JP2012141520A - Optical scanning device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光走査装置及び画像形成装置に係り、更に詳しくは、光束により被走査面を走査する光走査装置及び該光走査装置を備える画像形成装置に関する。 The present invention relates to an optical scanning apparatus and an image forming apparatus, and more particularly to an optical scanning apparatus that scans a surface to be scanned with a light beam and an image forming apparatus including the optical scanning apparatus.
電子写真の画像記録では、レーザ光を用いたプリンタやデジタル複写機などの画像形成装置が広く用いられている。この画像形成装置は光走査装置を備え、感光性を有するドラム(以下、「感光体ドラム」ともいう)の軸方向に光偏向器(例えば、ポリゴンミラー)を用いてレーザ光を走査しつつ、感光体ドラムを回転させ、感光体ドラムの表面(被走査面)に潜像を形成する方法が一般的である。 In electrophotographic image recording, image forming apparatuses such as printers and digital copying machines using laser light are widely used. The image forming apparatus includes an optical scanning device, and scans laser light using an optical deflector (for example, a polygon mirror) in the axial direction of a photosensitive drum (hereinafter also referred to as “photosensitive drum”). A general method is to form a latent image on the surface (scanned surface) of the photosensitive drum by rotating the photosensitive drum.
例えば、特許文献1には、筐体とマルチビーム光源装置との間に挿入され、被走査面上の副走査方向のビームピッチを調整する板状の調整部材を備えるマルチビーム走査装置が開示されている。
For example,
また、特許文献2には、半導体レーザを保持する保持部材と半導体レーザからの光束を偏向する偏向器と、該偏向器により偏向された光束を所定面上に集光するレンズと、半導体レーザ保持部材と偏向器とレンズが取り付けられる光学箱を有し、光学箱には半導体レーザ保持部材の回動角度を規制する手段が取り付けられている走査光学装置が開示されている。
また、特許文献3には、複数個の半導体レーザと、複数のカップリングレンズと、ビーム合成手段とを保持するホルダとを有し、該ホルダは板状基部と棚状部とを有する一体構造で、棚状部に複数のカップリングレンズとビーム合成手段とを固設され、棚状部が、板状基部における棚状部幅方向の弾性変形を防止するようにしたマルチビーム走査装置の光源ユニットが開示されている。 Further, Patent Document 3 includes a holder for holding a plurality of semiconductor lasers, a plurality of coupling lenses, and beam combining means, and the holder has an integrated structure having a plate-like base portion and a shelf-like portion. In the light source of the multi-beam scanning device, a plurality of coupling lenses and beam combining means are fixed to the shelf-like portion, and the shelf-like portion prevents elastic deformation of the plate-like base portion in the width direction of the shelf-like portion. A unit is disclosed.
また、特許文献4には、発光部とカップリングレンズは一つのベース部材の上に保持されていて、副走査方向において角度を調整するための角度調整機構が設けられている光走査用光源装置が開示されている。 Patent Document 4 discloses an optical scanning light source device in which a light emitting unit and a coupling lens are held on one base member, and an angle adjusting mechanism for adjusting an angle in the sub-scanning direction is provided. Is disclosed.
従来、光走査装置では、各部品の製造誤差や組付け誤差に起因する被走査面での光スポットの位置ずれ、及び走査線曲がり/傾きを補正するため、光源ユニットを組付ける際に楔等を用いた傾き調整を行っていた。 2. Description of the Related Art Conventionally, in an optical scanning device, a wedge or the like is used when assembling a light source unit in order to correct a positional deviation of a light spot on a surface to be scanned and bending / tilting of a scanning line due to manufacturing errors and assembly errors of each component. The tilt adjustment using was performed.
しかし、組付け調整は0.1mm以下の精度で行われているため、光源ユニットが故障し、該光源ユニットを取り外してしまうと、調整値が判らなくなり、客先で光源ユニットを交換した後に、正確に初期の組付け状態を再現することは困難であった。すなわち、光源ユニットの交換のみで所望の光学特性を維持するのは難しく、光走査装置ごと交換しなければならないという不都合があった。 However, since the assembly adjustment is performed with an accuracy of 0.1 mm or less, if the light source unit breaks down and the light source unit is removed, the adjustment value is not known, and after replacing the light source unit at the customer, It was difficult to accurately reproduce the initial assembly state. That is, it is difficult to maintain desired optical characteristics only by exchanging the light source unit, and there is an inconvenience that the entire optical scanning device must be replaced.
本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第1の目的は、光学特性を維持しつつ光源ユニットを交換することができる光走査装置を提供することにある。 The present invention has been made under such circumstances, and a first object thereof is to provide an optical scanning device capable of replacing a light source unit while maintaining optical characteristics.
また、本発明の第2の目的は、メンテナンス性に優れた画像形成装置を提供することにある。 A second object of the present invention is to provide an image forming apparatus excellent in maintainability.
本発明は、第1の観点からすると、被走査面を複数の光束で主走査方向に走査する光走査装置であって、複数の発光部を有する光源ユニットと;前記光源ユニットからの光束を偏向する光偏向器と;前記光偏向器で偏向された光束を前記被走査面に導く走査光学系と;前記光源ユニットを保持する保持面と、該保持面に設けられ該保持面に対する前記光源ユニットの傾斜を制限する少なくとも2つのストッパを有する光学ハウジングと;を備える光走査装置である。 From a first aspect, the present invention is an optical scanning device that scans a surface to be scanned with a plurality of light beams in the main scanning direction, and includes a light source unit having a plurality of light emitting units; and deflects a light beam from the light source unit An optical deflector; a scanning optical system that guides the light beam deflected by the optical deflector to the surface to be scanned; a holding surface that holds the light source unit; and the light source unit that is provided on the holding surface and that is provided on the holding surface And an optical housing having at least two stoppers for limiting the inclination of the optical scanning device.
これによれば、光学特性を維持しつつ光源ユニットを交換することができる。 According to this, the light source unit can be replaced while maintaining the optical characteristics.
本発明は、第2の観点からすると、少なくとも1つの像担持体と;前記少なくとも1つの像担持体を画像データに応じて変調された光束により走査する本発明の光走査装置と;を備える画像形成装置である。 According to a second aspect of the present invention, there is provided an image comprising: at least one image carrier; and the optical scanning device according to the invention for scanning the at least one image carrier with a light beam modulated according to image data. Forming device.
これによれば、本発明の光走査装置を備えているため、結果として、メンテナンス性を向上させることができる。 According to this, since the optical scanning device of the present invention is provided, as a result, maintainability can be improved.
以下、本発明の一実施形態を図1〜図35(B)に基づいて説明する。図1には、一実施形態に係る画像形成装置としてのカラープリンタ2000の概略構成が示されている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a schematic configuration of a
このカラープリンタ2000は、4色(ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー)を重ね合わせてフルカラーの画像を形成するタンデム方式の多色カラープリンタであり、光走査装置2010、4つの感光体ドラム(2030a、2030b、2030c、2030d)、4つのクリーニングユニット(2031a、2031b、2031c、2031d)、4つの帯電装置(2032a、2032b、2032c、2032d)、4つの現像ローラ(2033a、2033b、2033c、2033d)、4つのトナーカートリッジ(2034a、2034b、2034c、2034d)、転写ベルト2040、転写ローラ2042、定着装置2050、給紙コロ2054、レジストローラ対2056、排紙ローラ2058、給紙トレイ2060、排紙トレイ2070、通信制御装置2080、及び上記各部を統括的に制御するプリンタ制御装置2090などを備えている。
The
通信制御装置2080は、ネットワークなどを介した上位装置(例えばパソコン)との双方向の通信を制御する。
The
プリンタ制御装置2090は、CPU、該CPUにて解読可能なコードで記述されたプログラム及び該プログラムを実行する際に用いられる各種データが格納されているROM、作業用のメモリであるRAM、アナログデータをデジタルデータに変換するAD変換回路などを有している。そして、プリンタ制御装置2090は、上位装置からの画像情報を光走査装置2010に送る。
The
感光体ドラム2030a、帯電装置2032a、現像ローラ2033a、トナーカートリッジ2034a、及びクリーニングユニット2031aは、組として使用され、ブラックの画像を形成する画像形成ステーション(以下では、便宜上「Kステーション」ともいう)を構成する。
The
感光体ドラム2030b、帯電装置2032b、現像ローラ2033b、トナーカートリッジ2034b、及びクリーニングユニット2031bは、組として使用され、シアンの画像を形成する画像形成ステーション(以下では、便宜上「Cステーション」ともいう)を構成する。
The
感光体ドラム2030c、帯電装置2032c、現像ローラ2033c、トナーカートリッジ2034c、及びクリーニングユニット2031cは、組として使用され、マゼンタの画像を形成する画像形成ステーション(以下では、便宜上「Mステーション」ともいう)を構成する。
The
感光体ドラム2030d、帯電装置2032d、現像ローラ2033d、トナーカートリッジ2034d、及びクリーニングユニット2031dは、組として使用され、イエローの画像を形成する画像形成ステーション(以下では、便宜上「Yステーション」ともいう)を構成する。
The
各感光体ドラムはいずれも、その表面に感光層が形成されている。すなわち、各感光体ドラムの表面がそれぞれ被走査面である。なお、各感光体ドラムは、不図示の回転機構により、図1における面内で矢印方向に回転するものとする。 Each photosensitive drum has a photosensitive layer formed on the surface thereof. That is, the surface of each photoconductive drum is a surface to be scanned. Each photosensitive drum is rotated in the direction of the arrow in the plane of FIG. 1 by a rotation mechanism (not shown).
各帯電装置は、対応する感光体ドラムの表面をそれぞれ均一に帯電させる。 Each charging device uniformly charges the surface of the corresponding photosensitive drum.
光走査装置2010は、上位装置からの多色の画像情報(ブラック画像情報、シアン画像情報、マゼンタ画像情報、イエロー画像情報)に基づいて、各色毎に変調された光束を、対応する帯電された感光体ドラムの表面にそれぞれ照射する。これにより、各感光体ドラムの表面では、光が照射された部分だけ電荷が消失し、画像情報に対応した潜像が各感光体ドラムの表面にそれぞれ形成される。ここで形成された潜像は、感光体ドラムの回転に伴って対応する現像ローラの方向に移動する。
Based on the multicolor image information (black image information, cyan image information, magenta image information, yellow image information) from the higher-level device, the
トナーカートリッジ2034aにはブラックトナーが格納されており、該トナーは現像ローラ2033aに供給される。トナーカートリッジ2034bにはシアントナーが格納されており、該トナーは現像ローラ2033bに供給される。トナーカートリッジ2034cにはマゼンタトナーが格納されており、該トナーは現像ローラ2033cに供給される。トナーカートリッジ2034dにはイエロートナーが格納されており、該トナーは現像ローラ2033dに供給される。
The
各現像ローラは、回転に伴って、対応するトナーカートリッジからのトナーが、その表面に薄く均一に塗布される。そして、各現像ローラの表面のトナーは、対応する感光体ドラムの表面に接すると、該表面における光が照射された部分にだけ移行し、そこに付着する。すなわち、各現像ローラは、対応する感光体ドラムの表面に形成された潜像にトナーを付着させて顕像化させる。ここでトナーが付着した像(トナー画像)は、感光体ドラムの回転に伴って転写ベルト2040の方向に移動する。
As each developing roller rotates, the toner from the corresponding toner cartridge is thinly and uniformly applied to the surface thereof. Then, when the toner on the surface of each developing roller comes into contact with the surface of the corresponding photosensitive drum, the toner moves only to a portion irradiated with light on the surface and adheres to the surface. In other words, each developing roller causes toner to adhere to the latent image formed on the surface of the corresponding photosensitive drum so as to be visualized. Here, the toner-attached image (toner image) moves in the direction of the
イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナー画像は、所定のタイミングで転写ベルト2040上に順次転写され、重ね合わされて多色のカラー画像が形成される。
The yellow, magenta, cyan, and black toner images are sequentially transferred onto the
給紙トレイ2060には記録紙が格納されている。この給紙トレイ2060の近傍には給紙コロ2054が配置されており、該給紙コロ2054は、記録紙を給紙トレイ2060から1枚ずつ取り出し、レジストローラ対2056に搬送する。該レジストローラ対2056は、所定のタイミングで記録紙を転写ベルト2040と転写ローラ2042との間隙に向けて送り出す。これにより、転写ベルト2040上のカラー画像が記録紙に転写される。ここで転写された記録紙は、定着装置2050に送られる。
Recording paper is stored in the
定着装置2050では、熱と圧力とが記録紙に加えられ、これによってトナーが記録紙上に定着される。ここで定着された記録紙は、排紙ローラ2058を介して排紙トレイ2070に送られ、排紙トレイ2070上に順次積み重ねられる。
In the
各クリーニングユニットは、対応する感光体ドラムの表面に残ったトナー(残留トナー)を除去する。残留トナーが除去された感光体ドラムの表面は、再度対応する帯電装置に対向する位置に戻る。 Each cleaning unit removes toner (residual toner) remaining on the surface of the corresponding photosensitive drum. The surface of the photosensitive drum from which the residual toner has been removed returns to the position facing the corresponding charging device again.
次に、前記光走査装置2010の構成について説明する。
Next, the configuration of the
光走査装置2010は、一例として図2〜図5に示されるように、2つの光源ユニット(2200A、2200B)、2つの開口板(2202A、2202B)、2つの光束分割部材(2203A、2203B)、4つの液晶偏向素子(2205a、2205b、2205c、2205d)、4つのシリンドリカルレンズ(2204a、2204b、2204c、2204d)、ポリゴンミラー2104、4つの第1走査レンズ(2105a、2105b、2105c、2105d)、8つの折り返しミラー(2106a、2106b、2106c、2106d、2108a、2108b、2108c、2108d)、4つの第2走査レンズ(2107a、2107b、2107c、2107d)、4つの同期ミラー(2110a、2110b、2110c、2110d)、4つの先端同期検知センサ(2111a、2111b、2111c、2111d)、及び走査制御装置3022(図2〜図5では図示省略、図20参照)などを備えている。そして、これらは、不図示の光学ハウジングに取り付けられている。
2 to 5 as an example, the
ここでは、XYZ3次元直交座標系において、各感光体ドラムの長手方向に沿った方向をY軸方向、4つの感光体ドラムの配列方向に沿った方向をX軸方向として説明する。 Here, in the XYZ three-dimensional orthogonal coordinate system, the direction along the longitudinal direction of each photosensitive drum is defined as the Y-axis direction, and the direction along the arrangement direction of the four photosensitive drums is defined as the X-axis direction.
また、以下では、便宜上、主走査方向に対応する方向を「主走査対応方向」と略述し、副走査方向に対応する方向を「副走査対応方向」と略述する。 In the following, for convenience, the direction corresponding to the main scanning direction is abbreviated as “main scanning corresponding direction”, and the direction corresponding to the sub scanning direction is abbreviated as “sub scanning corresponding direction”.
光源ユニット2200Aと光源ユニット2200Bは、X軸方向に関して離れた位置に配置されている。
The
各光源ユニットは、光源及びカップリングレンズをそれぞれ有している。 Each light source unit has a light source and a coupling lens.
各光源は、いずれも、一例として図6に示されるように、同一基板上に32個の発光部が2次元的に配列されている面発光レーザアレイ100を有している。
As shown in FIG. 6 as an example, each light source has a surface emitting
32個の発光部は、図7に示されるように、すべての発光部を副走査対応方向に伸びる仮想線上に正射影したときの発光部間隔(以下では、「副走査発光部間隔」ともいう)が等間隔d1となるように配置されている。なお、本明細書では、「発光部間隔」とは2つの発光部の中心間距離をいう。 As shown in FIG. 7, the 32 light emitting units are light emitting unit intervals (hereinafter referred to as “sub scanning light emitting unit intervals”) when all the light emitting units are orthogonally projected onto a virtual line extending in the sub-scanning corresponding direction. ) Are arranged at equal intervals d1. In this specification, the “light emitting portion interval” refers to the distance between the centers of two light emitting portions.
また、各発光部は、発振波長が780nm帯である。 Each light emitting unit has an oscillation wavelength in the 780 nm band.
各カップリングレンズは、対応する光源から射出された光束の光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。カップリングレンズを通過した光束が、各光源ユニットから射出される光束である。 Each coupling lens is disposed on the optical path of the light beam emitted from the corresponding light source, and makes the light beam a substantially parallel light beam. The light flux that has passed through the coupling lens is the light flux emitted from each light source unit.
開口板2202Aは、開口部を有し、光源ユニット2200Aから射出された光束を整形する。開口板2202Bは、開口部を有し、光源ユニット2200Bから射出された光束を整形する。
The
光束分割部材2203Aは、開口板2202Aの開口部を通過した光束の光路上に配置され、該光束を2つの光束に分割する。また、光束分割部材2203Bは、開口板2202Bの開口部を通過した光束の光路上に配置され、該光束を2つの光束に分割する。
The light
各光束分割部材は、入射光束の半分を透過させ、残りを反射するハーフミラー面と、該ハーフミラー面で反射された光束の光路上にハーフミラー面に平行に配置された反射ミラー面とを有している。すなわち、各光束分割部材は、入射光束を互いに平行な2つの光束に分割する。 Each light beam splitting member includes a half mirror surface that transmits half of the incident light beam and reflects the remaining light beam, and a reflection mirror surface that is arranged in parallel to the half mirror surface on the optical path of the light beam reflected by the half mirror surface. Have. That is, each light beam dividing member divides the incident light beam into two light beams that are parallel to each other.
液晶偏向素子2205aは、光束分割部材2203Aからの2つの光束のうち−Z側の光束の光路上に配置され、液晶偏向素子2205bは、光束分割部材2203Aからの2つの光束のうち+Z側の光束の光路上に配置されている。
The liquid
また、液晶偏向素子2205cは、光束分割部材2203Bからの2つの光束のうち+Z側の光束の光路上に配置され、液晶偏向素子2205dは、光束分割部材2203Bからの2つの光束のうち−Z側の光束の光路上に配置されている。
The liquid
各液晶偏向素子は、印加電圧に応じて、入射光をZ軸方向に関して偏向することができる。各液晶偏向素子は、2枚の透明なガラス板の間に液晶が封入された構成であり、一例として図8(A)に示されるように、一方のガラス板の表面の上下に電極が形成されている。この電極間に電位差が与えられると、一例として図8(B)に示されるように、Z軸方向に関して電位の傾斜が発生し、それに応じて液晶の配向が変化し、その結果、Z軸方向に関して屈折率の傾斜が発生する。これにより、プリズムと同様に光の射出軸をZ軸方向に関してわずかに傾けることができる。なお、液晶としては誘電異方性を有するネマティック液晶等が用いられる。 Each liquid crystal deflecting element can deflect incident light with respect to the Z-axis direction in accordance with an applied voltage. Each liquid crystal deflecting element has a configuration in which liquid crystal is sealed between two transparent glass plates. As shown in FIG. 8A, for example, electrodes are formed above and below the surface of one glass plate. Yes. When a potential difference is applied between the electrodes, as shown in FIG. 8B as an example, a potential gradient occurs in the Z-axis direction, and the orientation of the liquid crystal changes accordingly. As a result, the Z-axis direction A refractive index gradient occurs. Thereby, like the prism, the light emission axis can be slightly tilted with respect to the Z-axis direction. As the liquid crystal, nematic liquid crystal having dielectric anisotropy is used.
シリンドリカルレンズ2204aは、液晶偏向素子2205aを介した光束の光路上に配置され、シリンドリカルレンズ2204bは、液晶偏向素子2205bを介した光束の光路上に配置されている。
The
シリンドリカルレンズ2204cは、液晶偏向素子2205cを介した光束の光路上に配置され、シリンドリカルレンズ2204dは、液晶偏向素子2205dを介した光束の光路上に配置されている。
The
各シリンドリカルレンズは、Z軸方向に強いパワーを有し、ポリゴンミラー2104の偏向反射面近傍に主走査対応方向に長い線像を形成する。
Each cylindrical lens has a strong power in the Z-axis direction, and forms a long line image in the vicinity of the deflection reflection surface of the
光源ユニットとポリゴンミラー2104との間の光路上に配置される光学系は、偏向器前光学系とも呼ばれている。
The optical system arranged on the optical path between the light source unit and the
ポリゴンミラー2104は、2段構造の4面鏡を有し、各鏡がそれぞれ偏向反射面となる。そして、1段目(下段)の4面鏡ではシリンドリカルレンズ2204aからの光束及びシリンドリカルレンズ2204dからの光束がそれぞれ偏向され、2段目(上段)の4面鏡ではシリンドリカルレンズ2204bからの光束及びシリンドリカルレンズ2204cからの光束がそれぞれ偏向されるように配置されている。
The
なお、1段目の4面鏡及び2段目の4面鏡は、互いに位相が45°ずれて回転し、書き込み走査は1段目と2段目とで交互に行われる。また、1段目の4面鏡と2段目の4面鏡との間には、溝が設けられており、風損を低減した形状となっている。各4面鏡の厚さは約2mmである。 Note that the first-stage tetrahedral mirror and the second-stage tetrahedral mirror rotate with a phase shift of 45 °, and writing scanning is alternately performed in the first and second stages. In addition, a groove is provided between the first-stage four-sided mirror and the second-stage four-sided mirror so that the windage loss is reduced. The thickness of each quadrilateral mirror is about 2 mm.
シリンドリカルレンズ2204a及びシリンドリカルレンズ2204bからの光束はポリゴンミラー2104の−X側に偏向され、シリンドリカルレンズ2204c及びシリンドリカルレンズ2204dからの光束はポリゴンミラー2104の+X側に偏向される。
Light beams from the
第1走査レンズ2105a及び第1走査レンズ2105bは、ポリゴンミラー2104の−X側に配置され、第1走査レンズ2105c及び第1走査レンズ2105dは、ポリゴンミラー2104の+X側に配置されている。
The
そして、第1走査レンズ2105aと第1走査レンズ2105bはZ軸方向に積層され、第1走査レンズ2105aは1段目の4面鏡に対向し、第1走査レンズ2105bは2段目の4面鏡に対向している。なお、第1走査レンズ2105aと第1走査レンズ2105bは、一体成形されても良い。
The
また、第1走査レンズ2105cと第1走査レンズ2105dはZ軸方向に積層され、第1走査レンズ2105cは2段目の4面鏡に対向し、第1走査レンズ2105dは1段目の4面鏡に対向している。なお、第1走査レンズ2105cと第1走査レンズ2105dは、一体成形されても良い。
Further, the
そこで、ポリゴンミラー2104で偏向されたシリンドリカルレンズ2204aからの光束は、第1走査レンズ2105a、折り返しミラー2106a、第2走査レンズ2107a、及び折り返しミラー2108aを介して、感光体ドラム2030aに照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー2104の回転に伴って感光体ドラム2030aの長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム2030a上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム2030aでの「主走査方向」であり、感光体ドラム2030aの回転方向が、感光体ドラム2030aでの「副走査方向」である。
Therefore, the light beam from the
また、ポリゴンミラー2104で偏向されたシリンドリカルレンズ2204bからの光束は、第1走査レンズ2105b、折り返しミラー2106b、第2走査レンズ2107b、及び折り返しミラー2108bを介して、感光体ドラム2030bに照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー2104の回転に伴って感光体ドラム2030bの長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム2030b上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム2030bでの「主走査方向」であり、感光体ドラム2030bの回転方向が、感光体ドラム2030bでの「副走査方向」である。
The light beam from the
また、ポリゴンミラー2104で偏向されたシリンドリカルレンズ2204cからの光束は、第1走査レンズ2105c、折り返しミラー2106c、第2走査レンズ2107c、及び折り返しミラー2108cを介して、感光体ドラム2030cに照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー2104の回転に伴って感光体ドラム2030cの長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム2030c上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム2030cでの「主走査方向」であり、感光体ドラム2030cの回転方向が、感光体ドラム2030cでの「副走査方向」である。
The light beam from the
また、ポリゴンミラー2104で偏向されたシリンドリカルレンズ2204dからの光束は、第1走査レンズ2105d、折り返しミラー2106d、第2走査レンズ2107d、及び折り返しミラー2108dを介して、感光体ドラム2030dに照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー2104の回転に伴って感光体ドラム2030dの長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム2030d上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム2030dでの「主走査方向」であり、感光体ドラム2030dの回転方向が、感光体ドラム2030dでの「副走査方向」である。
The light beam from the
ところで、各感光体ドラムにおける画像情報が書き込まれる主走査方向の走査領域は「有効走査領域」、「画像形成領域」、あるいは「有効画像領域」などと呼ばれている。 Incidentally, a scanning area in the main scanning direction in which image information is written on each photosensitive drum is called an “effective scanning area”, an “image forming area”, or an “effective image area”.
各折り返しミラーは、ポリゴンミラー2104から各感光体ドラムに至る各光路長が互いに一致するとともに、各感光体ドラムにおける光束の入射位置及び入射角がいずれも互いに等しくなるように、それぞれ配置されている。
Each folding mirror is arranged so that the optical path lengths from the
また、シリンドリカルレンズとそれに対応する第2走査レンズとにより、偏向点とそれに対応する感光体ドラム表面とを副走査方向に共役関係とする面倒れ補正光学系が構成されている。 Further, the cylindrical lens and the corresponding second scanning lens constitute a surface tilt correction optical system in which the deflection point and the corresponding photosensitive drum surface are conjugated in the sub-scanning direction.
ポリゴンミラー2104と各感光体ドラムとの間の光路上に配置される光学系は、走査光学系とも呼ばれている。本実施形態では、第1走査レンズ2105aと第2走査レンズ2107aと折り返しミラー(2106a、2108a)とからKステーションの走査光学系が構成されている。また、第1走査レンズ2105bと第2走査レンズ2107bと折り返しミラー(2106b、2108b)とからCステーションの走査光学系が構成されている。そして、第1走査レンズ2105cと第2走査レンズ2107cと折り返しミラー(2106c、2108c)とからMステーションの走査光学系が構成されている。さらに、第1走査レンズ2105dと第2走査レンズ2107dと折り返しミラー(2106d、2108d)とからYステーションの走査光学系が構成されている。
An optical system disposed on the optical path between the
また、Kステーションにおける偏向器前光学系及び走査光学系の主な光学素子の位置関係が図9に示されている。そして、図9における符号d1〜d11の具体的な値(単位:mm)の一例が図10に示されている。なお、他のステーションでも同様な位置関係となっている。 FIG. 9 shows the positional relationship between the main optical elements of the pre-deflector optical system and the scanning optical system in the K station. FIG. 10 shows an example of specific values (unit: mm) of the symbols d1 to d11 in FIG. The other stations have the same positional relationship.
また、シリンドリカルレンズ2204aからの光束の射出方向と、ポリゴンミラー2104の偏向反射面により感光体ドラム2030aの表面における像高0の位置(図9における符号p0の位置)へ向けて反射される光束の進行方向とのなす角(図9におけるθr)は60度である。
Further, the direction of the light beam emitted from the
各第1走査レンズ及び各第2走査レンズは、いずれも樹脂製である。そして、それらの各面(入射側の面、射出側の面)は、次の(1)式及び次の(2)式で表現される非球面である。ここで、XはX軸方向の座標、YはY軸方向の座標を示す。また、入射面の中央をY=0とする。Cm0はY=0における主走査対応方向の曲率を示し、曲率半径Rmの逆数である。a00,a01,a02,・・・は主走査対応方向の非球面係数である。また、Cs(Y)はYに関する副走査対応方向の曲率、Rs0は副走査対応方向の光軸上の曲率半径、b00,b01,b02,・・・は副走査対応方向の非球面係数である。なお、光軸は、Y=0で副走査対応方向における中央の点を通る軸をいう。 Each of the first scanning lenses and the second scanning lenses is made of resin. Each of these surfaces (incident side surface and exit side surface) is an aspherical surface expressed by the following equation (1) and the following equation (2). Here, X represents the coordinate in the X-axis direction, and Y represents the coordinate in the Y-axis direction. The center of the incident surface is Y = 0. C m0 indicates the curvature in the main scanning corresponding direction at Y = 0, and is the reciprocal of the curvature radius R m . a 00 , a 01 , a 02 ,... are aspheric coefficients in the main scanning corresponding direction. Cs (Y) is the curvature in the sub-scanning corresponding direction with respect to Y, R s0 is the radius of curvature on the optical axis in the sub-scanning corresponding direction, b 00 , b 01 , b 02 ,. Spherical coefficient. The optical axis is an axis that passes through the center point in the sub-scanning corresponding direction when Y = 0.
各第1走査レンズの各面(入射側の面(第1面)、射出側の面(第2面))におけるRm、Rs0及び各非球面係数の値の一例が図11に示されている。 FIG. 11 shows an example of values of R m , R s0, and each aspheric coefficient on each surface (incident side surface (first surface), exit side surface (second surface)) of each first scanning lens. ing.
各第2走査レンズの各面(入射側の面(第3面)、射出側の面(第4面))におけるRm、Rs0及び各非球面係数の値の一例が図12に示されている。各第2走査レンズは、副走査対応方向に強いパワーを有している。 FIG. 12 shows an example of values of R m , R s0, and each aspheric coefficient on each surface (incident side surface (third surface), exit side surface (fourth surface)) of each second scanning lens. ing. Each second scanning lens has a strong power in the sub-scanning corresponding direction.
各第2走査レンズの形状が、一例として図13(A)及び該図13(A)のA−A断面図である図13(B)に示されている。なお、便宜上、各第2走査レンズにおける光束の入射方向を「R方向」、主走査対応方向を「M方向」、R方向及びM方向のいずれにも直交する方向を「S方向」とする。また、各第2走査レンズを区別する必要がないときは、総称して「第2走査レンズ2107」という。
As an example, the shape of each second scanning lens is shown in FIG. 13A and FIG. 13B, which is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. For convenience, the incident direction of the light beam in each second scanning lens is referred to as “R direction”, the main scanning corresponding direction is referred to as “M direction”, and the direction orthogonal to both the R direction and the M direction is referred to as “S direction”. When there is no need to distinguish between the second scanning lenses, they are collectively referred to as “
第2走査レンズ2107には、−S側の面にリブ部306aが形成され、+S側の面にリブ部306bが形成されている。そして、リブ部306aには、+R方向に突出した3つの突起部(307a1、307a2、307a3)が形成されている。突起部307a2はM方向に関して中央に位置し、突起部307a1は突起部307a2の−M側に位置し、突起部307a3は突起部307a2の+M側に位置している。
In the
リブ部306bには、+R方向に突出した3つの突起部(307b1、307b2、307b3)が形成されている。突起部307b2はM方向に関して中央に位置し、突起部307b1は突起部307b2の−M側に位置し、突起部307b3は突起部307b2の+M側に位置している。
Three protrusions (307b 1 , 307b 2 , 307b 3 ) protruding in the + R direction are formed on the
そして、突起部307a1は起部307b1の−S側に位置し、突起部307a2は起部307b2の−S側に位置し、突起部307a3は起部307b3の−S側に位置している。 The protruding portion 307a 1 is located on the −S side of the raised portion 307b 1 , the protruding portion 307a 2 is located on the −S side of the raised portion 307b 2 , and the protruding portion 307a 3 is located on the −S side of the raised portion 307b 3. positioned.
第2走査レンズ2107は、板金部材に保持されている。
The
第2走査レンズ2107が保持される板金部材301が、一例として図14に示されている。この板金部材301は、板金加工で成形された板部材であり、M方向に平行な方向を長手方向とする底板301aと、該底板301aを挟んで対向する2枚の側板(301b、301c)とを有している。
A
側板301bには、第2走査レンズ2107の突起部が係合される3つの切欠部(3111、3112、3113)が形成されている。
The
底板301aには、M方向の両端部近傍に、それぞれ開口部313を伴う立曲げ部310が形成されている。これらの立曲げ部310と第2走査レンズ2107とが接触する。
In the
また、底板301aには、側板301bの各切欠部に対応して3つのねじ穴312が形成されている。各ねじ穴312は、第2走査レンズ2107が保持されたときに、R方向に関して、第2走査レンズ2107のほぼ中央の位置に対応した各位置に形成されている。
In addition, three
さらに、M方向に関して、底板301aの一方の端部には突起部318が形成され、他方の端部には切欠部321が形成されている。
Further, with respect to the M direction, a
また、側板301bには、底板301aの各開口部313に対応して2つのスリット314が形成されている。
The
第2走査レンズ2107は、一例として図15に示されるように、3つの第1板ばね302と2つの第2板ばね303によって、板金部材301に保持される。なお、図15では、わかりやすくするため、各側板の図示を省略している。
As shown in FIG. 15 as an example, the
第2板ばね303は、クリップ状の板ばねであり、第2走査レンズ2107の−S側の端面に+S方向の押圧を作用させ、板金部材301の底板301aの+S側の面に−S方向の押圧を作用させることによって、第2走査レンズ2107と板金部材301を挟むようになっている。なお、第2板ばね303の+S側の板部は、外側から開口部313を通過して、スリット314に挿入される。
The
第1板ばね302は、第2走査レンズ2107のリブ部306aと板金部材301を挟むのに用いられる。ここでは、第1板ばね302は、図16に示されるように、底板部3021と、+R側の側板部3022と、−R側の側板部3023と、該側板部3023の端部から+R方向に延びる上板部3024とからなっている。また、側板部3022には、開口部が形成されている。さらに、底板部3021には、調節ねじ308が貫通する円形の開口部3025が形成されている。
The
そして、図15のA−A断面図である図17に示されるように、側板部3022の開口部にリブ部306aの突起部が係合され、上板部3024によって−R側のリブ部306aに+S方向の押圧が作用される。
Then, as shown in FIG. 17 is an A-A sectional view of FIG. 15, the protrusion of the
また、板金部材301の各ねじ穴312には、第1板ばね302の開口部3025を介して調節ねじ308が螺合される。この調節ねじ308の−S側の先端は、第2走査レンズ2107の+S側の端面に当接されている。そこで、調節ねじ308をねじ込むことによって第2走査レンズ2107に−S方向の押圧を作用させることができる。
Furthermore, each
この場合、第2走査レンズ2107に作用する調節ねじ308による押圧力と、第1板ばね302による押圧力は、互いに逆方向に作用するため、第2走査レンズ2107に作用する力の微調整が可能となる。
In this case, since the pressing force by the adjusting
例えば、板金部材301の底板301aからの調節ねじ308の突出し量を、立曲げ部310の高さよりも小さくすると、第2走査レンズ2107をその母線が上側に凸となるように反らすことができる。逆に、調節ねじ308の突出し量を、立曲げ部310の高さよりも大きくすると、第2走査レンズ2107をその母線が下側に凸となるように反らすことができる。従って、調節ねじ308の突出し量を調整することによって、第2走査レンズ2107の焦線がS方向に湾曲され、走査線の曲がりを補正することができる。各調節ねじ308による第2走査レンズ2107の調整における調整軸の方向は、第2走査レンズ2107の光軸方向に平行である。なお、中央部と立曲げ部310との間に配置されている調節ねじ308によって、M型やW型の曲がりについても補正が可能である。
For example, when the protruding amount of the adjusting
第2走査レンズ2107が装着された板金部材301は、端部に形成された突起部318を光学ハウジングの保持部に設けられた位置決めガイド(不図示)に勘合して位置決めを行い、−S方向に付勢するように光学ハウジングの保持部に取り付けられた板ばね326を架橋して光学ハウジングに保持される。
The
また、第2走査レンズ2107には、一例として図18に示されるように、第2走査レンズ2107をR方向に平行な軸回りに回動させるためのステッピングモータ315が設けられている。なお、ここでは、Kステーションを基準としているため、該Kステーションでは、第2走査レンズ2107aを回動させるためのステッピングモータは設けられてなくても良い。
Further, as shown in FIG. 18 as an example, the
ステッピングモータ315は、シャフトの先端に形成された送りねじを可動筒316のねじ穴に螺合し、板金部材301の一端に形成された切欠部321と可動筒316の凹部とを勘合させることで、ステッピングモータ315の回転により副走査対応方向(ここでは、S方向に平行な方向)に変位可能としている。
The stepping
また、第2走査レンズ2107の−S側には、支柱322が設けられている。この支柱322は、光学ハウジングの保持部に設けられた支持部320に載置され、板ばね(不図示)により支柱322に押し付けられている。これにより、ステッピングモータ315の正逆回転に追従して第2走査レンズ2107は光軸と直交する面内で、支持部320との当接点を傾き調整の支点として回動することができる。そして、それに伴って第2走査レンズ2107の母線が傾き、その結果、走査線が傾けられる。なお、支柱322を設けることなく、第2走査レンズ2107を、直接、光学ハウジングに設けられた支持部に載置し、板ばね等で保持する構成としても良い。
In addition, a
また、ここでは、図19に示されるように、各調節ねじ308の突出し量を調整するためのステッピングモータ315Aが設けられている。
Further, here, as shown in FIG. 19, a stepping
Kステーションの走査光学系を通過した書き込み開始前の光束の一部は、同期ミラー2110aを介して先端同期検知センサ2111aで受光される。
A part of the light beam before the start of writing that has passed through the scanning optical system of the K station is received by the tip
Cステーションの走査光学系を通過した書き込み開始前の光束の一部は、同期ミラー2110bを介して先端同期検知センサ2111bで受光される。
A part of the light beam before the start of writing that has passed through the scanning optical system of the C station is received by the tip
Mステーションの走査光学系を通過した書き込み開始前の光束の一部は、同期ミラー2110cを介して先端同期検知センサ2111cで受光される。
A part of the light beam before the start of writing that has passed through the scanning optical system of the M station is received by the tip
Yステーションの走査光学系を通過した書き込み開始前の光束の一部は、同期ミラー2110dを介して先端同期検知センサ2111dで受光される。
A part of the light flux before the start of writing that has passed through the scanning optical system of the Y station is received by the tip
各先端同期検知センサは、受光光量に応じた信号を走査制御装置3022に出力する。なお、各先端同期検知センサの出力信号は、「先端同期信号」とも呼ばれている。
Each tip synchronization detection sensor outputs a signal corresponding to the amount of received light to the
走査制御装置3022は、一例として図20に示されるように、CPU3210、フラッシュメモリ3211、RAM3212、液晶素子駆動回路3213、IF(インターフェース)3214、画素クロック生成回路3215、画像処理回路3216、書込制御回路3219、光源駆動回路3221、モータ駆動回路3222などを有している。なお、図20における矢印は、代表的な信号や情報の流れを示すものであり、各ブロックの接続関係の全てを表すものではない。
As shown in FIG. 20 as an example, the
画素クロック生成回路3215は、画素クロック信号を生成する。なお、画素クロック信号は、1/8クロックの分解能で位相変調が可能である。 The pixel clock generation circuit 3215 generates a pixel clock signal. The pixel clock signal can be phase-modulated with a resolution of 1/8 clock.
画像処理回路3216は、CPU3210によって色毎にラスター展開された画像データに所定の中間調処理などを行った後、各光源の発光部毎のドットデータを作成する。
The
書込制御回路3219は、ステーション毎に、先端同期信号に基づいて書き込み開始のタイミングを求める。そして、書き込み開始のタイミングに合わせて、各発光部のドットデータを画素クロック生成回路3215からの画素クロック信号に重畳させるとともに、発光部毎にそれぞれ独立した変調データを生成する。
The
光源駆動回路3221は、書込制御回路3219からの各変調データに応じて、各光源ユニットに各発光部の駆動信号を出力する。
The light
モータ駆動回路3222は、CPU3210の指示に基づいて、各第2走査レンズの形状を微調整するためのステッピングモータ315A、及び各第2走査レンズを回動させるためのステッピングモータ315の駆動信号を出力する。
The
液晶素子駆動回路3213は、CPU3210で決定された印加電圧を各液晶偏向素子に印加する。
The liquid crystal
IF(インターフェース)3214は、プリンタ制御装置2090との双方向の通信を制御する通信インターフェースである。上位装置からの画像データは、IF(インターフェース)3214を介して供給される。
An IF (interface) 3214 is a communication interface that controls bidirectional communication with the
フラッシュメモリ3211には、CPU3210にて解読可能なコードで記述された各種プログラム、及びプログラムの実行に必要な各種データが格納されている。
The
RAM3212は、作業用のメモリである。
The
CPU3210は、フラッシュメモリ3211に格納されているプログラムに従って動作し、光走査装置2010の全体を制御する。
The
例えば、CPU3210は、装置の立ち上げ時やジョブ間等のタイミングで、トナー画像の位置ずれ検出処理を行う(例えば、特開2008−276010号公報、特開2005−238584号公報参照)。なお、1ジョブのプリント枚数が多い場合には、その間の温度変化によるずれを抑えるために、途中で割り込みをかけて位置ずれ検出処理が行われることもある。
For example, the
そして、CPU3210は、位置ずれ検出処理の結果に基づいて、Kステーションを基準としたときの、他の3つのステーションにおける走査線の曲がりずれ、走査線の傾きずれ、及び副走査レジストずれを求める。
Then, based on the result of the positional deviation detection processing, the
そして、CPU3210は、対応するステッピングモータ315Aに対して、上記走査線の曲がりずれを補正するための駆動信号を生成し、モータ駆動回路3222に出力する。なお、走査線の曲がりずれの大きさとそれを補正するためのステッピングモータ315Aの駆動量との関係は予め求められ、フラッシュメモリ3211に格納されている。
Then, the
また、CPU3210は、対応するステッピングモータ315に対して、上記走査線の傾きずれを補正するための駆動信号を生成し、モータ駆動回路3222に出力する。なお、走査線の傾きずれの大きさとそれを補正するためのステッピングモータ315の駆動量との関係は予め求められ、フラッシュメモリ3211に格納されている。
Further, the
また、CPU3210は、上記副走査レジストずれがほぼ0となるように、対応する液晶偏向素子の印加電圧を決定する。なお、副走査レジストずれの大きさと印加電圧との関係は予め求められ、フラッシュメモリ3211に格納されている。
Further, the
次に、前記光源ユニット2200A及び光源ユニット2200Bについて説明する。光源ユニット2200Aと光源ユニット2200Bは、同じ構成の光源ユニットである。そこで、光源ユニット2200Aと光源ユニット2200Bを区別する必要がないときは、総称して「光源ユニット2200」という。
Next, the
光源ユニット2200は、一例として図21(A)及び図21(B)に示されるように、光源と、カップリングレンズと、それらを保持するホルダ10とを有している。ここでは、光源から射出される光束の進行方向を「a方向」とする。そして、a方向に直交する面内で互いに直交する2つの方向を「b方向」、「c方向」とする。
As an example, the light source unit 2200 includes a light source, a coupling lens, and a
ホルダ10は、光源を保持する光源保持部11と、光学ハウジングに嵌合される嵌合部12と、カップリングレンズを保持するレンズ保持部13とから一体的に構成されている。
The
光源保持部11は、外形が四角柱状で、−a側の面に光源が保持されている。光源保持部11の+a側の面には、6つの半球状の突起がそれぞれ光源側基準部(15a、15b、15c、15p、15q、15r)として設けられている。また、光源保持部11の内部には、内部に光源からの光束の光路となる貫通孔がa方向に形成されている。
The light
嵌合部12は、光源保持部11の+a側の端面に固定され、外形が円柱状で内部に光源からの光束の光路となる貫通孔がa方向に形成されている。
The
レンズ保持部13は、嵌合部12の+a側の端面に固定され、カップリングレンズの外形の一部に倣う曲面を有する湾曲した板状部材である。
The
カップリングレンズは、レンズ保持部13に接着固定されている。
The coupling lens is bonded and fixed to the
一例として図22及び図23には、光学ハウジングにおける、光源ユニット2200が組み付けられる壁板の一部が示されている。該壁板には、光源ユニット2200の嵌合部12が挿入される円形の開口が形成されている。なお、光学ハウジングの該壁板に関しては、主走査対応方向を「y方向」、副走査対応方向を「z方向」、y方向及びz方向のいずれにも直交する方向を「x方向」とする。
As an example, FIGS. 22 and 23 show a part of a wall plate to which the light source unit 2200 is assembled in the optical housing. The wall plate is formed with a circular opening into which the
光学ハウジングの壁板における光源ユニット側の面(−x側の面)には、光源ユニットの6つの光源側基準部(15a、15b、15c、15p、15q、15r)に対向して、6つのストッパ(20a、20b、20c、20p、20q、20r)が設けられている。なお、3つのストッパ(20a、20b、20c)は、副走査対応方向に関する光源ユニットの角度調整用であり、3つのストッパ(20p、20q、20r)は、主走査対応方向に関する光源ユニットの角度調整用である。そして、光学ハウジングの壁面におけるストッパが設けられている各部分は、位置決め基準面21となる。
On the light source unit side surface (-x side surface) of the wall plate of the optical housing, the six light source side reference portions (15a, 15b, 15c, 15p, 15q, 15r) of the light source unit are opposed to six Stoppers (20a, 20b, 20c, 20p, 20q, 20r) are provided. The three stoppers (20a, 20b, 20c) are for adjusting the angle of the light source unit in the sub-scanning corresponding direction, and the three stoppers (20p, 20q, 20r) are for adjusting the angle of the light source unit in the main-scanning corresponding direction. It is for. And each part in which the stopper in the wall surface of an optical housing is provided becomes the
3つのストッパ(20a、20b、20c)は、開口に外接する三角形の頂点位置にそれぞれ配置されている。 The three stoppers (20a, 20b, 20c) are respectively arranged at the apex positions of the triangles circumscribing the openings.
3つのストッパ(20p、20q、20r)は、開口に外接する三角形の頂点位置にそれぞれ配置されている。 The three stoppers (20p, 20q, 20r) are respectively arranged at the vertex positions of the triangle circumscribing the opening.
各ストッパは、一例として図24に示されるように、+z側が開放された略U字形状であり、−x側にストッパが形成されている。すなわち、各ストッパと光学ハウジングとの間にポケットが形成されることとなる。ここでは、該ポケットの厚さ(x方向の長さ)は、約1mmとしている。 As shown in FIG. 24 as an example, each stopper has a substantially U shape with the + z side opened, and a stopper is formed on the −x side. That is, a pocket is formed between each stopper and the optical housing. Here, the thickness of the pocket (the length in the x direction) is about 1 mm.
次に、光源ユニットの角度調整について説明する。ここでは、像面に対応する位置に計測用の撮像装置が配置されている。 Next, angle adjustment of the light source unit will be described. Here, an imaging device for measurement is arranged at a position corresponding to the image plane.
(A)先ず、副走査対応方向に関する角度調整を行う。
(A−1)図25に示されるように、各光源側基準部15が各位置決め基準面21に当接された状態で、いずれかの発光部を点灯させ、上記撮像装置で受光し、受光位置を計測する。
(A−2)副走査対応方向に関して、撮像装置での受光位置が所望の受光位置と一致すれば、角度調整は不要であるが、撮像装置での受光位置が所望の受光位置と異なっていれば、副走査対応方向に関して、光源ユニットの角度調整を行う。ここでは、一例として、図25に示されるように、撮像装置での受光位置が、所望の受光位置に対して−z側にあったものとする。この場合には、ストッパ20aのポケットにシート状の調整部材22を1枚挿入する(図26参照)。これによって、光源ユニットは、わずかに傾斜する。
(A) First, angle adjustment in the sub-scanning corresponding direction is performed.
(A-1) As shown in FIG. 25, in a state where each light source side reference portion 15 is in contact with each positioning
(A-2) With respect to the sub-scanning corresponding direction, if the light receiving position at the imaging device matches the desired light receiving position, angle adjustment is unnecessary, but the light receiving position at the imaging device may be different from the desired light receiving position. For example, the angle adjustment of the light source unit is performed in the sub-scanning corresponding direction. Here, as an example, as shown in FIG. 25, it is assumed that the light receiving position in the imaging apparatus is on the −z side with respect to the desired light receiving position. In this case, one sheet-like adjusting
ここでは、調整部材22の厚さを約25μmとした。この調整部材22は、同じものが複数枚用意されている。
Here, the thickness of the adjusting
調整部材22は、剛性体であることが好ましく、その材質としては、樹脂製フィルム、アルミ箔、ステンレス鋼製の薄板、圧延材等を用いることができる。
(A−3)図27に示されるように、光源側基準部15aが調整部材22に当接された状態で、いずれかの発光部を点灯させ、上記撮像装置で受光位置を計測する。
(A−4)副走査対応方向に関して、撮像装置での受光位置が、まだ所望の受光位置と一致しなければ、さらにストッパ20aのポケットに調整部材22を挿入する(図28参照)。これによって、光源ユニットは、さらに傾斜する。
(A−5)光源側基準部15aが2枚の調整部材22に当接された状態で、いずれかの発光部を点灯させ、上記撮像装置で受光位置を計測する。
(A−6)以降、計測された受光位置が所望の受光位置になるまで、ストッパ20aのポケットに調整部材22を1枚ずつ追加挿入する(図29参照)。挿入される調整部材22の枚数により、光源ユニットの傾き量が変化する。すなわち、調整量に合わせて必要枚数の調整部材22がストッパ20aのポケットに挿入される。
The
(A-3) As shown in FIG. 27, in a state where the light source
(A-4) If the light receiving position in the imaging device does not yet match the desired light receiving position in the sub-scanning corresponding direction, the
(A-5) With the light source
After (A-6), the
なお、撮像装置での受光位置が、所望の受光位置に対して+z側にあった場合には、ストッパ20bのポケットとストッパ20cのポケットに、それぞれ同一枚数の調整部材22が挿入される。
When the light receiving position in the imaging apparatus is on the + z side with respect to the desired light receiving position, the same number of adjusting
(B)次に、主走査対応方向に関する角度調整を行う(図30参照)。
(B−1)主走査対応方向に関して、撮像装置での受光位置が所望の受光位置と一致すれば、角度調整は不要であるが、撮像装置での受光位置が所望の受光位置と異なっていれば、主走査対応方向に関して、光源ユニットの角度調整を行う。ここでは、一例として、図31に示されるように、撮像装置での受光位置が、所望の受光位置に対して+y側にあったものとする。この場合には、ストッパ20pのポケットに上記調整部材22を1枚挿入する。
(B−2)光源側基準部15pが調整部材22に当接された状態で、いずれかの発光部を点灯させ、上記撮像装置で受光位置を計測する。
(B−3)主走査対応方向に関して、撮像装置での受光位置が、まだ所望の受光位置と一致しなければ、さらにストッパ20pのポケットに調整部材22を1枚挿入する。
(B−4)光源側基準部15pが2枚の調整部材22に当接された状態で、いずれかの発光部を点灯させ、上記撮像装置で受光位置を計測する。
(B−5)以降、計測された受光位置が所望の受光位置になるまで、ストッパ20pのポケットに調整部材22を1枚ずつ追加挿入する(図32参照)。挿入される調整部材22の枚数により、光源ユニットの傾き量が変化する。すなわち、調整量に合わせて必要枚数の調整部材22がストッパ20pのポケットに挿入される。
(B) Next, angle adjustment in the main scanning corresponding direction is performed (see FIG. 30).
(B-1) If the light receiving position at the imaging device matches the desired light receiving position with respect to the main scanning corresponding direction, angle adjustment is not necessary, but the light receiving position at the imaging device may be different from the desired light receiving position. For example, the angle adjustment of the light source unit is performed with respect to the main scanning corresponding direction. Here, as an example, as shown in FIG. 31, it is assumed that the light receiving position in the imaging apparatus is on the + y side with respect to the desired light receiving position. In this case, one
(B-2) In a state where the light source
(B-3) If the light receiving position in the imaging device does not yet match the desired light receiving position in the main scanning correspondence direction, one
(B-4) With the light source
After (B-5), the
なお、主走査対応方向に関する角度調整の際には、副走査対応方向に関する光源ユニットの姿勢が変化しないように、ねじれ調整を同時に行う。 In the angle adjustment in the main scanning corresponding direction, the twist adjustment is performed at the same time so that the posture of the light source unit in the sub scanning corresponding direction does not change.
ところで、撮像装置での受光位置が、所望の受光位置に対して−y側にあった場合には、ストッパ20qのポケットとストッパ20rのポケットに、それぞれ同一枚数の調整部材22が挿入される。
By the way, when the light receiving position in the imaging device is on the −y side with respect to the desired light receiving position, the same number of adjusting
(C)光源ユニットを、ネジや固定用のばね等により光学ハウジングに保持固定する。 (C) The light source unit is held and fixed to the optical housing by a screw, a fixing spring, or the like.
ところで、副走査対応方向に関する光束の光路の倒れは、副走査対応方向に関して走査レンズにおける光線の通過位置ズレを生じさせ、感光体ドラム上での走査光束の軌跡の曲がり(走査線曲がり)の要因になる。 By the way, the tilting of the optical path of the light beam in the sub-scanning corresponding direction causes a deviation of the light beam passing position in the sub-scanning corresponding direction, which is a cause of bending of the scanning light beam locus (scanning line bending) on the photosensitive drum. become.
副走査対応方向に関する光源ユニットの角度調整は、走査線曲がりを調整することができる。 The angle adjustment of the light source unit with respect to the sub-scanning corresponding direction can adjust the scanning line bending.
また、主走査対応方向に関する光源ユニットの角度調整は、感光体ドラム上でのいわゆる走査倍率を調整することができる。 Further, the angle adjustment of the light source unit with respect to the main scanning corresponding direction can adjust the so-called scanning magnification on the photosensitive drum.
各光源側基準部は、半球状の突起部に限定されるものではなく、一例として図33(A)に示されるように、円錐状や角錐状の突起部であっても良い。また、一例として図33(B)に示されるように、各光源側基準部は、平板状であっても良い。なお、光源側基準部は、位置決め基準面と略点接触する形状の方が組付け誤差を小さくすることができる。 Each light source side reference portion is not limited to a hemispherical protrusion, and may be a conical or pyramidal protrusion as shown in FIG. 33A as an example. As an example, as shown in FIG. 33B, each light source side reference portion may be flat. It should be noted that the light source side reference portion can be reduced in assembling error if the light source side reference portion has a shape substantially in point contact with the positioning reference surface.
調整部材22は、ストッパのポケットに落とし込まれる形で保持されても良いし、調整部材22における光源側基準部が当接されない部分を、ネジ止めやばねによる押圧支持することによって、ストッパのポケットに保持されても良い。
The
ここで、角度調整された光源ユニット(「光源ユニットa」という)を、別の光源ユニット(「光源ユニットb」という)に交換する場合について説明する。 Here, a case where the angle-adjusted light source unit (referred to as “light source unit a”) is replaced with another light source unit (referred to as “light source unit b”) will be described.
(1)光学ハウジングに対する光源ユニットaの保持固定を解除する。
(2)光源ユニットaの嵌合部12を光学ハウジングの開口から引き抜き、光学ハウジングから分離する。ここでは、ストッパ20a及びストッパ20pには、角度調整の際に挿入された調整部材22が残っている(図34参照)。
(3)光源ユニットbの嵌合部12を、光学ハウジングの開口に挿入する。
(4)光源ユニットbの各光源側基準部を、それぞれ位置決め基準面あるいは調整部材22に当接する(図35(A)及び図35(B)参照)。
(5)光源ユニットbを、ネジや固定用のばね等により光学ハウジングに保持固定する。
(1) Release the holding and fixing of the light source unit a to the optical housing.
(2) The
(3) The
(4) Each light source side reference portion of the light source unit b is brought into contact with the positioning reference surface or the adjustment member 22 (see FIGS. 35A and 35B).
(5) The light source unit b is held and fixed to the optical housing by screws, fixing springs, or the like.
この場合、光源ユニットbでは、光源ユニットaにおける角度調整量が維持され、同一の組付け調整量のものが組み上がることとなる。 In this case, in the light source unit b, the angle adjustment amount in the light source unit a is maintained, and the same assembly adjustment amount is assembled.
すなわち、光源ユニットを交換する際に角度調整を行わなくても、最適な光学特性を保つことができ、画像品質は劣化しない。 That is, even if the angle adjustment is not performed when replacing the light source unit, the optimum optical characteristics can be maintained, and the image quality does not deteriorate.
以上説明したように、本実施形態に係る光走査装置2010によると、2つの光源ユニット(2200A、2200B)、2つの光束分割部材(2203A、2203B)、光偏向器2104、4つの走査光学系、及び走査制御装置などを備えている。
As described above, according to the
各光源ユニットは、光源と、カップリングレンズと、ホルダ10とを有している。ホルダ10は、6つの光源側基準部(15a、15b、15c、15p、15q、15r)を有する光源保持部11と、嵌合部12と、レンズ保持部13とから構成されている。
Each light source unit includes a light source, a coupling lens, and a
光学ハウジングの壁板には、嵌合部12が挿入される開口と、各光源側基準部が当接される6つのストッパ(20a、20b、20c、20p、20q、20r)とが設けられている。
The wall plate of the optical housing is provided with an opening into which the
そして、ストッパのポケットにシート状の調整部材22を1枚ずつ挿入しながら光源ユニットの角度調整が行われる。
Then, the angle adjustment of the light source unit is performed while inserting the sheet-
この場合は、光源ユニットを交換する際に角度調整を行わなくても、最適な光学特性を保つことができる。すなわち、光学特性を維持しつつ光源ユニットを交換することができる。 In this case, optimal optical characteristics can be maintained without adjusting the angle when replacing the light source unit. That is, the light source unit can be replaced while maintaining the optical characteristics.
また、光源側基準部に対向する位置決め基準面21は、光源ユニットの保持姿勢を安定的に維持するため平面で構成される。この場合は、光源ユニットの光学ハウジングに対する支持点が2箇所のみであっても安定して保持することができる。
Further, the
また、副走査対応方向及び主走査対応方向に関して、それぞれ3つのストッパが設けられているため、光源ユニットを光学ハウジングに安定して保持することができる。 In addition, since three stoppers are provided in each of the sub-scanning corresponding direction and the main scanning corresponding direction, the light source unit can be stably held in the optical housing.
また、3つのストッパが、光学ハウジングの開口に外接する三角形の頂点位置にそれぞれ配置されているため、光源ユニットを光学ハウジングに保持固定するためのネジ、及びばねの押圧力をバランスよく配分することができ、温度変化や振動に対する安定性を向上させることが可能になる。 In addition, since the three stoppers are arranged at the apex positions of the triangles circumscribing the opening of the optical housing, the screws for holding and fixing the light source unit to the optical housing and the pressing force of the spring are distributed in a well-balanced manner. It is possible to improve the stability against temperature change and vibration.
そして、本実施形態に係るカラープリンタ2000によると、光走査装置2010を備えているため、結果として、メンテナンス性を向上させることができる。
Since the
なお、上記実施形態では、光源ユニットの角度調整が、光源側基準部と位置決め基準面との間にシート状の調整部材22を挿入しながら行われる場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、図36(A)及び図36(B)に示されるように、ねじ部材23の先端のストッパからの突出量を調整しながら、光源ユニットの角度調整を行っても良い。
In the above embodiment, the case where the angle adjustment of the light source unit is performed while the sheet-
また、上記実施形態では、副走査対応方向に関する角度調整用に、3つのストッパ(20a、20b、20c)が設けられる場合について説明したが、これに限らず、副走査対応方向に関する角度調整用に、2つのストッパ(20s1、20s2)が設けられても良い(図37参照)。なお、この場合は、2つのストッパ(20s1、20s2)に対応する光源側基準部が光源ユニットに設けられる。 In the above-described embodiment, the case where three stoppers (20a, 20b, 20c) are provided for angle adjustment in the sub-scanning corresponding direction has been described. Two stoppers (20s 1 , 20s 2 ) may be provided (see FIG. 37). In this case, the light source side reference portion corresponding to the two stoppers (20s 1 , 20s 2 ) is provided in the light source unit.
また、上記実施形態では、主走査対応方向に関する角度調整用に、3つのストッパ(20p、20q、20r)が設けられる場合について説明したが、これに限らず、主走査対応方向に関する角度調整用に、2つのストッパ(20m1、20m2)が設けられても良い(図37参照)。なお、この場合は、2つのストッパ(20m1、20m2)に対応する光源側基準部が光源ユニットに設けられる。 In the above embodiment, the case where three stoppers (20p, 20q, 20r) are provided for angle adjustment in the main scanning correspondence direction has been described. However, the present invention is not limited to this, and angle adjustment in the main scanning correspondence direction is performed. Two stoppers (20 m 1 , 20 m 2 ) may be provided (see FIG. 37). In this case, the light source side reference portion corresponding to the two stoppers (20m 1 , 20m 2 ) is provided in the light source unit.
また、上記実施形態では、光源ユニットの角度調整を、副走査対応方向と主走査対応方向に関して行う場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、副走査対応方向及び主走査対応方向の一方に関して、光源ユニットの角度調整が行われても良い。また、副走査対応方向及び主走査対応方向の少なくとも一方に代えて、あるいはそれらの少なくとも一方に加えて、副走査対応方向及び主走査対応方向のいずれとも異なる方向に関して、光源ユニットの角度調整が行われても良い。 Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where angle adjustment of a light source unit was performed regarding a subscanning corresponding | compatible direction and a main scanning corresponding | compatible direction, it is not limited to this. For example, the angle adjustment of the light source unit may be performed with respect to one of the sub-scanning corresponding direction and the main-scanning corresponding direction. In addition to or in addition to at least one of the sub-scanning corresponding direction and the main-scanning corresponding direction, the angle adjustment of the light source unit is performed in a direction different from both the sub-scanning corresponding direction and the main-scanning corresponding direction. It may be broken.
例えば、上記実施形態において、ストッパ15bのポケットに調整部材22を挿入すると、ストッパ15aとストッパ15cを結んだ方向と直角な方向に関して、光源ユニットの角度調整を行うことができる。同様に、ストッパ15cのポケットに調整部材22を挿入すると、ストッパ15aとストッパ15bを結んだ方向と直角な方向に関して、光源ユニットの角度調整を行うことができる。
For example, in the above embodiment, when the
また、上記実施形態において、ストッパ15qのポケットに調整部材22を挿入すると、ストッパ15pとストッパ15rを結んだ方向と直角な方向に関して、光源ユニットの角度調整を行うことができる。同様に、ストッパ15rのポケットに調整部材22を挿入すると、ストッパ15pとストッパ15qを結んだ方向と直角な方向に関して、光源ユニットの角度調整を行うことができる。
In the above embodiment, when the
また、例えば、図38に示されるように、開口の同心円上に中心角30°毎に12個のストッパ(20t1〜20t12)が設けられても良い。この場合は、副走査対応方向及び主走査対応方向に対して、30°傾斜した方向に関して、光源ユニットの角度調整を行うことができる。なお、この場合は、12個のストッパ(20t1〜20t12)に対応する光源側基準部が光源ユニットに設けられる。 Also, for example, as shown in FIG. 38, twelve stoppers (20t1 to 20t12) may be provided on the concentric circles of the opening every 30 ° of the central angle. In this case, the angle adjustment of the light source unit can be performed with respect to the direction inclined by 30 ° with respect to the sub-scanning corresponding direction and the main scanning corresponding direction. In this case, the light source side reference portion corresponding to the twelve stoppers (20t1 to 20t12) is provided in the light source unit.
また、さらに多くのストッパが設けられても良い。ストッパの数を増やすほど、光源ユニットの角度調整の精度及び作業性は向上する。 Further, more stoppers may be provided. As the number of stoppers is increased, the angle adjustment accuracy and workability of the light source unit are improved.
また、上記実施形態において、光源ユニットの角度調整を行うのに先立って、光源ユニットの回転調整が行われても良い。なお、この場合は、光源ユニットの回転調整後においても、光源側基準部とストッパとの対応関係がくずれないように、各ストッパが上記実施形態よりも大きめに形成される。光源ユニットの回転調整による光源側基準部の位置の変化量は0.26mm程度であるため、調整部材22の大きさは、取り扱い性も考慮し数mm角であれば良い。
In the above embodiment, the rotation adjustment of the light source unit may be performed prior to the angle adjustment of the light source unit. In this case, each stopper is formed larger than the above embodiment so that the correspondence relationship between the light source side reference portion and the stopper is not lost even after the rotation adjustment of the light source unit. Since the amount of change in the position of the light source side reference portion due to the rotation adjustment of the light source unit is about 0.26 mm, the size of the
また、上記実施形態において、各ステーションの走査光学系を通過した書き込み終了後の光束の一部を受光するための、同期ミラー及び後端同期検知センサをさらに備えても良い。 In the above-described embodiment, a synchronization mirror and a rear end synchronization detection sensor may be further provided for receiving a part of the light flux after completion of writing that has passed through the scanning optical system of each station.
この場合、CPU3210は、ステーション毎に、先端同期検知センサの出力信号と後端同期検知センサの出力信号とから、先端同期検知センサと後端同期検知センサとの間を光束が走査するのに要した時間を求め、その時間に予め設定されている数のパルスが収まるように画素クロック信号の基準周波数を再設定することができる。
In this case, the
また、上記実施形態では、トナー像が感光体ドラムから転写ベルトを介して記録紙に転写される場合について説明したが、これに限定されるものではなく、トナー像が記録紙に直接転写されても良い。 In the above embodiment, the toner image is transferred from the photosensitive drum to the recording paper via the transfer belt. However, the present invention is not limited to this, and the toner image is directly transferred to the recording paper. Also good.
また、上記実施形態では、画像形成装置としてカラープリンタ2000の場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、光プロッタやデジタル複写装置であっても良い。また、モノクロ(単色)のプリンタであっても良い。
In the above embodiment, the
また、像担持体として銀塩フィルムを用いた画像形成装置であっても良い。この場合には、光走査により銀塩フィルム上に潜像が形成され、この潜像は通常の銀塩写真プロセスにおける現像処理と同等の処理で可視化することができる。そして、通常の銀塩写真プロセスにおける焼付け処理と同等の処理で転写対象物としての印画紙に転写することができる。このような画像形成装置は光製版装置や、CTスキャン画像等を描画する光描画装置として実施できる。 Further, an image forming apparatus using a silver salt film as the image carrier may be used. In this case, a latent image is formed on the silver salt film by optical scanning, and this latent image can be visualized by a process equivalent to a developing process in a normal silver salt photographic process. Then, it can be transferred to a photographic paper as a transfer object by a process equivalent to a printing process in a normal silver salt photographic process. Such an image forming apparatus can be implemented as an optical plate making apparatus or an optical drawing apparatus that draws a CT scan image or the like.
また、像担持体としてビームスポットの熱エネルギにより発色する発色媒体(ポジの印画紙)を用いた画像形成装置であっても良い。この場合には、光走査により可視画像を直接、像担持体に形成することができる。 Further, an image forming apparatus using a color developing medium (positive photographic paper) that develops color by the heat energy of a beam spot as an image carrier may be used. In this case, a visible image can be directly formed on the image carrier by optical scanning.
要するに、上記光走査装置2010を備えた画像形成装置であれば、結果として、画像品質を低下させることなく、メンテナンス性を向上させることができる。
In short, if the image forming apparatus includes the
以上説明したように、本発明の光走査装置によれば、光学特性を維持しつつ光源ユニットを交換するのに適している。また、本発明の画像形成装置によれば、メンテナンス性を向上させるのに適している。 As described above, the optical scanning device of the present invention is suitable for exchanging the light source unit while maintaining the optical characteristics. Further, the image forming apparatus of the present invention is suitable for improving maintainability.
10…ホルダ、11…光源保持部、12…嵌合部、13…レンズ保持部、15a,15b,15c,15p,15q,15r…光源側基準部、20a,20b,20c,20p,20q,20r…ストッパ、21…位置決め基準面、22…調整部材、23…ねじ部材、100…面発光レーザアレイ、2000…カラープリンタ(画像形成装置)、2010…光走査装置、2030a〜2030d…感光体ドラム(像担持体)、2080…通信制御装置(通信装置)、2104…ポリゴンミラー(光偏向器)、2105a〜2105d…第1走査レンズ、2106a〜2106d…折り返しミラー、2107a〜2107d…第2走査レンズ、2108a〜2108d……折り返しミラー、2111a〜2111d…先端同期検知センサ、2200A,2200B…光源ユニット、2203A,2203B…光束分割部材、2205a〜2205d…液晶偏向素子。
DESCRIPTION OF
Claims (12)
複数の発光部を有する光源ユニットと;
前記光源ユニットからの光束を偏向する光偏向器と;
前記光偏向器で偏向された光束を前記被走査面に導く走査光学系と;
前記光源ユニットを保持する保持面と、該保持面に設けられ該保持面に対する前記光源ユニットの傾斜を制限する少なくとも2つのストッパを有する光学ハウジングと;を備える光走査装置。 An optical scanning device that scans a surface to be scanned with a plurality of light beams in a main scanning direction,
A light source unit having a plurality of light emitting portions;
An optical deflector for deflecting a light beam from the light source unit;
A scanning optical system for guiding the light beam deflected by the optical deflector to the surface to be scanned;
An optical scanning device comprising: a holding surface that holds the light source unit; and an optical housing that is provided on the holding surface and has at least two stoppers that limit the inclination of the light source unit with respect to the holding surface.
前記少なくとも2つのストッパは、前記光源ユニットが突き当てられたときに前記光源側基準部に対向する位置決め基準部をそれぞれ有し、
前記少なくとも2つのストッパの少なくとも一方は、前記位置決め基準部と前記光源側基準部との間に挿入された調整部材を有することを特徴とする請求項1に記載の光走査装置。 The light source unit has at least two light source side reference portions that are individually abutted against the at least two stoppers on the surface of the optical housing.
The at least two stoppers each have a positioning reference portion that faces the light source side reference portion when the light source unit is abutted against each other,
2. The optical scanning device according to claim 1, wherein at least one of the at least two stoppers includes an adjustment member inserted between the positioning reference portion and the light source side reference portion.
前記少なくとも2つのストッパは、対応する光源側基準部との距離を調整することができるねじ部材を有することを特徴とする請求項1に記載の光走査装置。 The light source unit has at least two light source side reference portions that are individually abutted against the at least two stoppers on the surface of the optical housing.
2. The optical scanning device according to claim 1, wherein the at least two stoppers include a screw member capable of adjusting a distance from a corresponding light source side reference portion.
前記3つ以上のストッパ及び光源側基準部は、それぞれ1つの円の円周上に設けられていることを特徴とする請求項2〜6のいずれか一項に記載の光走査装置。 The at least two stoppers and the light source side reference portion are three or more stoppers and the light source side reference portion,
The optical scanning device according to claim 2, wherein the three or more stoppers and the light source side reference portion are each provided on a circumference of one circle.
前記少なくとも1つの像担持体を画像データに応じて変調された光束により走査する請求項1〜9のいずれか一項に記載の光走査装置と;を備える画像形成装置。 At least one image carrier;
An image forming apparatus comprising: the optical scanning device according to claim 1, wherein the at least one image carrier is scanned with a light beam modulated according to image data.
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JP2015090412A (en) * | 2013-11-06 | 2015-05-11 | 株式会社リコー | Scan line adjustment mechanism, optical scanner, and image forming apparatus |
-
2011
- 2011-01-06 JP JP2011000912A patent/JP2012141520A/en active Pending
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