JP2013105164A - Optical scanner, 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、被走査面を光によって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 device and an image forming apparatus, and more particularly to an optical scanning device that scans a surface to be scanned with light, and an image forming apparatus including the optical scanning device.
光プリンタ装置、デジタル複写機、及び光プロッタ等の画像形成装置に用いられている光走査装置は、画像情報に応じて変調された光により被走査面を走査し、該被走査面上に画像情報に応じた潜像を形成している。ところで、画像形成装置では、温度変化や経時変化に伴って、光源から射出される光の光量が変化すると、最終的に出力される画像(出力画像)に濃度むらが発生するおそれがあった。 An optical scanning device used in an image forming apparatus such as an optical printer, a digital copying machine, or an optical plotter scans a surface to be scanned with light modulated in accordance with image information, and an image is formed on the surface to be scanned. A latent image corresponding to information is formed. By the way, in the image forming apparatus, when the amount of light emitted from the light source is changed with temperature change or time-dependent change, there is a possibility that density unevenness may occur in the finally output image (output image).
そこで、これを抑制するため、通常、光走査装置では、光源から射出される光の一部をモニタ用光としてフォトダイオード等のディテクタで受光し、その結果に基づいて、光源の出力レベルを制御するAPC(Auto Power Contorol)を実施している(例えば、特許文献1〜特許文献3参照)。
Therefore, in order to suppress this, normally, in an optical scanning device, a part of the light emitted from the light source is received by a detector such as a photodiode as monitor light, and the output level of the light source is controlled based on the result. APC (Auto Power Control) is implemented (see, for example,
しかしながら、特許文献1〜特許文献3に開示されている装置では、高コスト化を招くことなく、被走査面を安定して走査するのは困難であった。
However, in the apparatuses disclosed in
本発明は、被走査面を光によって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と、前記光源から射出された光の光路上に配置され、該光の一部を反射し、残りを透過させる光学部材と、前記光学部材で反射された光束の光路上に配置された受光素子と、開口部を有し、前記光学部材を透過した光を整形する開口部材と、前記開口部材の開口部を通過した光を偏向する光偏向器と、前記光偏向器で偏向された光を前記被走査面に導く走査光学系とを有し、前記複数の発光部から射出され前記受光素子で受光される複数の光の光量がいずれも0.01mW以上であり、前記複数の発光部について、射出される光の半値全角が、第1の半値全角から第2の半値全角に変化したとき、前記受光素子で受光される光の光量と前記開口部を通過する光の光量との比の変化率が4%以下となるように、前記受光素子の大きさが設定されている光走査装置である。 The present invention is an optical scanning device that scans a surface to be scanned with light, and is arranged on a light source having a plurality of light emitting units and an optical path of light emitted from the light source, and reflects a part of the light. An optical member that transmits the remainder, a light receiving element disposed on an optical path of a light beam reflected by the optical member, an opening member that has an opening and shapes light transmitted through the optical member, and the opening An optical deflector that deflects light that has passed through the opening of the member; and a scanning optical system that guides the light deflected by the optical deflector to the surface to be scanned, and is emitted from the plurality of light emitting units and receives the light. The light amounts of the plurality of lights received by the element are all 0.01 mW or more, and the full width at half maximum of the emitted light has changed from the first full width at half maximum to the second full width at half maximum for the plurality of light emitting units. The amount of light received by the light receiving element and the opening. As the ratio of the rate of change of the quantity of light is 4% or less of an optical scanning device size is set for the light receiving element.
本発明の光走査装置によれば、高コスト化を招くことなく、被走査面を安定して走査することができる。 According to the optical scanning device of the present invention, it is possible to stably scan the surface to be scanned without increasing the cost.
以下、本発明の一実施形態を図1〜図11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レーザプリンタ1000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
このレーザプリンタ1000は、光走査装置1010、感光体ドラム1030、帯電装置1031、現像装置1032、転写装置1033、除電ユニット1034、クリーニングユニット1035、トナーカートリッジ1036、給紙コロ1037、給紙トレイ1038、定着装置1041、排紙ローラ1042、排紙トレイ1043、通信制御装置1050、及び上記各部を統括的に制御するプリンタ制御装置1060などを備えている。なお、これらは、プリンタ筐体1044の中の所定位置に収容されている。
The
通信制御装置1050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1060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A/D変換器などを有している。そして、プリンタ制御装置1060は、上位装置からの要求に応じて各部を制御するとともに、上位装置からの画像情報を光走査装置1010に送る。
The
感光体ドラム1030は、円柱状の部材であり、その表面には感光層が形成されている。すなわち、感光体ドラム1030の表面が被走査面である。そして、感光体ドラム1030は、不図示の駆動機構により図1における矢印方向に回転される。
The
帯電装置1031は、感光体ドラム1030の表面を均一に帯電させる。
The
光走査装置1010は、帯電装置1031で帯電された感光体ドラム1030の表面を、プリンタ制御装置1060からの画像情報に基づいて変調された光束により走査し、感光体ドラム1030の表面に画像情報に対応した潜像を形成する。ここで形成された潜像は、感光体ドラム1030の回転に伴って現像装置1032の方向に移動する。なお、この光走査装置1010の詳細については後述する。
The
トナーカートリッジ1036にはトナーが格納されており、該トナーは現像装置1032に供給される。
The
現像装置1032は、感光体ドラム1030の表面に形成された潜像にトナーカートリッジ1036から供給されたトナーを付着させて潜像を顕像化させる。ここでトナーが付着した像(以下では、便宜上「トナー像」ともいう)は、感光体ドラム1030の回転に伴って転写装置1033の方向に移動する。
The developing
給紙トレイ1038には記録紙1040が格納されている。この給紙トレイ1038の近傍には給紙コロ1037が配置されており、該給紙コロ1037は、記録紙1040を給紙トレイ1038から1枚ずつ取り出す。該記録紙1040は、感光体ドラム1030の回転に合わせて感光体ドラム1030と転写装置1033との間隙に向けて送り出される。
転写装置1033には、感光体ドラム1030の表面のトナーを電気的に記録紙1040に引きつけるために、トナーとは逆極性の電圧が印加されている。この電圧により、感光体ドラム1030の表面のトナー像が記録紙1040に転写される。ここでトナー像が転写された記録紙1040は、定着装置1041に送られる。
A voltage having a polarity opposite to that of the toner is applied to the
定着装置1041では、熱と圧力とが記録紙1040に加えられ、これによってトナーが記録紙1040上に定着される。ここでトナーが定着された記録紙1040は、排紙ローラ1042を介して排紙トレイ1043に送られ、排紙トレイ1043上に順次積層される。
In the
除電ユニット1034は、感光体ドラム1030の表面を除電する。
The
クリーニングユニット1035は、感光体ドラム1030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1030の表面は、再度帯電装置1031に対向する位置に戻る。
The
次に、前記光走査装置1010について説明する。
Next, the
この光走査装置1010は、一例として図2に示されるように、光源装置11、カップリングレンズ12、開口板13、シリンドリカルレンズ14、ポリゴンミラー15、走査光学系20、及び走査制御装置(図示省略)などを備えている。そして、これらは、光学ハウジング(図示省略)の所定位置に組み付けられている。
As shown in FIG. 2 as an example, the
なお、本明細書では、XYZ3次元直交座標系において、感光体ドラム1030の長手方向(回転軸方向)に沿った方向をY軸方向、ポリゴンミラー15の回転軸に沿った方向をZ軸方向として説明する。
In this specification, in the XYZ three-dimensional orthogonal coordinate system, the direction along the longitudinal direction (rotational axis direction) of the
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”.
光源装置11は、一例として図3に示されるように、光源101、ガラス板102、受光素子103、保護カバー104などを有している。
As an example, the
光源101は、一例として図4に示されるように2次元配列された25個の発光部(v1〜v25)を有している。25個の発光部は、全ての発光部を副走査対応方向に延びる仮想線上に正射影したときに、発光部間隔が等しく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 an example, the
そして、25個の発光部において、副走査対応方向に関して両端に位置する2つの発光部(v1とv25)の中心を角部とし、主走査対応方向に平行な辺と、副走査対応方向に平行な辺とを有する四角形は、1辺の長さがaの正方形Aである。すなわち、25個の発光部それぞれの中心は、該正方形Aの辺上あるいは内部に位置している。また、25個の発光部の配列中心と正方形Aの中心とは一致している。 In the 25 light emitting units, the centers of the two light emitting units (v1 and v25) located at both ends with respect to the sub-scanning corresponding direction are corners, sides parallel to the main scanning corresponding direction, and parallel to the sub-scanning corresponding direction. A quadrilateral having a long side is a square A having a length of one side. That is, the center of each of the 25 light emitting units is located on or inside the side of the square A. In addition, the arrangement center of the 25 light emitting units and the center of the square A coincide with each other.
各発光部は、発振波長が780nm帯の面発光レーザ(VCSEL)である。すなわち、光源101は、面発光レーザアレイを有している。なお、面発光レーザアレイにおける発光部の数は、25個に限定されるものではない。
Each light emitting unit is a surface emitting laser (VCSEL) having an oscillation wavelength of 780 nm band. That is, the
図3に戻り、ガラス板102は、光源101から射出された光の光路上に配置されている。そして、ガラス板102は、光源101から射出された光の一部を反射し、残りを透過させる。ガラス板102を透過した光が光源装置11から射出される光である。また、ガラス板102は、光源101の射出面に対して傾斜して配置されている。
Returning to FIG. 3, the
受光素子103は、光源101から射出されガラス板102で反射された光の光路上に配置されている。ここでは、受光素子の受光面形状は正方形である。受光素子103は、受光光量に応じた信号を出力する。なお、光源101から射出されガラス板102で反射された光は、「モニタ用光」とも呼ばれている。
The
ここでは、光源101の射出面と、受光素子103の受光面は平行である。これにより、受光素子103の受光面で反射した光が光源101に戻るのを抑制することができる。また、この場合は、光源装置11の製造が容易となる。
Here, the emission surface of the
保護カバー104は、金属製の箱状部材であり、その中に光源101及び受光素子103が収容されている。保護カバー104は、光源101から射出された光が通過するための窓を有しており、該窓にガラス板102が取り付けられている。すなわち、光源101及び受光素子103は、保護カバー104とガラス板102とによって形成される空間内に密閉され、異物の付着が防止されている。
The
さらに、光源装置11は、光源101及び受光素子103と走査制御装置とを電気的に接続するための配線部材あるいは該配線部材が取り付けられるコネクタを有している。そして、光源101は走査制御装置によって駆動制御され、受光素子103の出力信号は走査制御装置に送られる。なお、受光素子103の大きさについては後述する。
Furthermore, the
図2に戻り、カップリングレンズ12は、光源装置11から射出された光の光路上に配置され、該光を略平行光とする。
Returning to FIG. 2, the
開口板13は、開口部を有し、カップリングレンズ12を介した光のビーム径を所望の大きさにする。なお、開口板13の開口部を通過した光は、「走査用光」とも呼ばれている。
The
シリンドリカルレンズ14は、開口板13の開口部を通過した光を、ポリゴンミラー15の偏向反射面近傍にZ軸方向に関して結像する。
The
光源101とポリゴンミラー15との間の光路上に配置されている光学系は、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
ポリゴンミラー15は、感光体ドラム1030の長手方向(回転軸方向)に直交する回転軸まわりに回転する4面鏡を有している。この4面鏡における各鏡面が偏向反射面である。ポリゴンミラー15の4面鏡は等速回転し、シリンドリカルレンズ14からの光を等角速度的に偏向する。
The
走査光学系20は、ポリゴンミラー15で偏向された光の光路上に配置され、一例として図5に示されるように、第1走査レンズ21、第2走査レンズ22、折り返しミラー24、同期検知用ミラー25、及び同期検知センサ26などを有している。
The scanning
第1走査レンズ21は、ポリゴンミラー15で偏向された光の光路上に配置されている。
The
第2走査レンズ22は、第1走査レンズ21を介した光の光路上に配置されている。
The
折り返しミラー24は、第2走査レンズ22を介した光の光路を、感光体ドラム1030に向かう方向に折り返す(図6参照)。
The
すなわち、ポリゴンミラー15で偏向された光は、第1走査レンズ21、第2走査レンズ22、及び折り返しミラー24を介して感光体ドラム1030に照射され、感光体ドラム1030表面に光スポットを形成する。
That is, the light deflected by the
感光体ドラム1030表面の光スポットは、ポリゴンミラー15の回転に伴って感光体ドラム1030の長手方向(Y軸方向)に沿って移動する。このときの光スポットの移動方向が「主走査方向」であり、感光体ドラム1030の回転方向が「副走査方向」である。
The light spot on the surface of the
同期検知用ミラー25は、折り返しミラー24で反射された書き込み開始前の光を同期検知センサ26に向かう方向(ここでは、+Y方向)に反射する。同期検知センサ26は、受光光量に応じた信号を走査制御装置に出力する。
The
走査制御装置は、プリンタ制御装置1060からの画像情報に応じて、光源101の発光部毎に変調信号である書き込み信号を生成する。そして、走査制御装置は、同期検知センサ26の出力信号に基づいて書き込み開始のタイミングを求め、該書き込み開始のタイミングに同期して上記書き込み信号を光源101に出力する。そこで、感光体ドラム1030は、画像情報に応じて変調された光により走査されることとなる。
The scanning control device generates a write signal that is a modulation signal for each light emitting unit of the
また、走査制御装置は、所定のタイミング毎に、受光素子103の出力信号に基づいてAPCを実施する。
Further, the scanning control device performs APC based on the output signal of the
ここで、図7に示されるように、光源101から射出される光の光量を「P0」、受光素子103で受光される光の光量を「P1」、開口板13の開口部を通過する光の光量を「P2」とする。
Here, as shown in FIG. 7, the amount of light emitted from the
また、光源101から射出される光に対するガラス板102の反射率をR、透過率をTとする。さらに、受光素子103の受光面積をS1、開口板13の開口部の面積をS3、カップリングレンズ12の焦点距離をFとする。
Further, the reflectance of the
また、ガラス板102に入射する光束の主光線とガラス板102で反射された光束の主光線とのなす角をα(図7参照)、光源101から射出され受光素子103で受光される光の光路長をLとする。
The angle formed between the principal ray of the light beam incident on the
また、以下では、APCによって開口板13の開口部を通過する光の光量が所望の光量となる場合を「適切なAPC」ともいう。
Hereinafter, the case where the amount of light passing through the opening of the
受光素子103の受光面積S1は、(a)受光光量が十分であること、(b)発光部から射出される光の広がり角が変化しても、P2/P1の変化が小さいこと、が重要である。
Regarding the light receiving area S1 of the
先ず、上記(a)について説明する。
受光素子の出力信号を増幅しないでAPCに利用する場合、受光光量が少ないと、暗電流や、外部からのノイズの影響によって、信号成分のみを得ることが困難となり、適切なAPCを実施することができない。
First, the above (a) will be described.
When using the output signal of the light receiving element for APC without amplifying it, if the amount of received light is small, it will be difficult to obtain only the signal component due to the influence of dark current and external noise, and appropriate APC should be performed. I can't.
そこで、受光素子の出力信号を増幅してAPCに利用することとなるが、この場合であっても、発振や応答速度の観点から、増幅可能な信号レベルに最低値があり、該最低値は、一般的に5μAである。 Therefore, the output signal of the light receiving element is amplified and used for APC. Even in this case, there is a minimum signal level that can be amplified from the viewpoint of oscillation and response speed, and the minimum value is Generally, 5 μA.
そして、受光素子の変換効率が、一般的な値である0.5(A/W)とすると、適切なAPCが可能な受光素子での受光光量は、10μW(=5/0.5)以上、すなわち0.01mW以上となる。 If the conversion efficiency of the light receiving element is 0.5 (A / W) which is a general value, the amount of light received by the light receiving element capable of appropriate APC is 10 μW (= 5 / 0.5) or more. That is, 0.01 mW or more.
走査制御装置では、受光素子からの電流を10kΩの抵抗に流し、生じる電圧を検知している。そこで、受光素子からの電流が5μAのときは、50mVの電圧が生じ、検知電圧となる。検知電圧は、A/D変換によって8ビットデータ、すなわち256段階のデータに量子化される。検知時の最大電圧を1500mVとすると、量子化における1ビットあたり約6mVとなる。つまり最小検知単位が6mVとなる。検知電圧が50mVのときに最小単位が6mVと10%以上になるのは精度上問題である。そこで、50mV以上すなわち5μA以上の電流すなわち0.01mW以上の光量が必要となる。 In the scanning control device, a current from the light receiving element is passed through a 10 kΩ resistor to detect a generated voltage. Therefore, when the current from the light receiving element is 5 μA, a voltage of 50 mV is generated and becomes a detection voltage. The detection voltage is quantized into 8-bit data, that is, 256-stage data by A / D conversion. If the maximum voltage at the time of detection is 1500 mV, it is about 6 mV per bit in quantization. That is, the minimum detection unit is 6 mV. When the detection voltage is 50 mV, it is a problem in accuracy that the minimum unit is 6 mV, which is 10% or more. Therefore, a current of 50 mV or more, that is, 5 μA or more, that is, a light amount of 0.01 mW or more is required.
ところで、光量検知レンジとして30倍、すなわち10μWから300μWとすると、最大光量である300μWのとき受光素子では150μAの電流が生じる。このときの検知電圧を最大電圧である1500mVとするには、受光素子からの電流が流される上記抵抗の値として10KΩが必要となる。 By the way, if the light amount detection range is 30 times, that is, 10 μW to 300 μW, a current of 150 μA is generated in the light receiving element when the maximum light amount is 300 μW. In order to set the detection voltage at this time to the maximum voltage of 1500 mV, 10 KΩ is required as the value of the resistance through which the current from the light receiving element flows.
P0=0.3mW、R=0.1、L=5.4mm、α=40°のとき、発光部v1あるいは発光部v25から射出された光について、受光素子103での受光光量P1と受光素子103の受光面積S1との関係が図8に示されている。この場合、受光素子103の受光面積S1が0.34mm2以上であれば、いずれの発光部に関しても、受光素子103では、0.01mW以上の受光光量を確保することができる。
When P0 = 0.3 mW, R = 0.1, L = 5.4 mm, and α = 40 °, the amount of light P1 received by the
次に、上記(b)について説明する。
発光部から射出される光の光量が変化しなくても、発光部から射出される光の半値全角が経時変化あるいは温度変化などによって変化すると、一例として図9に示されるように、光の強度プロファイルが変化する。
Next, (b) will be described.
Even if the amount of light emitted from the light emitting unit does not change, if the full width at half maximum of the light emitted from the light emitting unit changes due to a change over time or a temperature change, as shown in FIG. The profile changes.
ところで、被走査面を走査するのに用いられる光の光量を確保するため、ガラス板102で反射される光の光量は少ない。このとき、受光素子103で受光される光の光量を確保するには、ガラス板102で反射された光の大部分を受光素子103で受光する必要がある。そこで、通常、開口部の一辺の長さAよりも、受光素子103で受光される光の一方向の長さBのほうが大きくなるように設定されている。
By the way, in order to secure the amount of light used for scanning the surface to be scanned, the amount of light reflected by the
この場合、発光部から射出される光の半値全角が経時変化あるいは温度変化などによって変化すると、P2/P1が変化することがある。このときは、APCを実施しても、適切なAPCとはならない。 In this case, P2 / P1 may change if the full width at half maximum of the light emitted from the light emitting unit changes due to changes over time or temperature. At this time, even if APC is performed, it is not an appropriate APC.
ところで、P2/P1が変化すると、被走査面を走査する光(走査用光)の露光エネルギーも同程度変化する。また、出力画像における画像濃度と露光エネルギーは、ほぼ比例関係にあるため、P2/P1が変化すると、画像濃度も同程度変化する。 By the way, when P2 / P1 changes, the exposure energy of the light (scanning light) for scanning the surface to be scanned also changes to the same extent. Further, since the image density and the exposure energy in the output image are in a substantially proportional relationship, when P2 / P1 changes, the image density also changes to the same extent.
いずれも網点の面積率が70%の画像であって、互いに画像濃度のみが異なる2つの画像についていわゆる官能試験を行ったところ、2つの画像の濃度差が4%以上になると、目視で該濃度差を認識することができた。これは、P2/P1の変化率が4%以上になると、出力画像に異常が目立ってくることを意味している。そこで、P2/P1の変化率の最大値を4%とした。 In both cases, a so-called sensory test was performed on two images having an area ratio of halftone dots of 70% and different only in image density. When the density difference between the two images reached 4% or more, the image was visually observed. The density difference could be recognized. This means that when the rate of change of P2 / P1 is 4% or more, abnormality appears in the output image. Therefore, the maximum change rate of P2 / P1 is set to 4%.
ここで、半値全角がθ1のときに受光素子103で受光される光の光量をP21、半値全角がθ1のときに開口板13の開口部を通過する光の光量をP31、半値全角がθ2のときに受光素子103で受光される光の光量をP22、半値全角がθ2のときに開口板13の開口部を通過する光の光量をP32とする。
Here, when the full width at half maximum is θ1, the amount of light received by the
すなわち、半値全角がθ1のときのP2/P1は、P31/P21であり、半値全角がθ2のときのP2/P1は、P32/P22である。 That is, P2 / P1 when the full width at half maximum is θ1 is P31 / P21, and P2 / P1 when the full width at half maximum is θ2 is P32 / P22.
この場合、半値全角がθ1からθ2に変化したときのP2/P1の変化率をΔPとすると、該ΔPは、次の(1)式で示される。なお、(P32/P22)>(P31/P21)である。 In this case, assuming that the rate of change of P2 / P1 when the full width at half maximum is changed from θ1 to θ2, ΔP is expressed by the following equation (1). Note that (P32 / P22)> (P31 / P21).
ΔP={(P32/P22−P31/P21)/(P31/P21)}×100 ……(1) ΔP = {(P32 / P22−P31 / P21) / (P31 / P21)} × 100 (1)
一例として、L=5.4mm、R=0.1、T=0.9、F=45mm、S3=6.72mm2(主走査対応方向の長さ:5.6mm、副走査対応方向の長さ:1.2mm)であり、環境温度が10℃から60℃に変化して、半値全角が7.7619度から7.781度に変化した場合の、受光素子の受光面積S1とΔPとの関係が図11に示されている。 As an example, L = 5.4 mm, R = 0.1, T = 0.9, F = 45 mm, S3 = 6.72 mm 2 (length in the main scanning correspondence direction: 5.6 mm, length in the sub scanning correspondence direction Is 1.2 mm), and the ambient temperature changes from 10 ° C. to 60 ° C., and the full width at half maximum changes from 7.7619 ° to 7.781 °, The relationship is shown in FIG.
この図11から、ΔPが4%以下となる受光素子の受光面積S1は1.5mm2以下であることがわかる。 FIG. 11 shows that the light receiving area S1 of the light receiving element where ΔP is 4% or less is 1.5 mm 2 or less.
すなわち、上記(a)の条件を満たす受光面積S1は0.34mm2以上であるため、本実施形態では、0.34mm2≦S1≦1.5mm2の範囲の受光面積S1が、適切なAPCを実施することが可能な受光素子の受光面積の範囲となる。なお、受光面の形状は円形であっても良い。 That is, since satisfy receiving area S1 of (a) above is 0.34 mm 2 or more, in the present embodiment, the range of the light receiving area S1 of 0.34mm 2 ≦ S1 ≦ 1.5mm 2 is appropriate APC This is the range of the light receiving area of the light receiving element capable of performing the above. The shape of the light receiving surface may be circular.
以上説明したように、本実施形態に係る光走査装置1010によると、光源装置11、カップリングレンズ12、開口板13、シリンドリカルレンズ14、ポリゴンミラー15、走査光学系20、及び走査制御装置などを備えている。
As described above, according to the
光源装置11は、光源101、ガラス板102、受光素子103、保護カバー104などを有している。
The
そして、P0=0.3mW、L=5.4mm、α=40°、R=0.1、T=0.9、F=45mm、S3=6.72mm2であり、受光素子103の受光面積S1は、0.34mm2以上で1.5mm2以下となるように設定されている。
P0 = 0.3 mW, L = 5.4 mm, α = 40 °, R = 0.1, T = 0.9, F = 45 mm, S3 = 6.72 mm 2 , and the light receiving area of the
すなわち、複数の発光部から射出され受光素子103で受光される複数の光の光量がいずれも0.01mW以上であり、全ての発光部について、射出される光の半値全角が第1の半値全角から第2の半値全角に変化したとき、受光素子103で受光される光の光量と開口板13の開口部を通過する光の光量との比(P2/P1)の変化率ΔPが4%以下となるように、受光素子103の大きさが設定されている。
That is, the light amounts of the plurality of lights emitted from the plurality of light emitting units and received by the
この場合、受光素子103で受光される光の光量はAPCに十分であり、全ての発光部に関して、P2/P1の変化を抑制することができる。
In this case, the amount of light received by the
ところで、特許文献1の実施例4に開示されている装置では、ビーム分割のためのビームスプリッタ、及び該ビームスプリッタの保持調整機構が必要であった。また、ビームスプリッタを実装するスペースが必要であった。そのため、低価格化及び小型化が困難であった。
Incidentally, the apparatus disclosed in Embodiment 4 of
また、特許文献2に開示されている装置では、分割素子、反射ミラー、集光レンズ、支持部材、及びそれらの調整機構が必要であった。また、それらを実装するスペースが必要であった。そのため、低価格化及び小型化が困難であった。
Moreover, in the apparatus disclosed in
特許文献3の図8に開示されている装置では、分割素子、集光レンズ、及びそれらの保持調整機構が必要であった。また、それらを実装するスペースが必要であった。そのため、低価格化及び小型化が困難であった。 In the apparatus disclosed in FIG. 8 of Patent Document 3, a splitting element, a condenser lens, and a holding and adjusting mechanism thereof are necessary. Moreover, the space for mounting them was necessary. For this reason, it has been difficult to reduce the price and size.
一方、光源装置11は、ガラス板102で反射された光を集光するための集光レンズが不要で、構成が単純であり、低価格化及び小型化が可能である。
On the other hand, the
そこで、本実施形態に係る光走査装置1010によると、高コスト化を招くことなく、いずれの発光部に関しても、常に適切なAPCを実施することができる。そして、その結果、被走査面を安定して光走査することができる。
Therefore, according to the
また、レーザプリンタ1000は、光走査装置1010を備えているため、結果として、高コスト化を招くことなく、高品質の画像を安定して形成することができる。
Further, since the
また、上記実施形態において、カップリングレンズ12に代えて、複数のレンズからなるカップリング光学系を用いても良い。
In the above embodiment, a coupling optical system including a plurality of lenses may be used instead of the
また、上記実施形態において、シリンドリカルレンズ14に代えて、複数のレンズからなる線像形成光学系を用いても良い。
In the above embodiment, a line image forming optical system including a plurality of lenses may be used instead of the
また、上記実施形態では、各発光部の発振波長が780nm帯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い。感光体の特性に応じて、各発光部の発振波長を変更しても良い。 Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where the oscillation wavelength of each light emission part was a 780 nm band, it is not limited to this. The oscillation wavelength of each light emitting unit may be changed according to the characteristics of the photoreceptor.
また、上記実施形態では、画像形成装置がレーザプリンタ1000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い。
In the above embodiment, the case where the image forming apparatus is the
例えば、図12に示されるように、画像形成装置が、複数の感光体ドラムを備えるカラープリンタ2000であっても良い。
For example, as shown in FIG. 12, the image forming apparatus may be 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、ブラック用の「感光体ドラムK1、帯電装置K2、現像装置K4、クリーニングユニットK5、及び転写装置K6」と、シアン用の「感光体ドラムC1、帯電装置C2、現像装置C4、クリーニングユニットC5、及び転写装置C6」と、マゼンタ用の「感光体ドラムM1、帯電装置M2、現像装置M4、クリーニングユニットM5、及び転写装置M6」と、イエロー用の「感光体ドラムY1、帯電装置Y2、現像装置Y4、クリーニングユニットY5、及び転写装置Y6」と、光走査装置2010と、転写ベルト2080と、定着ユニット2030などを備えている。
The
各帯電装置は、対応する感光体ドラムの表面を均一に帯電する。帯電装置によって帯電された各感光体ドラム表面に光走査装置2010により光が照射され、各感光体ドラムに潜像が形成されるようになっている。そして、対応する現像装置により各感光体ドラム表面にトナー像が形成される。さらに、対応する転写装置により、転写ベルト2080上の記録紙に各色のトナー像が転写され、最終的に定着ユニット2030により記録紙に画像が定着される。
Each charging device uniformly charges the surface of the corresponding photosensitive drum. The surface of each photoconductive drum charged by the charging device is irradiated with light by the
光走査装置2010は、前記光源装置11と同様な光源装置を、色毎に有している。そこで、光走査装置2010は、上記光走査装置1010と同様の効果を得ることができる。また、カラープリンタ2000は、この光走査装置2010を備えているため、上記レーザプリンタ1000と同様の効果を得ることができる。
The
ところで、カラープリンタ2000では、各部品の製造誤差や取り付け位置の誤差等によって色ずれが発生する場合がある。このような場合であっても、点灯させる発光部を選択することで色ずれを低減することができる。
By the way, in the
また、画像形成装置が、レーザ光によって発色する媒体に直接、レーザ光を照射する画像形成装置であっても良い。 Further, the image forming apparatus may be an image forming apparatus that directly irradiates a medium that develops color with laser light.
また、画像形成装置が、レーザ光によって発色に可逆性を与えることができる媒体に直接、レーザ光を照射する画像形成装置であっても良い。この場合、該媒体が、いわゆるリライタブルペーパーであっても良い。これは、レーザ光による熱エネルギー制御によって、表示/消去を可逆的に行うものである。 Further, the image forming apparatus may be an image forming apparatus that directly irradiates a medium capable of imparting reversibility to color development with laser light. In this case, the medium may be so-called rewritable paper. In this method, display / erasure is performed reversibly by thermal energy control using laser light.
また、上記実施形態では、光走査装置1010がプリンタに用いられる場合について説明したが、プリンタ以外の画像形成装置、例えば、複写機、ファクシミリ、又は、これらが集約された複合機にも用いることができる。
In the above embodiment, the case where 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 photographic paper 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、CTP(Computer to Plate)として知られている印刷版を形成する画像形成装置であっても良い。この場合、光走査装置1010は、印刷版材料にレーザアブレーションによって直接画像形成を行う。
Further, the image forming apparatus may form a printing plate known as CTP (Computer to Plate). In this case, the
11…光源装置、12…カップリングレンズ、13…開口板、14…シリンドリカルレンズ、15…ポリゴンミラー(光偏向器)、20…走査光学系、21…第1走査レンズ、22…第2走査レンズ、24…折り返しミラー、101…光源、102…ガラス板(光学部材)、103…受光素子、104…保護カバー、1000…レーザプリンタ(画像形成装置)、1010…光走査装置、1030…感光体ドラム(像担持体)、2000…カラープリンタ(画像形成装置)、2010…光走査装置、K1,C1,M1,Y1…感光体ドラム(像担持体)。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
複数の発光部を有する光源と、
前記光源から射出された光の光路上に配置され、該光の一部を反射し、残りを透過させる光学部材と、
前記光学部材で反射された光束の光路上に配置された受光素子と、
開口部を有し、前記光学部材を透過した光を整形する開口部材と、
前記開口部材の開口部を通過した光を偏向する光偏向器と、
前記光偏向器で偏向された光を前記被走査面に導く走査光学系とを有し、
前記複数の発光部から射出され前記受光素子で受光される複数の光の光量がいずれも0.01mW以上であり、前記複数の発光部について、射出される光の半値全角が、第1の半値全角から第2の半値全角に変化したとき、前記受光素子で受光される光の光量と前記開口部を通過する光の光量との比の変化率が4%以下となるように、前記受光素子の大きさが設定されている光走査装置。 An optical scanning device that scans a surface to be scanned with light,
A light source having a plurality of light emitting portions;
An optical member disposed on an optical path of light emitted from the light source, reflecting a part of the light and transmitting the rest;
A light receiving element disposed on an optical path of a light beam reflected by the optical member;
An opening member having an opening and shaping the light transmitted through the optical member;
An optical deflector for deflecting light that has passed through the opening of the aperture member;
A scanning optical system for guiding the light deflected by the optical deflector to the surface to be scanned,
The amount of light emitted from the plurality of light emitting units and received by the light receiving element is 0.01 mW or more, and the full width at half maximum of the emitted light for the plurality of light emitting units is the first half value. The light receiving element so that the rate of change in the ratio between the amount of light received by the light receiving element and the amount of light passing through the opening is 4% or less when the full angle changes to the second full width at half maximum An optical scanning device in which the size is set.
前記少なくとも1つの像担持体を画像情報に応じて変調された光により走査する請求項1又は2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 light modulated in accordance with image information.
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JP2006091157A (en) * | 2004-09-21 | 2006-04-06 | Fuji Xerox Co Ltd | Optical scanner |
JP2009216511A (en) * | 2008-03-10 | 2009-09-24 | Ricoh Co Ltd | Monitoring device, light source device, optical scanning device, and image forming device |
JP2009223215A (en) * | 2008-03-18 | 2009-10-01 | Ricoh Co Ltd | Image forming device |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006091157A (en) * | 2004-09-21 | 2006-04-06 | Fuji Xerox Co Ltd | Optical scanner |
JP2009216511A (en) * | 2008-03-10 | 2009-09-24 | Ricoh Co Ltd | Monitoring device, light source device, optical scanning device, and image forming device |
JP2009223215A (en) * | 2008-03-18 | 2009-10-01 | Ricoh Co Ltd | Image forming device |
JP2011170131A (en) * | 2010-02-19 | 2011-09-01 | Ricoh Co Ltd | Light source device, optical scanner and image forming apparatus |
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