JP2011158496A - Optical scanner and image forming apparatus equipped with the same - Google Patents

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JP2011158496A JP2010017582A JP2010017582A JP2011158496A JP 2011158496 A JP2011158496 A JP 2011158496A JP 2010017582 A JP2010017582 A JP 2010017582A JP 2010017582 A JP2010017582 A JP 2010017582A JP 2011158496 A JP2011158496 A JP 2011158496A
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Ryutaro Todokoro
竜太郎 戸所
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical scanner in which a beam diameter can be optimized with a single aperture for a plurality of beam wavelengths without incurring cost increase. <P>SOLUTION: The optical scanner includes: a light source; a deflector which deflects a light beam L emitted from a light source; the aperture 29 having an aperture stop which stops down the light beam L on an optical path between the deflector and the light source; and an fθ lens which focuses the light beam L deflected with the deflector on a face to be scanned at a constant speed. In the optical scanner, a mounting part 30 for mounting the aperture 29 is provided, the angle of the face 30a on the side of the light source and the angle of the face 30b on the side opposite to the light source in the mounting part 30 are made to be different from each other in a main-scanning direction and/or a sub-scanning direction, and the aperture 29 is selectively mounted on either one of the faces 30a and 30b. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、光ビームの集光スポットによって被走査面を走査する光走査装置とこれを備えた複写機やプリンタ等の画像形成装置に関するものである。   The present invention relates to an optical scanning device that scans a surface to be scanned with a focused spot of a light beam, and an image forming apparatus such as a copying machine and a printer equipped with the optical scanning device.

複写機やプリンタ等の画像形成装置においては、帯電器によって表面が一様に帯電された像担持体が光走査装置によって露光走査され、その表面に画像情報に応じた静電潜像が形成される。そして、静電潜像は現像装置によって現像剤であるトナーを用いて現像されてトナー像として顕像化され、このトナー像は、転写装置によって用紙上に転写された後に定着装置によって加熱及び加圧されて用紙上に定着され、トナー像が定着された用紙が装置外へ排出されることによって一連の画像形成動作が終了する。   In an image forming apparatus such as a copying machine or a printer, an image carrier whose surface is uniformly charged by a charger is exposed and scanned by an optical scanning device, and an electrostatic latent image corresponding to image information is formed on the surface. The The electrostatic latent image is developed by a developing device using toner as a developer to be visualized as a toner image. The toner image is transferred onto a sheet by a transfer device and then heated and heated by a fixing device. A series of image forming operations is completed by discharging the sheet having the toner image fixed thereon by being pressed and fixed on the sheet.

斯かる画像形成装置において像担持体を露光走査する光走査装置は、レーザーダイオード等の光源から出射される光ビームをコリメータレンズによって平行光束とし、この平行光束を高速で回転するポリゴンミラー等の偏向器によって反射偏向させ、偏向された光ビームをfθレンズによって集光させて被走査面である像担持体上に集光スポットを形成するものである。   In such an image forming apparatus, an optical scanning device that exposes and scans an image bearing member converts a light beam emitted from a light source such as a laser diode into a collimated beam by a collimator lens, and deflects the collimated beam such as a polygon mirror that rotates at high speed. The light beam is reflected and deflected by a detector, and the deflected light beam is condensed by an fθ lens to form a condensed spot on an image carrier that is a surface to be scanned.

ところで、像担持体の種類(有機半導体(OPC)やアモルファスシリコン感光体)によって最適な分光感度特性が異なり、又、仕様によって最適なビーム径が異なったりするため、露光する光の波長としてそれぞれに最適なものが選定される。又、より高解像度の画像を得るために青色レーザーを使用する光走査装置の出現も考えられる。   By the way, the optimum spectral sensitivity characteristics differ depending on the type of image carrier (organic semiconductor (OPC) or amorphous silicon photoreceptor), and the optimum beam diameter varies depending on the specifications. The best one is selected. The appearance of an optical scanning device that uses a blue laser to obtain a higher resolution image is also conceivable.

ところが、異なる波長の光ビームを同一の結像光学系を用いて集光すると、その波長の違いから像担持体上のビームスポット径が異なってしまう。   However, when light beams having different wavelengths are condensed using the same imaging optical system, the beam spot diameter on the image carrier varies due to the difference in wavelength.

そこで、通常は使用する光ビームの波長に対応したサイズの開口絞りを有する複数のアパーチャ(絞り)を用意しておき、光ビームの波長に対して最適なサイズの開口絞りを有するアパーチャを選択してこれを光走査装置に組み付けることが行われていた。このため、使用する光ビームの波長の数だけアパーチャを用意しておく必要がある。   Therefore, normally, prepare a plurality of apertures (apertures) having an aperture stop of a size corresponding to the wavelength of the light beam to be used, and select an aperture having an aperture stop of the optimum size for the wavelength of the light beam. Assembling this into an optical scanning device has been performed. For this reason, it is necessary to prepare as many apertures as the number of wavelengths of the light beam to be used.

上記問題を解決するため、特許文献1には、開口絞り(ビーム整形孔)が形成された板状のアパーチャの回転と湾曲によって、光ビームが通過する開口絞りの断面積を変化させて集光位置でのビーム径を調整するようにした光走査装置が提案されている。   In order to solve the above-described problem, Patent Document 1 discloses that the aperture stop through which a light beam passes is changed by rotating and bending a plate-like aperture in which an aperture stop (beam shaping hole) is formed to collect light. An optical scanning device that adjusts the beam diameter at a position has been proposed.

特開平6−265802公報JP-A-6-265802

しかしながら、特許文献1において提案された光走査装置では、アパーチャを回転させながらその開口絞りの断面積を調整する必要があるために組み立てに時間を要するとともに、調整機構に多くの部材を要するためにコストアップを招くという問題がある。   However, in the optical scanning device proposed in Patent Document 1, since it is necessary to adjust the cross-sectional area of the aperture stop while rotating the aperture, it takes time to assemble and the adjustment mechanism requires many members. There is a problem that the cost increases.

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、コストアップを伴うことなく、複数のビーム波長に対して単一のアパーチャによってビーム径を最適化することができる光走査装置とこれを備えた画像形成装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and its objective is to perform optical scanning that can optimize the beam diameter with a single aperture for a plurality of beam wavelengths without increasing the cost. The present invention provides an apparatus and an image forming apparatus including the apparatus.

上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、光源と、該光源から出射される光ビームを偏向する偏向器と、該偏向器と前記光源の間の光路において前記光ビームを絞る開口絞りを有するアパーチャと、前記偏向器によって偏向された光ビームを被走査面上に等速度で結像させるfθレンズを備えた光走査装置において、前記アパーチャを取り付ける取付部を設け、該取付部の光源側の面と反光源側の面の角度を主走査方向及び/又は副走査方向に互いに異ならせ、これらの面の何れか一方に前記アパーチャを選択的に取り付けることを特徴とする。   In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 includes a light source, a deflector for deflecting a light beam emitted from the light source, and an aperture for narrowing the light beam in an optical path between the deflector and the light source. In an optical scanning apparatus including an aperture having an aperture and an fθ lens that forms an image of the light beam deflected by the deflector on the surface to be scanned at a constant speed, a mounting portion for mounting the aperture is provided. The angle between the surface on the light source side and the surface on the opposite light source side is made different in the main scanning direction and / or the sub-scanning direction, and the aperture is selectively attached to any one of these surfaces.

請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、取付部の一方の面を光ビームの出射方向に対して直角、他方の面を光ビームの出射方向に対して斜めに傾斜する面としたことを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, one surface of the mounting portion is perpendicular to the light beam emitting direction, and the other surface is inclined obliquely with respect to the light beam emitting direction. It is characterized by that.

請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載の発明において、前記取付部をハウジングに一体に形成したことを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the mounting portion is formed integrally with the housing.

請求項4記載の発明は、請求項1〜3の何れかに記載の発明において、前記アパーチャを前記取付部の何れか一方の面に取り付けることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects, the aperture is attached to any one surface of the attachment portion.

請求項4記載の画像形成装置は、請求項1〜3の何れかに記載の光走査装置を備えることを特徴とする。   An image forming apparatus according to a fourth aspect includes the optical scanning device according to any one of the first to third aspects.

本発明によれば、単一のアパーチャの取付角度(傾斜角度)を変えることによって、該アパーチャの開口絞り部の開口面積を調整することができるため、光源から出射される光ビームの波長に応じてアパーチャの取付角度を変えて開口絞り部の開口面積を調整すれば、その光ビームの波長に対して最適な絞りが可能となり、被走査面に形成されるビームスポットの径を最適化することができる。例えば、取付部の光源側と反光源側の面の一方を光ビームの出射方向に対して直角な面とし、他方の面を光ビームの出射方向に対して斜めに傾斜する面とし、長波長の光ビームに対してはアパーチャを光ビームの出射方向に対して直角に取り付ければ、該アパーチャの開口絞りの開口面積を最大とすることができ、短波長の光ビームに対してはアパーチャを光ビームの出射方向に対して斜めに傾けて取り付ければ、該アパーチャの開口絞りの開口面積を小さく調整することができる。   According to the present invention, by changing the mounting angle (tilt angle) of a single aperture, the aperture area of the aperture stop portion of the aperture can be adjusted, so that it depends on the wavelength of the light beam emitted from the light source. By adjusting the aperture angle and adjusting the aperture area of the aperture stop, it is possible to optimize the aperture for the wavelength of the light beam and optimize the diameter of the beam spot formed on the scanned surface. Can do. For example, one of the light source side and anti-light source side surfaces of the mounting portion is a surface perpendicular to the light beam emission direction, and the other surface is a surface inclined obliquely with respect to the light beam emission direction. If the aperture is attached at right angles to the light beam emission direction, the aperture area of the aperture stop of the aperture can be maximized, and the aperture can be used for light beams of short wavelengths. If it is mounted obliquely with respect to the beam emission direction, the aperture area of the aperture stop of the aperture can be adjusted to be small.

そして、アパーチャを光ビームの波長に応じて取付部の光源側又は反光源側の面に取り付けるだけで、該アパーチャの開口絞りの開口面積が光ビームの波長に対して最適な大きさに調整されるため、複雑な調整機構及び調整作業が不要となり、コストアップを伴うことなく、複数のビーム波長に対して単一のアパーチャによってビーム径を最適化することができる。この場合、アパーチャの取付角度を目視することによって、使用している光源から出射される光ビームの波長を簡単に識別することができる。   Then, the aperture area of the aperture stop of the aperture is adjusted to the optimum size with respect to the wavelength of the light beam simply by mounting the aperture on the light source side or the non-light source side surface of the mounting portion according to the wavelength of the light beam. Therefore, a complicated adjustment mechanism and adjustment work are not required, and the beam diameter can be optimized with a single aperture for a plurality of beam wavelengths without increasing the cost. In this case, the wavelength of the light beam emitted from the light source being used can be easily identified by visually observing the mounting angle of the aperture.

本発明に係る画像形成装置(カラーレーザープリンタ)の側断面図である。1 is a side sectional view of an image forming apparatus (color laser printer) according to the present invention. 本発明に係る光走査装置の斜視図である。1 is a perspective view of an optical scanning device according to the present invention. アパーチャの取付角度による開口絞りの開口面積を調整する原理を説明する図である。It is a figure explaining the principle which adjusts the aperture area of the aperture stop by the attachment angle of an aperture. 本発明に係る光走査装置のアパーチャ取付部の主走査断面図である。It is a main scanning sectional view of the aperture mounting portion of the optical scanning device according to the present invention. 本発明に係る光走査装置のアパーチャ取付部の副走査断面図である。It is a sub-scan sectional view of the aperture mounting portion of the optical scanning device according to the present invention.

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

[画像形成装置]
図1は本発明に係る画像形成装置の一形態としてのカラーレーザープリンタの側断面図であり、図示のカラーレーザープリンタはタンデム型であって、その本体100内の中央部には、マゼンタ画像形成ユニット1M、シアン画像形成ユニット1C、イエロー画像形成ユニット1Y及びブラック画像形成ユニット1Kが一定の間隔でタンデムに配置されている。
[Image forming apparatus]
FIG. 1 is a side sectional view of a color laser printer as an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention. The illustrated color laser printer is a tandem type, and a magenta image is formed at the center in the main body 100. The unit 1M, the cyan image forming unit 1C, the yellow image forming unit 1Y, and the black image forming unit 1K are arranged in tandem at regular intervals.

上記各画像形成ユニット1M,1C,1Y,1Kには、像担持体である感光ドラム2a,2b,2c,2dがそれぞれ配置されており、各感光ドラム2a〜2dの周囲には、帯電器3a,3b,3c,3d、現像装置4a,4b,4c,4d、転写ローラ5a,5b,5c,5d及びクリーニング装置6a,6b,6c,6dがそれぞれ配置されている。   Each of the image forming units 1M, 1C, 1Y, and 1K is provided with photosensitive drums 2a, 2b, 2c, and 2d, which are image carriers, and a charger 3a is disposed around each of the photosensitive drums 2a to 2d. , 3b, 3c, 3d, developing devices 4a, 4b, 4c, 4d, transfer rollers 5a, 5b, 5c, 5d and cleaning devices 6a, 6b, 6c, 6d are arranged, respectively.

ここで、前記感光ドラム2a〜2dは、ドラム状の感光体であって、不図示の駆動モータによって図示矢印方向(反時計方向)に所定のプロセススピードで回転駆動される。又、前記帯電器3a〜3dは、不図示の帯電バイアス電源から印加される帯電バイアスによって感光ドラム2a〜2dの表面を所定の電位に均一に帯電させるものである。
更に、前記現像装置4a〜4dは、マゼンタ(M)トナー、シアン(C)トナー、イエロー(Y)トナー、ブラック(K)トナーをそれぞれ収容しており、各感光ドラム2a〜2d上に形成された各静電潜像に各色のトナーを付着させて各静電潜像を各色のトナー像として可視像化するものである。
Here, the photosensitive drums 2a to 2d are drum-shaped photosensitive members, and are rotationally driven at a predetermined process speed in a direction indicated by an arrow (counterclockwise) by a drive motor (not shown). The chargers 3a to 3d uniformly charge the surfaces of the photosensitive drums 2a to 2d to a predetermined potential by a charging bias applied from a charging bias power source (not shown).
Further, the developing devices 4a to 4d contain magenta (M) toner, cyan (C) toner, yellow (Y) toner, and black (K) toner, respectively, and are formed on the photosensitive drums 2a to 2d. In addition, the toner of each color is attached to each electrostatic latent image to visualize each electrostatic latent image as a toner image of each color.

又、前記転写ローラ5a〜5dは、各一次転写部にて中間転写ベルト7を介して各感光ドラム2a〜2dに当接可能に配置されている。ここで、中間転写ベルト7は、駆動ローラ8とテンションローラ9との間に張設されて各感光ドラム2a〜2dの上面側に走行可能に配置されており、前記駆動ローラ8は、二次転写部において中間転写ベルト7を介して二次転写ローラ10に当接可能に配置されている。又、駆動ローラ8の近傍の中間転写ベルト7に対向する位置には光学式濃度センサ11が配置されている。   The transfer rollers 5a to 5d are arranged so as to be able to contact the photosensitive drums 2a to 2d via the intermediate transfer belt 7 in the respective primary transfer portions. Here, the intermediate transfer belt 7 is stretched between the driving roller 8 and the tension roller 9 and is disposed on the upper surface side of each of the photosensitive drums 2a to 2d. The driving roller 8 is a secondary roller. The transfer unit is disposed so as to be in contact with the secondary transfer roller 10 via the intermediate transfer belt 7. An optical density sensor 11 is disposed at a position facing the intermediate transfer belt 7 in the vicinity of the driving roller 8.

更に、プリンタ本体100内の各画像形成ユニット1M,1C,1Y,1Kの下方には、各画像形成ユニット1M,1C,1Y,1Kに対応して本発明に係る計4つの光走査装置12がそれぞれ配置され、これらの下方のプリンタ本体100の底部には給紙カセット13が着脱可能に設置されている。そして、給紙カセット13には複数枚の不図示の用紙が積層収容されており、この給紙カセット13の近傍には、該給紙カセット13から用紙を取り出して搬送パスSへと1枚ずつ送り出す搬送ローラ対14が設けられている。   Further, below the image forming units 1M, 1C, 1Y, and 1K in the printer main body 100, a total of four optical scanning devices 12 according to the present invention corresponding to the image forming units 1M, 1C, 1Y, and 1K are provided. The paper feed cassette 13 is detachably installed at the bottom of the printer main body 100 below each of these. A plurality of sheets (not shown) are stacked and accommodated in the sheet feeding cassette 13. In the vicinity of the sheet feeding cassette 13, the sheets are taken out from the sheet feeding cassette 13 and transported to the transport path S one by one. A feed roller pair 14 is provided.

又、プリンタ本体100の側部を上下方向に延びる前記搬送パスSには、用紙を一時待機させた後に所定のタイミングで前記駆動ローラ8と二次転写ローラ10との当接部である二次転写部へと供給するレジストローラ対15が設けられている。   Further, in the transport path S extending in the vertical direction on the side portion of the printer main body 100, a secondary portion which is a contact portion between the driving roller 8 and the secondary transfer roller 10 at a predetermined timing after the paper is temporarily waited. A registration roller pair 15 is provided to be supplied to the transfer unit.

ところで、プリンタ本体100内の一側部に縦方向に配置された前記搬送パスSは、プリンタ本体100の上面に設けられた排紙トレイ16まで延びており、その途中には定着装置17と排紙ローラ対18が設けられている。   By the way, the conveyance path S arranged in the vertical direction on one side portion in the printer main body 100 extends to the paper discharge tray 16 provided on the upper surface of the printer main body 100, and the fixing device 17 and the discharge path are disposed in the middle. A paper roller pair 18 is provided.

次に、以上の構成を有するカラーレーザープリンタによる画像形成動作について説明する。   Next, an image forming operation by the color laser printer having the above configuration will be described.

画像形成開始信号が発せられると、各画像形成ユニット1M,1C,1Y,1Kにおいて各感光ドラム2a〜2dが図示矢印方向(反時計方向)に所定のプロセススピードで回転駆動され、これらの感光ドラム2a〜2dは、帯電器3a〜3dによって一様に帯電される。又、各光走査装置12は、各色毎のカラー画像信号によって変調された光ビームを出射し、その光ビームを各感光ドラム2a〜2dの表面に照射し、各感光ドラム2a〜2d上に各色のカラー画像信号に対応した静電潜像をそれぞれ形成する。   When an image formation start signal is issued, the respective photosensitive drums 2a to 2d are driven to rotate in a direction indicated by an arrow (counterclockwise) in the image forming units 1M, 1C, 1Y, and 1K at a predetermined process speed. 2a to 2d are uniformly charged by the chargers 3a to 3d. Further, each optical scanning device 12 emits a light beam modulated by a color image signal for each color, irradiates the surface of each photosensitive drum 2a to 2d, and each color is applied to each photosensitive drum 2a to 2d. The electrostatic latent images corresponding to the color image signals are respectively formed.

そして、先ず、マゼンタ画像形成ユニット1Mの感光ドラム2a上に形成された静電潜像に、該感光ドラム2aの帯電極性と同極性の現像バイアスが印加された現像装置4aによってマゼンタトナーを付着させ、該静電潜像をマゼンタトナー像として可視像化する。このマゼンタトナー像は、感光ドラム2aと転写ローラ5aとの間の一次転写部(転写ニップ部)において、トナーと逆極性の一次転写バイアスが印加された転写ローラ5aの作用によって、図示矢印方向に回転駆動されている中間転写ベルト7上に一次転写される。   First, magenta toner is attached to the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 2a of the magenta image forming unit 1M by the developing device 4a to which a developing bias having the same polarity as the charged polarity of the photosensitive drum 2a is applied. The electrostatic latent image is visualized as a magenta toner image. This magenta toner image is moved in the direction of the arrow in the figure by the action of the transfer roller 5a to which a primary transfer bias having a polarity opposite to that of the toner is applied in the primary transfer portion (transfer nip portion) between the photosensitive drum 2a and the transfer roller 5a. Primary transfer is performed on the intermediate transfer belt 7 that is rotationally driven.

上述のようにしてマゼンタトナー像が一次転写された中間転写ベルト7は、次のシアン画像形成ユニット1Cへと移動する。そして、シアン画像形成ユニット1Cにおいても、前記と同様にして、感光ドラム2b上に形成されたシアントナー像が一次転写部において中間転写ベルト7上のマゼンタトナー像に重ねて転写される。   The intermediate transfer belt 7 on which the magenta toner image has been primarily transferred as described above moves to the next cyan image forming unit 1C. In the cyan image forming unit 1C as well, the cyan toner image formed on the photosensitive drum 2b is transferred to the magenta toner image on the intermediate transfer belt 7 in the primary transfer portion in the same manner as described above.

以下同様にして、中間転写ベルト7上に重畳転写されたマゼンタ及びシアントナー像の上に、イエロー及びブラック画像形成ユニット1Y,1Kの各感光ドラム2c,2d上にそれぞれ形成されたイエロー及びブラックトナー像が各一次転写部において順次重ね合わせられ、中間転写ベルト7上にはフルカラーのトナー像が形成される。尚、中間転写ベルト7上に転写されないで各感光ドラム2a〜2d上に残留する転写残トナーは、各クリーニング装置6a〜6dによって除去され、各感光ドラム2a〜2dは次の画像形成に備えられる。   Similarly, yellow and black toners respectively formed on the photosensitive drums 2c and 2d of the yellow and black image forming units 1Y and 1K on the magenta and cyan toner images superimposed and transferred on the intermediate transfer belt 7, respectively. The images are sequentially superimposed at each primary transfer portion, and a full-color toner image is formed on the intermediate transfer belt 7. The transfer residual toner that is not transferred onto the intermediate transfer belt 7 and remains on the photosensitive drums 2a to 2d is removed by the cleaning devices 6a to 6d, and the photosensitive drums 2a to 2d are prepared for the next image formation. .

そして、中間転写ベルト7上のフルカラートナー像の先端が駆動ローラ8と二次転写ローラ10間の二次転写部(転写ニップ部)に達するタイミングに合わせて、給紙カセット13から搬送ローラ対14によって搬送パスSへと送り出された用紙がレジストローラ対15によって二次転写部へと搬送される。そして、二次転写部に搬送された用紙に、トナーと逆極性の二次転写バイアスが印加された二次転写ローラ10によってフルカラーのトナー像が中間転写ベルト7から一括して二次転写される。   Then, in accordance with the timing at which the front end of the full-color toner image on the intermediate transfer belt 7 reaches the secondary transfer portion (transfer nip portion) between the drive roller 8 and the secondary transfer roller 10, the pair of transport rollers 14 from the paper feed cassette 13. Thus, the sheet fed to the transport path S is transported to the secondary transfer portion by the registration roller pair 15. Then, a full-color toner image is collectively transferred from the intermediate transfer belt 7 to the sheet conveyed to the secondary transfer unit by the secondary transfer roller 10 to which a secondary transfer bias having a polarity opposite to that of the toner is applied. .

而して、フルカラーのトナー像が転写された用紙は、定着装置17へと搬送され、フルカラーのトナー像が加熱及び加圧されて用紙の表面に熱定着され、トナー像が定着された用紙は、排紙ローラ対18によって排紙トレイ16上に排出されて一連の画像形成動作が終了する。   Thus, the sheet on which the full-color toner image has been transferred is conveyed to the fixing device 17, where the full-color toner image is heated and pressurized and thermally fixed on the surface of the sheet, and the sheet on which the toner image is fixed Then, the paper is discharged onto the paper discharge tray 16 by the paper discharge roller pair 18, and a series of image forming operations is completed.

[光走査装置]
次に、本発明に係る前記光走査装置12を図2〜図5に基づいて説明する。尚、4つの光走査装置12の構成は全て同じであるため、以下、1つの光走査装置13についてのみ説明する。
[Optical scanning device]
Next, the optical scanning device 12 according to the present invention will be described with reference to FIGS. Since all the four optical scanning devices 12 have the same configuration, only one optical scanning device 13 will be described below.

図2は本発明に係る光走査装置の斜視図、図3はアパーチャの取付角度による開口絞りの開口面積を調整する原理を説明する図、図4はアパーチャ取付部の主走査断面図、図5アパーチャ取付部の副走査断面図である。   2 is a perspective view of the optical scanning device according to the present invention, FIG. 3 is a diagram for explaining the principle of adjusting the aperture area of the aperture stop according to the aperture mounting angle, FIG. 4 is a main scanning sectional view of the aperture mounting portion, and FIG. It is a sub-scanning sectional view of an aperture mounting portion.

図2に示すように、光走査装置12のハウジング19には光源であるレーザーダイオード20が備えられており、ハウジング19内には、レーザーダイオード20からの光ビームLの出射方向に沿って不図示のコリメータレンズ21とシリンドリカルレンズ22及び偏向器としてのポリゴンミラー23が一直線上に配置されている。   As shown in FIG. 2, a laser diode 20 as a light source is provided in the housing 19 of the optical scanning device 12, and the housing 19 is not shown along the emission direction of the light beam L from the laser diode 20. The collimator lens 21, the cylindrical lens 22, and the polygon mirror 23 as a deflector are arranged on a straight line.

又、ハウジング19内には、ポリゴンミラー23によって偏向される光ビームLの進行方向に沿って2つのfθレンズ24,25と折り返しミラー26が配設されている。又、光ビームLの有効走査範囲(実際にプリント幅として使用する走査範囲)Rを外れた位置の左右には光検知素子であるBDセンサ27と、ポリゴンミラー23によって偏向されて有効走査範囲Rを外れた光路を進む光ビームL1を折り返して前記BDセンサ27へと導くBDミラー28が配置されている。   In the housing 19, two fθ lenses 24 and 25 and a folding mirror 26 are disposed along the traveling direction of the light beam L deflected by the polygon mirror 23. Also, the effective scanning range R is deflected by the BD sensor 27 that is a light detection element and the polygon mirror 23 on the left and right of the position outside the effective scanning range (scanning range that is actually used as the print width) R of the light beam L. A BD mirror 28 that turns the light beam L1 that travels along the optical path off the path and guides it to the BD sensor 27 is disposed.

ところで、ハウジング19内のレーザーダイオード20とポリゴンミラー23の間の光路上であって、且つ、コリメータレンズ21とシリンドリカルレンズ22の間には、光ビームLを絞るための板状のアパーチャ29がハウジング19に取り付けられている。ここで、図3に示すように、アパーチャ29には、光ビームLを絞るための開口絞り29aが形成されている。   By the way, a plate-like aperture 29 for focusing the light beam L is provided on the optical path between the laser diode 20 and the polygon mirror 23 in the housing 19 and between the collimator lens 21 and the cylindrical lens 22. 19 is attached. Here, as shown in FIG. 3, the aperture 29 is formed with an aperture stop 29 a for narrowing the light beam L.

而して、図2に示す光走査装置12において、レーザーダイオード20が画像信号に応じてON/OFF制御されると、該レーザーダイオード20から画像データに対応して変調された光ビームLが出射され、この光ビームLは、コリメータレンズ21によって平行光束とされ、この平行光束Lは、アパーチャ29の開口絞り29aによって絞られた後、副走査方向にのみパワーを有するシリンドリカルレンズ22によってポリゴンミラー23の反射面に結像され、高速で回転するポリゴンミラー23によって偏向される。そして、偏向された光ビームLは、fθレンズ24,25によって等速度で集光され、折り返しミラー26によって折り返されて被走査面である感光ドラム2a(2b〜2d)上に集光スポットを形成し、これによって感光ドラム2a(2b〜2d)上が主走査方向に露光走査され、各感光ドラム2a(2b〜2d)上には各色のカラー画像信号に応じた静電潜像が形成される。   Thus, in the optical scanning device 12 shown in FIG. 2, when the laser diode 20 is ON / OFF controlled according to the image signal, the light beam L modulated in accordance with the image data is emitted from the laser diode 20. The light beam L is converted into a parallel light beam by the collimator lens 21, and the parallel light beam L is focused by the aperture stop 29 a of the aperture 29 and then the polygon mirror 23 by the cylindrical lens 22 having power only in the sub-scanning direction. The light is imaged on the reflecting surface and deflected by the polygon mirror 23 that rotates at high speed. The deflected light beam L is condensed at the same speed by the fθ lenses 24 and 25, and is folded by the folding mirror 26 to form a condensed spot on the photosensitive drum 2a (2b to 2d) that is the surface to be scanned. As a result, the photosensitive drums 2a (2b to 2d) are exposed and scanned in the main scanning direction, and electrostatic latent images corresponding to the color image signals of the respective colors are formed on the photosensitive drums 2a (2b to 2d). .

ここで、有効走査範囲R外に配置されたBDセンサ27には光ビームL1がBDミラー28によって折り返されて入射し、この光ビームL1がBDセンサ27によって検知されることによって光ビームLによる感光ドラム2a(2b〜2d)上への露光走査(書き出し)開始タイミングが決定される。   Here, the light beam L1 is reflected by the BD mirror 28 and incident on the BD sensor 27 disposed outside the effective scanning range R, and the light beam L1 is detected by the BD sensor 27 so that the light beam L1 is photosensitive. The timing of starting exposure scanning (writing) on the drum 2a (2b to 2d) is determined.

ところで、被走査面上に集光される光ビームのスポット径はfθレンズに入射される光ビームの径の大きさに反比例することが知られている。即ち、被走査面上での光ビームのスポット径をW、fθレンズに入射する光ビームの径をD、光ビームの波長をλ、fθレンズの焦点距離をfとすると、被走査面上での光ビームのスポット径Wは次式で求められる。   By the way, it is known that the spot diameter of the light beam condensed on the surface to be scanned is inversely proportional to the size of the diameter of the light beam incident on the fθ lens. That is, assuming that the spot diameter of the light beam on the surface to be scanned is W, the diameter of the light beam incident on the fθ lens is D, the wavelength of the light beam is λ, and the focal length of the fθ lens is f, The spot diameter W of the light beam is obtained by the following equation.

W=2fλ/(πD)
上記式より、光ビームの波長λが小さいほど被走査面上での光ビームのスポット径Wが小さくなるため、光ビームの波長λに関わらず被走査面上での光ビームのスポット径Wを一定に保つためには、光ビームの波長λが大きいほどfθレンズに入射する光ビームの径Dを大きくし、逆に光ビームの波長λが小さいほどfθレンズに入射する光ビームの径Dを小さくする必要がある。
W = 2fλ / (πD)
From the above formula, the smaller the wavelength λ of the light beam, the smaller the spot diameter W of the light beam on the surface to be scanned. Therefore, the spot diameter W of the light beam on the surface to be scanned is set regardless of the wavelength λ of the light beam. In order to keep constant, the larger the wavelength λ of the light beam, the larger the diameter D of the light beam incident on the fθ lens. Conversely, the smaller the wavelength λ of the light beam, the smaller the diameter D of the light beam incident on the fθ lens. It needs to be small.

而して、単一のアパーチャ29であっても、その取付角度(傾斜角度)を変えれば、該アパーチャ29の開口絞り29aの開口面積を調整することができる。このため、レーザーダイオード20から出射される光ビームLの波長に応じてアパーチャ29の取付角度を変えて開口絞り29aの開口面積を調整すれば、その光ビームLの波長に対して最適な絞りが可能となり、感光ドラム2a(2b〜2d)に形成されるビームスポットの径を最適化することができる。   Thus, even with a single aperture 29, the opening area of the aperture stop 29a of the aperture 29 can be adjusted by changing the mounting angle (inclination angle). Therefore, if the aperture area of the aperture stop 29a is adjusted by changing the attachment angle of the aperture 29 according to the wavelength of the light beam L emitted from the laser diode 20, an optimum stop for the wavelength of the light beam L can be obtained. This makes it possible to optimize the diameter of the beam spot formed on the photosensitive drum 2a (2b to 2d).

即ち、図3に破線にて示すようにアパーチャ29を光ビームLの出射方向に対して直角に取り付けた場合には、該アパーチャ29の開口絞り29aの開口面積は最大となり、コリメータレンズ21を通過した幅bの光ビーム(平行光束)Lはアパーチャ29の開口絞り29aによって図示の幅b1に絞られる。これに対して、アパーチャ29を図3に実線にて示すように光ビームLの出射方向に対して角度θだけ傾けて取り付けた場合には、該アパーチャ29の開口絞り29aの開口面積は小さくなり、コリメータレンズ21を通過した幅bの光ビーム(平行光束)Lはアパーチャ29の開口絞り29aによって図示の幅b2(<b1)に絞られる。   That is, when the aperture 29 is attached at a right angle to the direction of emission of the light beam L as indicated by a broken line in FIG. 3, the aperture area of the aperture stop 29 a of the aperture 29 is maximized and passes through the collimator lens 21. The light beam (parallel light beam) L having the width b is narrowed to the illustrated width b1 by the aperture stop 29a of the aperture 29. On the other hand, when the aperture 29 is attached at an angle θ with respect to the emission direction of the light beam L as indicated by a solid line in FIG. 3, the aperture area of the aperture stop 29a of the aperture 29 is reduced. The light beam (parallel light beam) L having a width b that has passed through the collimator lens 21 is narrowed to the illustrated width b2 (<b1) by the aperture stop 29a of the aperture 29.

本実施の形態では、図4及び図5に示すように、ハウジング19には楔状の取付部30が一体に形成されており、該取付部30の光源側の面30aは光ビームLの出射方向に対して主走査方向に図示の角度θ1、副走査方向に図示の角度θ2だけ傾いており、反光源側の面30bは主走査方向及び副走査方向共に光ビームLの出射方向に対して直角な面とされている。   In the present embodiment, as shown in FIGS. 4 and 5, the housing 19 is integrally formed with a wedge-shaped attachment portion 30, and the light source side surface 30 a of the attachment portion 30 is an emission direction of the light beam L. The surface 30b on the side opposite to the light source is perpendicular to the emission direction of the light beam L in both the main scanning direction and the sub-scanning direction. It is considered to be a good surface.

而して、本実施の形態では、長波長の光ビームLに対してはアパーチャ29を図4及び図5において破線にて示すように取付部30の反光源側の面30bに複数のビス31によって取り付ければ、該アパーチャ29は光ビームLの出射方向に対して直角に取り付けられることとなり、図3において説明したようにアパーチャ29の開口絞り29aの開口面積が最大となり、長波長の光ビームLを開口絞り29aによって最適な大きさに絞ることができる。   Thus, in the present embodiment, for the long wavelength light beam L, the aperture 29 is shown on the surface 30b on the side opposite to the light source of the mounting portion 30 as shown by broken lines in FIGS. In this case, the aperture 29 is attached at right angles to the emission direction of the light beam L, and the aperture area of the aperture stop 29a of the aperture 29 is maximized as described in FIG. Can be reduced to an optimum size by the aperture stop 29a.

他方、短波長の光ビームLに対してはアパーチャ29を図4及び図5において実線にて示すように取付部30の光源側の面30aに複数のビス31によって取り付ければ、該アパーチャ29は光ビームLの出射方向に対して斜め(主走査方向に角度θ1、副走査方向に角度θ2)に取り付けられることとなり、図3において説明したようにアパーチャ29の開口絞り29aの開口面積が小さくなり、開口面積が小さくなった開口絞り29aによって短波長の光ビームLが最適な大きさに絞られる。   On the other hand, when the aperture 29 is attached to the light source side surface 30a of the attachment portion 30 with a plurality of screws 31 as shown by the solid lines in FIGS. It is attached obliquely with respect to the emission direction of the beam L (angle θ1 in the main scanning direction and angle θ2 in the sub-scanning direction), and the aperture area of the aperture stop 29a of the aperture 29 is reduced as described in FIG. The light beam L having a short wavelength is narrowed to an optimum size by the aperture stop 29a having a small aperture area.

以上のように、本実施の形態では、アパーチャ29を光ビームLの波長に応じて取付部30の光源側の面30a又は反光源側の面30bに取り付けるだけで、該アパーチャ29の開口絞り29aの開口面積が光ビームLの波長に対して最適な大きさに調整されるため、複雑な調整機構及び調整作業が不要となり、コストアップを伴うことなく、複数のビーム波長に対して単一のアパーチャ29によって感光ドラム2a(2b〜2d)上のビーム径を最適化することができる。この場合、アパーチャ29の取付位置が光源部側か反光源部側かを識別することによって、使用している光源から出射される光ビームの波長を簡単に識別することができる。   As described above, in this embodiment, the aperture 29 is simply attached to the light source side surface 30a or the non-light source side surface 30b of the attachment portion 30 in accordance with the wavelength of the light beam L. Is adjusted to an optimum size with respect to the wavelength of the light beam L, so that a complicated adjustment mechanism and adjustment work are not required, and a single wavelength is not required for a plurality of beam wavelengths. The aperture 29 can optimize the beam diameter on the photosensitive drum 2a (2b to 2d). In this case, the wavelength of the light beam emitted from the light source used can be easily identified by identifying whether the attachment position of the aperture 29 is the light source unit side or the counter light source unit side.

尚、以上の実施の形態では、アパーチャを光ビームの出射方向に対して主走査方向と副走査方向に傾けるようにしたが、主走査方向又は副走査方向の何れか一方の方向に傾けるようにしても良い。又、以上は本発明をカラーレーザープリンタとこれに備えられた光走査装置に対して適用した形態について説明したが、本発明は、モノクロプリンタや複写機等を含む他の任意の画像形成装置及びこれに備えられた光走査装置に対しても同様に適用可能であることは勿論である。   In the above embodiment, the aperture is inclined in the main scanning direction and the sub-scanning direction with respect to the light beam emission direction. However, the aperture is inclined in either the main scanning direction or the sub-scanning direction. May be. Although the present invention has been described with respect to a mode in which the present invention is applied to a color laser printer and an optical scanning device provided in the color laser printer, the present invention includes other arbitrary image forming apparatuses including a monochrome printer and a copying machine. Of course, the present invention can be similarly applied to the optical scanning device provided for this.

1M マゼンタ画像形成ユニット
1C シアン画像形成ユニット
1Y イエロー画像形成ユニット
1K ブラック画像形成ユニット
2a〜2d 感光ドラム
3a〜3d 帯電器
4a〜4d 現像装置
5a〜5d 転写ローラ
6a〜6d クリーニング装置
7 中間転写ベルト
8 駆動ローラ
9 テンションローラ
10 二次転写ローラ
11 光学式濃度センサ
12 光走査装置
13 給紙カセット
14 搬送ローラ対
15 レジストローラ対
16 排紙トレイ
17 定着装置
18 排紙ローラ対
19 光走査装置のハウジング
20 レーザーダイオード(光源)
21 コリメータレンズ
22 シリンドリカルレンズ
23 ポリゴンミラー(偏向器)
24,25 fθレンズ
26 折り返しミラー
27 BDセンサ
28 BDミラー
29 アパーチャ
29a アパーチャの開口絞り
30 ハウジングの取付部
30a 取付部の光源側の面
30b 取付部の反光源側の面
31 ビス
100 プリンタ本体
L,L1 光ビーム
R 有効走査範囲
S 搬送パス

1M Magenta image forming unit 1C Cyan image forming unit 1Y Yellow image forming unit 1K Black image forming unit 2a to 2d Photosensitive drum 3a to 3d Charger 4a to 4d Developing device 5a to 5d Transfer roller 6a to 6d Cleaning device 7 Intermediate transfer belt 8 Drive roller 9 Tension roller 10 Secondary transfer roller 11 Optical density sensor 12 Optical scanning device 13 Paper feed cassette 14 Transport roller pair 15 Registration roller pair 16 Paper discharge tray 17 Fixing device 18 Paper discharge roller pair 19 Optical scanning device housing 20 Laser diode (light source)
21 Collimator lens 22 Cylindrical lens 23 Polygon mirror (deflector)
24, 25 fθ lens 26 Folding mirror 27 BD sensor 28 BD mirror 29 Aperture 29a Aperture aperture stop 30 Housing mounting portion 30a Mounting portion light source side surface 30b Mounting portion opposite light source side surface 31 Screw 100 Printer body L, L1 Light beam R Effective scanning range S Transport path

Claims (5)

光源と、該光源から出射される光ビームを偏向する偏向器と、該偏向器と前記光源の間の光路において前記光ビームを絞る開口絞りを有するアパーチャと、前記偏向器によって偏向された光ビームを被走査面上に等速度で結像させるfθレンズを備えた光走査装置において、
前記アパーチャを取り付ける取付部を設け、該取付部の光源側の面と反光源側の面の角度を主走査方向及び/又は副走査方向に互いに異ならせ、これらの面の何れか一方に前記アパーチャを選択的に取り付けることを特徴とする光走査装置。
A light source, a deflector for deflecting a light beam emitted from the light source, an aperture having an aperture stop for narrowing the light beam in an optical path between the deflector and the light source, and a light beam deflected by the deflector In an optical scanning device provided with an fθ lens that forms an image on a surface to be scanned at a constant speed,
An attachment portion for attaching the aperture is provided, and the angle of the surface on the light source side and the surface on the opposite light source side of the attachment portion is different from each other in the main scanning direction and / or the sub-scanning direction. An optical scanning device characterized by selectively attaching the optical scanning device.
取付部の一方の面を光ビームの出射方向に対して直角、他方の面を光ビームの出射方向に対して斜めに傾斜する面としたことを特徴とする請求項1記載の光走査装置。   2. The optical scanning device according to claim 1, wherein one surface of the mounting portion is a surface perpendicular to the light beam emitting direction and the other surface is inclined obliquely with respect to the light beam emitting direction. 前記取付部をハウジングに一体に形成したことを特徴とする請求項1又は2記載の光走査装置。   3. The optical scanning device according to claim 1, wherein the mounting portion is formed integrally with the housing. 前記アパーチャを前記取付部の何れか一方の面に取り付けることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の光走査装置。   The optical scanning device according to claim 1, wherein the aperture is attached to any one surface of the attachment portion. 請求項1〜4の何れかに記載の光走査装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

An image forming apparatus comprising the optical scanning device according to claim 1.

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