に設けられている第1の調整手段であって、該第1の光学系により平行光に変換された該複数のビームの進行方向を副走査方向に傾けることができる第1の調整手段と、を備えていること、を特徴とする。 An optical scanning device according to an aspect of the present invention is an optical scanning device that scans a photosensitive member with a plurality of beams in a main scanning direction, and includes a light source that emits a plurality of beams, and the plurality of beams that are emitted by the light source. A first optical system that converts light into parallel light, and the plurality of beams converted into parallel light by the first optical system in a sub-scanning direction orthogonal to the traveling direction of the plurality of beams and the main scanning direction A second optical system for condensing; deflecting means for deflecting the plurality of beams collected by the second optical system; and the first optical system and the path on a path through which the plurality of beams pass A first adjusting means provided between the second optical system and provided at a position separated from a principal point position of the second optical system by a focal length of the second optical system; The plurality of beams converted into parallel light by the first optical system Comprises a first adjustment means for the traveling direction may be inclined in the sub-scanning direction, it is characterized.
本発明によれば、感光体における複数のビームの副走査方向の間隔を調整できる。 According to the present invention, it is possible to adjust the intervals in the sub-scanning direction of a plurality of beams on the photosensitive member.
以下に、本発明の実施形態に係る光走査装置について説明する。 The optical scanning device according to the embodiment of the present invention will be described below.
(第1の実施形態)
以下に、本発明の第1の実施形態に係る光走査装置について、図面を参照しながら説明する。図1は、第1の実施形態に係る光走査装置50aの上面図である。水平面(図1の紙面と平行な平面)においてビームの進行方向に垂直な方向を主走査方向と定義し、ビームの進行方向及び主走査方向に垂直な方向(図1の紙面に垂直な方向)を副走査方向と定義する。図2は、第1の実施形態に係る光走査装置50aを主走査方向から平面視した図である。図2では、各構成は、一直線に並べて記載してある。また、図2は、ビームB1にのみ着目して記載されている。
(First embodiment)
Hereinafter, an optical scanning device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a top view of the
図1に示す光走査装置50aは、概略、LD(Laser Diode)4、コリメータレンズ(第1の光学系)6、アパーチャ8、ミラー(第1の調整手段)10、ミラー12、シリンドリカルレンズ(第2の光学系)14、アパーチャ16、ポリゴンミラー18、モータ20、走査レンズ22,24,26及びハウジング28により構成されており、画像形成装置に搭載される。光走査装置50aは、感光体ドラム30を複数のビームB1,B2により主走査方向に走査する。
1 schematically includes an LD (Laser Diode) 4, a collimator lens (first optical system) 6, an
LD4は、複数のビームB1,B2を同時に放射する光源である。図1では、2本のビームB1,B2を放射しているが、実際には、2本より多くのビームを放射している。ただし、図1では、図面が煩雑になることを防止するために、主走査方向において両端に位置する2本のビームのみを記載した。また、LD4は、実際には、図1よりも更に主走査方向に広い幅のビームB1,B2を放射しているが、図1では、アパーチャ16を通過するビームB1,B2に着目して該ビームB1,B2を記載した。 The LD 4 is a light source that simultaneously emits a plurality of beams B1 and B2. In FIG. 1, two beams B1 and B2 are emitted, but actually, more than two beams are emitted. However, in FIG. 1, only two beams positioned at both ends in the main scanning direction are shown in order to prevent the drawing from becoming complicated. The LD 4 actually emits beams B1 and B2 that are wider in the main scanning direction than in FIG. 1, but in FIG. 1, focusing on the beams B1 and B2 passing through the aperture 16, The beams B1 and B2 are described.
コリメータレンズ6は、主走査方向及び副走査方向に集光する。すなわち、コリメータレンズ6は、LD4が放射した発散光であるビームB1,B2を平行光に変換する。コリメータレンズ6を通過したビームB1,B2は、図1に示すように、コリメータレンズ6の光軸に対して互いに僅かに近づく方向に傾いている。アパーチャ8は、コリメータレンズ6を通過したビームB1,B2の副走査方向における幅を規制する。
The collimator lens 6 condenses in the main scanning direction and the sub-scanning direction. That is, the collimator lens 6 converts the beams B1 and B2 that are divergent light emitted by the LD 4 into parallel light. As shown in FIG. 1, the beams B <b> 1 and B <b> 2 that have passed through the collimator lens 6 are inclined in a direction slightly approaching each other with respect to the optical axis of the collimator lens 6. The
ミラー10,12は、コリメータレンズ6及びアパーチャ8を通過したビームB1,B2を反射して、ポリゴンミラー18側に反射する。シリンドリカルレンズ14は、コリメータレンズ6により平行光に変換されたビームB1,B2であって、ミラー10,12により反射されてきたビームB1,B2を副走査方向に集光する。すなわち、このとき、ビームB1,B2(図2では、ビームB2は省略)は、図2に示すように、ポリゴンミラー18の反射面に集光している。よって、シリンドリカルレンズ14とポリゴンミラー18の反射面との距離は、シリンドリカルレンズ14の焦点距離Lに等しい。アパーチャ16は、シリンドリカルレンズ14により集光されたビームB1,B2の主走査方向の幅を規制する。
The
ポリゴンミラー18は、モータ20により回転させられ、アパーチャ16を通過してきたビームB1,B2を、主走査方向に等角速度に偏向する。ポリゴンミラー18及びモータ20は、偏向手段を構成している。
The
走査レンズ22,24,26は、ポリゴンミラー18により偏向されたビームB1,B2を感光体ドラム30上に結像する。感光体ドラム30は、図示しないモータにより所定速度で回転駆動される。そして、ビームB1,B2による主走査と感光体ドラム30の回転による副走査により、2次元の画像(静電潜像)が感光体ドラム30に形成される。
The
ハウジング28は、LD4、コリメータレンズ6、ミラー10、ミラー12、シリンドリカルレンズ14、アパーチャ16、ポリゴンミラー18、モータ20及び走査レンズ22,24,26を保持している筐体である。
The
ところで、光走査装置50aは、ビームB1,B2のポリゴンミラー18への入射位置を調整するための機構を有している。具体的には、ミラー10は、図2に示すように、ビームB1,B2が通過する経路上においてコリメータレンズ6とシリンドリカルレンズ14との間に設けられ、かつ、シリンドリカルレンズ14の主点位置からシリンドリカルレンズ14の焦点距離Lだけ離れた位置に設けられている。ミラー10は、図2に示すように、反射前後のビームB1,B2からなる平面に含まれる軸であって、かつ、反射前後のビームB1,B2の二等分線に垂直な軸を中心として回転可能にハウジング28に取り付けられており、コリメータレンズ6により平行光に変換されたビームB1,B2の進行方向を副走査方向に傾けることができる。
By the way, the
具体的には、ミラー10の反射面が副走査方向に対して傾いていない場合には、ビームB1は、ビームB1−1に示すように、コリメータレンズ6の光軸と平行に進行する。そして、ビームB1−1は、シリンドリカルレンズ14を通過し、ポリゴンミラー18に集光される。ビームB1−1のポリゴンミラー18への入射位置は、シリンドリカルレンズ14の光軸のポリゴンミラー18への交差位置と一致している。
Specifically, when the reflecting surface of the
また、ミラー10の反射面が副走査方向の上側を向くようにミラー10がθ1だけ回転させられた場合には、ビームB1は、ビームB1−2に示すように副走査方向の上側に傾いた方向に向かって進行する。ミラー10は、シリンドリカルレンズ14の主点位置からシリンドリカルレンズ14の焦点距離Lだけ離れている。よって、ビームB1−2は、シリンドリカルレンズ14を通過した後は、シリンドリカルレンズ14の光軸と平行に進行し、ポリゴンミラー18に集光される。ビームB1−2のポリゴンミラー18への入射位置は、ビームB1−1のポリゴンミラー18への入射位置から高さh1だけ副走査方向の上側に離れた位置である。高さh1は、以下の式(1)に示される。
When the
h1=L×tan(θ1×2)・・・(1) h1 = L × tan (θ1 × 2) (1)
また、ミラー10の反射面が副走査方向の下側を向くようにミラー10がθ1だけ回転させられた場合には、ビームB1は、ビームB1−3に示すように副走査方向の下側に傾いた方向に向かって進行する。ミラー10は、シリンドリカルレンズ14の主点位置からシリンドリカルレンズ14の焦点距離Lだけ離れている。よって、ビームB1−3は、シリンドリカルレンズ14を通過した後は、シリンドリカルレンズ14の光軸と平行に進行し、ポリゴンミラー18に集光される。ビームB1−3のポリゴンミラー18への入射位置は、ビームB1−1のポリゴンミラー18への入射位置から高さh1だけ副走査方向の下側に離れた位置である。
When the
なお、ビームB2のポリゴンミラー18への入射位置の調整は、ビームB1のポリゴンミラー18への入射位置の調整と同じであるので、説明を省略する。
The adjustment of the incident position of the beam B2 on the
(効果)
以上のように構成された光走査装置50aによれば、ミラー10を回転させることにより、ビームB1,B2のポリゴンミラー18への副走査方向における入射位置を調整することができる。これにより、走査レンズ22,24,26への副走査方向における入射位置を調整することができる。走査レンズ22,24,26は、ビームB1,B2を副走査方向に集光する。よって、ビームB1,B2の走査レンズ22,24,26への副走査方向における入射位置が変化すると、ビームB1,B2の集光状態が変化し、感光体ドラム30において、該ビームB1,B2の副走査方向における間隔が変化する。以上より、光走査装置50aによれば、感光体ドラム30における複数のビームB1,B2の副走査方向の間隔を調整できる。
(effect)
According to the
また、光走査装置50aでは、ミラー10は、シリンドリカルレンズ14の主点位置からシリンドリカルレンズ14の焦点距離Lだけ離れている。よって、ビームB1−2,B1−3は、図2に示すように、シリンドリカルレンズ14を通過した後は、シリンドリカルレンズ14の光軸と平行に進行する。すなわち、光走査装置50aでは、ビームB1,B2のポリゴンミラー18への入射角度を変化させることなく、ビームB1,B2のポリゴンミラー18への入射位置のみを調整することができる。よって、光走査装置50aでは、感光体ドラム30における複数のビームB1,B2の副走査方向の間隔を調整が容易となる。
In the
(第2の実施形態)
以下に、第2の実施形態に係る光走査装置について図面を参照しながら説明する。図3は、第2の実施形態に係る光走査装置50bを主走査方向から平面視した図である。図3では、各構成は、一直線に並べて記載してある。また、図3は、ビームB1,B1−1にのみ着目して記載されている。
(Second Embodiment)
The optical scanning device according to the second embodiment will be described below with reference to the drawings. FIG. 3 is a plan view of the
光走査装置50bは、ミラー12がシリンドリカルレンズ14とポリゴンミラー18との間に設けられている点、及び、ミラー12が反射前後のビームB1,B2からなる平面に含まれる軸であって、かつ、反射前後のビームB1,B2の二等分線に垂直な軸を中心として回転可能である点において、光走査装置50aと相違点を有している。光走査装置50bのそれ以外の構成は、光走査装置50aのそれ以外の構成と同じであるので説明を省略する。
In the
ミラー12は、ミラー10とポリゴンミラー18との間に設けられており、より正確には、シリンドリカルレンズ14とポリゴンミラー18との間に設けられている。そして、ミラー12は、図3に示すように、ビームB1,B2の進行方向を副走査方向に傾けることができる。ミラー12は、シリンドリカルレンズ14の主点位置からシリンドリカルレンズ14の焦点距離Lだけ離れた位置とは異なる位置に配置されている。よって、ビームB1−1は、図3に示すように、シリンドリカルレンズ14を通過した後は、シリンドリカルレンズ14の光軸に対して副走査方向に傾いた方向に進行する。
The
なお、説明が重複するので詳細な説明を省略するが、光走査装置50bでは、ビームB1−2,B1−3,B2も、ビームB1−1と同様に、ミラー12を回転させることにより、シリンドリカルレンズ14の光軸に対して副走査方向に傾いた方向に進行させることができる。
Since the description is duplicated, detailed description is omitted, but in the
以上のように、光走査装置50bでは、光走査装置50aと同様に、ミラー10を回転させることにより、ビームB1,B2のポリゴンミラー18への入射角度を変化させることなく、ビームB1,B2のポリゴンミラー18への入射位置のみを調整することができる。更に、光走査装置50bでは、ミラー12を回転させることにより、ビームB1,B2の進行方向をシリンドリカルレンズ14の光軸に対して副走査方向に傾けることが可能となる。これにより、ミラー10を回転させた際に、ビームB1,B2がポリゴンミラー18に入射しなくなることが抑制される。より詳細には、ミラー10を回転させた際に、図2の高さh1が大きくなりすぎると、ビームB1,B2は、ポリゴンミラー18に入射しなくなってしまう。そこで、ミラー12を回転させて、ビームB1,B2の進行方向をシリンドリカルレンズ14の光軸に対して副走査方向に傾けることにより、ビームB1,B2をポリゴンミラー18に入射させることが可能となる。
As described above, in the
(第3の実施形態)
以下に、第3の実施形態に係る光走査装置について図面を参照しながら説明する。図4は、第3の実施形態に係る光走査装置50cを主走査方向から平面視した図である。図4では、各構成は、一直線に並べて記載してある。また、図4は、ビームB1,B1−1にのみ着目して記載されている。
(Third embodiment)
The optical scanning device according to the third embodiment will be described below with reference to the drawings. FIG. 4 is a plan view of the
光走査装置50cは、シリンドリカルレンズ14a,14bが設けられている点、及び、ミラー12がシリンドリカルレンズ14aとミラー10との間に設けられている点において光走査装置50bと相違点を有している。光走査装置50cのそれ以外の構成は、光走査装置50bのそれ以外の構成と同じであるので説明を省略する。
The
シリンドリカルレンズ14aは、正のパワーを有している。シリンドリカルレンズ14bは、負のパワーを有している。シリンドリカルレンズ14a,14bは、これらが組み合わされることにより、図3のシリンドリカルレンズ14と同じ役割を果たしている。よって、シリンドリカルレンズ14a,14bからなるシリンドリカルレンズの主点は、シリンドリカルレンズ14と同じように、ポリゴンミラー18からシリンドリカルレンズ14の焦点距離Lだけ離れている。そして、ミラー10は、シリンドリカルレンズ14a,14bからなるシリンドリカルレンズの主点位置からシリンドリカルレンズ14の焦点距離Lだけ離れている。よって、ミラー10を回転させることにより、ビームB1,B2のポリゴンミラー18への入射角度を変化させることなく、ビームB1,B2のポリゴンミラー18への入射位置のみを調整することができる。更に、ミラー12を回転させることにより、シリンドリカルレンズ14の光軸に対して副走査方向に傾いた方向にビームB1,B2を進行させることができる。
The cylindrical lens 14a has positive power. The cylindrical lens 14b has negative power. The cylindrical lenses 14a and 14b play the same role as the
(第4の実施形態)
以下に、第4の実施形態に係る光走査装置について図面を参照しながら説明する。図5は、第4の実施形態に係る光走査装置50dを主走査方向から平面視した図である。図5では、各構成は、一直線に並べて記載してある。また、図5は、ビームB1にのみ着目して記載されている。
(Fourth embodiment)
The optical scanning apparatus according to the fourth embodiment will be described below with reference to the drawings. FIG. 5 is a plan view of the
光走査装置50dは、LD4及びコリメータレンズ6が移動可能な点において光走査装置50aと相違点を有している。より詳細には、LD4及びコリメータレンズ6は、副走査方向に移動可能にハウジング28に設けられている。これにより、副走査方向におけるビームB1が放射される位置を調整することができる。LD4及びコリメータレンズ6は、シリンドリカルレンズ14の主点位置からシリンドリカルレンズ14の焦点距離Lよりも大きな距離だけ離れている。よって、副走査方向におけるビームB1が放射される位置が変化すると、シリンドリカルレンズ14を通過したビームB1は、シリンドリカルレンズ14の光軸に対して副走査方向に傾いた方向に進行する。すなわち、光走査装置50dでは、LD4及びコリメータレンズ6を副走査方向に移動させることにより、ビームB1,B2を副走査方向に傾いた方向に進行させることが可能となる。以下に、ビームB1の傾きθ2とLD4及びコリメータレンズ6の副走査方向の移動量h2との関係を式(2)に示す。
The
θ2=tan-1(h2/L)・・・(2) θ2 = tan −1 (h2 / L) (2)
(第5の実施形態)
以下に、第5の実施形態に係る光走査装置について図面を参照しながら説明する。図6は、第5の実施形態に係る光走査装置50eを主走査方向から平面視した図である。図6では、各構成は、一直線に並べて記載してある。また、図6は、ビームB1にのみ着目して記載されている。
(Fifth embodiment)
The optical scanning apparatus according to the fifth embodiment will be described below with reference to the drawings. FIG. 6 is a plan view of the optical scanning device 50e according to the fifth embodiment from the main scanning direction. In FIG. 6, each component is described in a straight line. FIG. 6 is described with attention paid only to the beam B1.
光走査装置50eは、シリンドリカルレンズ14が移動可能な点において光走査装置50aと相違点を有している。より詳細には、シリンドリカルレンズ14は、副走査方向に移動可能にハウジング28に設けられている。これにより、光走査装置50eでは、ビームB1,B2を副走査方向に傾いた方向に進行させることが可能となる。以下に、ビームB1の傾きθ3とLD4及びシリンドリカルレンズ14の副走査方向の移動量h3との関係を式(3)に示す。
The optical scanning device 50e is different from the
θ3=tan-1(h3/L)・・・(3) θ3 = tan −1 (h3 / L) (3)
本発明は、光走査装置に有用であり、特に、感光体における複数のビームの副走査方向の間隔を調整できる点において優れている。 The present invention is useful for an optical scanning device, and is particularly excellent in that the intervals in the sub-scanning direction of a plurality of beams on a photosensitive member can be adjusted.
B1〜B2,B1−1〜B1−3 ビーム
10,12 ミラー
14,14a,14b シリンドリカルレンズ
18 ポリゴンミラー
20 モータ
22,24,26 走査レンズ
28 ハウジング
30 感光体ドラム
50a〜50e 光走査装置
B1 to B2, B1-1 to B1-3
Claims (4)
複数のビームを放射する光源と、
前記光源が放射した前記複数のビームを平行光に変換する第1の光学系と、
前記第1の光学系により平行光に変換された前記複数のビームを、該複数のビームの進行方向及び主走査方向に直交する副走査方向に集光する第2の光学系と、
前記第2の光学系により集光された前記複数のビームを偏向する偏向手段と、
前記複数のビームが通過する経路上において前記第1の光学系と前記第2の光学系との間に設けられ、かつ、該第2の光学系の主点位置から該第2の光学系の焦点距離だけ離れた位置に設けられている第1の調整手段であって、該第1の光学系により平行光に変換された該複数のビームの進行方向を副走査方向に傾けることができる第1の調整手段と、
を備えていること、
を特徴とする光走査装置。 An optical scanning device that scans a photoreceptor in a main scanning direction with a plurality of beams,
A light source that emits multiple beams;
A first optical system that converts the plurality of beams emitted by the light source into parallel light;
A second optical system that condenses the plurality of beams converted into parallel light by the first optical system in a sub-scanning direction orthogonal to the traveling direction of the plurality of beams and the main scanning direction;
Deflecting means for deflecting the plurality of beams collected by the second optical system;
Provided between the first optical system and the second optical system on a path through which the plurality of beams pass, and from the principal point position of the second optical system. First adjusting means provided at a position separated by a focal length, wherein the traveling directions of the plurality of beams converted into parallel light by the first optical system can be tilted in the sub-scanning direction. 1 adjustment means;
Having
An optical scanning device characterized by the above.
更に備えていること、
を特徴とする請求項1に記載の光走査装置。 A second adjusting means provided between the first adjusting means and the deflecting means, wherein the second adjusting means can tilt the traveling direction of the plurality of beams in the sub-scanning direction;
More
The optical scanning device according to claim 1.
を特徴とする請求項1に記載の光走査装置。 The light source and the first optical system are movable in a sub-scanning direction;
The optical scanning device according to claim 1.
を特徴とする請求項1に記載の光走査装置。 The second optical system is movable in the sub-scanning direction;
The optical scanning device according to claim 1.
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