JP2019028382A - Optical scanner and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真プロセスを用いて記録媒体に画像を形成する電子写真複写機、レーザビームプリンタなどの画像形成装置に好適な光学走査装置と、この光学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 suitable for an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine or a laser beam printer that forms an image on a recording medium using an electrophotographic process, and an image forming apparatus including the optical scanning apparatus.
電子写真プロセスを有する画像形成装置においては、感光体の表面上で光束を走査して光書き込みを行う光学走査装置が搭載されている。この光学走査装置の多くは、半導体レーザ等の光源から出射された光束を偏向走査するポリゴンミラー(偏向走査手段)や、走査レンズであるfθレンズ等の複数の光学部材を光学箱に収容している。 An image forming apparatus having an electrophotographic process is equipped with an optical scanning device that performs optical writing by scanning a light beam on the surface of a photoreceptor. In many of these optical scanning devices, a plurality of optical members such as a polygon mirror (deflection scanning means) for deflecting and scanning a light beam emitted from a light source such as a semiconductor laser and an fθ lens as a scanning lens are accommodated in an optical box. Yes.
また特許文献1に記載の構成のように、光学走査装置の光学箱には、光束を感光体に照射する際に光束が通過するための開口部が設けられている。
Further, as in the configuration described in
しかし特許文献1に記載の構成では、ポリゴンミラーが高速回転すると粉塵を含んだ空気が光学箱の開口部から光学走査装置内へと侵入する。この場合、例えば空気中の粉塵がポリゴンミラーの反射面に付着すると反射面の反射率が低下し、またfθレンズに付着すると光束の透過率が低下する。これにより、感光体に照射される光束の光量が低下して、画像の濃度ムラなどの画像不良を招来するおそれがある。
However, in the configuration described in
そこで本発明はこのような現状に鑑みてなされたものであり、偏向走査手段の回転に伴って、偏向走査された光束が通過するための開口部から光学走査装置内に侵入する空気の量を従来よりも減少させることができる光学走査装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of such a current situation, and the amount of air that enters the optical scanning device from the opening through which the deflected and scanned light beam passes with the rotation of the deflection scanning means. An object of the present invention is to provide an optical scanning device that can be reduced as compared with the prior art.
上記目的を達成するための本発明に係る光学走査装置の代表的な構成は、光源と、前記光源から出射された光束を偏向走査する偏向走査手段と、前記偏向走査手段を収容する収容部材であって、前記偏向走査手段により偏向走査された光束が通過するための開口部を備える収容部材と、を備え、前記開口部において、前記偏向走査手段の走査方向と直交する方向の幅は、該走査方向の位置に応じて変化することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a typical configuration of an optical scanning device according to the present invention includes a light source, a deflection scanning unit that deflects and scans a light beam emitted from the light source, and a housing member that houses the deflection scanning unit. A receiving member having an opening through which the light beam deflected and scanned by the deflection scanning unit passes, wherein the width of the opening in a direction perpendicular to the scanning direction of the deflection scanning unit is It changes depending on the position in the scanning direction.
上記の構成によれば、光学走査装置において、偏向走査手段の回転に伴って、偏向走査された光束が通過するための開口部から光学走査装置内に侵入する空気の量を従来よりも減少させることができる。 According to the above configuration, in the optical scanning device, the amount of air that enters the optical scanning device from the opening through which the deflected and scanned light beam passes is reduced as compared with the prior art as the deflection scanning unit rotates. be able to.
(第1実施形態)
<画像形成装置>
以下、まず本発明の第1実施形態に係る光学走査装置を備える画像形成装置Aの全体構成を画像形成時の動作とともに図面を参照しながら説明する。
(First embodiment)
<Image forming apparatus>
First, the overall configuration of the image forming apparatus A including the optical scanning device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings together with the operation during image formation.
図1に示す様に、画像形成装置Aはシートにトナー像を転写する画像形成部と、画像形成部に向けてシートを供給するシート給送部と、シートにトナー像を定着させる定着部と、を備える。 As shown in FIG. 1, the image forming apparatus A includes an image forming unit that transfers a toner image onto a sheet, a sheet feeding unit that supplies the sheet toward the image forming unit, and a fixing unit that fixes the toner image on the sheet. .
画像形成部は、画像形成装置A本体に着脱可能なプロセスカートリッジP、光学走査装置50、転写ローラ85を備える。またプロセスカートリッジPは、回転可能な感光体ドラム81(感光体)、帯電ローラ82、現像装置84などを備える。またプロセスカートリッジPの対向部には画像形成装置Aの筐体の一部として光学台83が設けられ、光学走査装置50は光学台83の上に設置されている。
The image forming unit includes a process cartridge P that can be attached to and detached from the image forming apparatus A main body, an
画像形成に際しては、不図示の制御部が画像形成ジョブ信号を受信すると、給送ローラ87、搬送ローラ88によってシート積載部86に積載収納されたシートSが画像形成部に送り出される。
At the time of image formation, when a control unit (not shown) receives an image forming job signal, the sheet S stacked and stored in the
一方、画像形成部においては、帯電ローラ82にバイアスが印加されることで、帯電ローラ82と接触する感光体ドラム81の表面が帯電させられる。その後、光学走査装置50が内部に備える半導体レーザ1(図3参照)からレーザ光束Lを出射し、画像情報に応じてレーザ光束Lを感光体ドラム81に照射する。これにより感光体ドラム81の電位が部分的に低下して画像情報に応じた静電潜像が感光体ドラム81の表面上に形成される。
On the other hand, in the image forming unit, a bias is applied to the charging roller 82, whereby the surface of the
その後、現像装置84が備える現像スリーブ92にバイアスが印加されることで現像スリーブ92から感光体ドラム81表面に形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー像が形成される。
Thereafter, a bias is applied to the developing
次に、感光体ドラム81表面に形成されたトナー像は、感光体ドラム81と転写ローラ85との間に形成された転写ニップ部に送り込まれる。トナー像が転写ニップ部に到着すると、転写ローラ85にトナーの帯電極性と逆極性のバイアスが印加されてトナー像がシートSに転写される。
Next, the toner image formed on the surface of the
その後、トナー像が転写されたシートSは定着装置89に送られ、定着装置89の加熱部と加圧部との間に形成された定着ニップ部において加熱・加圧され、トナー像がシートSに定着される。その後、シートSは排出ローラ90によって排出トレイ91に排出される。
Thereafter, the sheet S to which the toner image has been transferred is sent to the
<光学走査装置>
次に、光学走査装置50の構成について説明する。
<Optical scanning device>
Next, the configuration of the
図2は、カバー10が取り外された状態の光学走査装置50の斜視図である。図2に示す様に、光学走査装置50は、半導体レーザ1(図3参照)、半導体レーザ1を支持するレーザ支持体12、コリメータレンズとシリンドリカルレンズを一体に成形したアナモフィックレンズ2を有する。また開口絞り3、ポリゴンミラー4(偏向走査手段)、ポリゴンミラー4を回転駆動させる偏向器5、BDセンサ6(同期信号検知手段)、fθレンズ7を有する。
FIG. 2 is a perspective view of the
これらの光学部材は、光学箱9に収容されている。また光学箱9の上面には、防塵等の観点から、カバー10が取り付けられる。つまり光学箱9とカバー10は、上述した光学部材を収容する収容部材である。また光学箱9とカバー10により、レーザ光束Lが感光体ドラム81に照射される際に通過するための開口部11が形成される。なお、開口部11は、光学箱9とカバー10のいずれか一方に形成してもよい。
These optical members are accommodated in the
次に、光学走査装置50の基本動作について説明する。まず半導体レーザ1がレーザ光束Lを出射すると、レーザ光束Lはアナモフィックレンズ2によって感光体ドラム81の回転軸線方向である主走査方向では略平行光または収束光とされ、主走査方向と直交する副走査方向では収束光とされる。
Next, the basic operation of the
次に、レーザ光束Lは、開口絞り3を通って光束幅が制限されて、ポリゴンミラー4の反射面4a上において主走査方向に長く伸びた焦線状に結像する。次に、偏向器5によってポリゴンミラー4が回転されることで、レーザ光束Lは、反射面4aに反射されながら偏向走査される。
Next, the laser beam L passes through the aperture stop 3 and is limited in its beam width, and forms an image on the reflecting
ポリゴンミラー4によって偏向走査されたレーザ光束Lは、まずBDセンサ6に入射する。このとき、BDセンサ6から出力された信号を基準として、感光体ドラム81に対する画像の書き出しタイミングを決定する。
The laser beam L deflected and scanned by the
次に、偏向走査されたレーザ光束Lは、fθレンズ7に入射する。fθレンズ7は、レーザ光束Lを感光体ドラム81上に結像させるためのレンズであり、レーザ光束Lを感光体ドラム81上でスポットを形成するように集光し、且つ、スポットの走査速度が等速に保たれるように設計されている。このような特性を得るために、fθレンズ7は非球面レンズで形成されている。fθレンズ7を通過したレーザ光束Lは、光学箱9とカバー10により形成された開口部11を通過し、感光体ドラム81上に結像走査される。
Next, the deflection-scanned laser beam L enters the
次に、ポリゴンミラー4がさらに回転することで、感光体ドラム81上でレーザ光束Lの主走査方向の走査が行われる。また感光体ドラム81が回転駆動することで、レーザ光束Lの副走査方向の走査が行われる。このようにして感光体ドラム81の表面に静電潜像が形成される。
Next, when the
<半導体レーザの位置調整方法>
次に、半導体レーザ1の位置調整方法について説明する。
<Position adjustment method of semiconductor laser>
Next, a method for adjusting the position of the
図3は、半導体レーザ1を位置調整する工具を示す模式図である。ここで図3(a)は半導体レーザ1を矢印y方向からみた図であり、図3(b)は半導体レーザ1を矢印z方向からみた図である。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a tool for adjusting the position of the
図3に示す様に、半導体レーザ1を位置調整する工具としては、CCDカメラ等のスポット観測系13、チャック14、ライトガイド15が用いられる。
As shown in FIG. 3, as a tool for adjusting the position of the
チャック14は、半導体レーザ1が圧入されたレーザ支持体12を保持する。またチャック14は不図示の三軸ステージにより矢印x、y、zの三方向に位置変位可能に構成されている。つまりチャック14は、三軸ステージによってレーザ支持体12を移動させることで、半導体レーザ1の位置を移動させることができる。
The
ライトガイド15は、照明光源(不図示)に接続されており、光硬化型接着剤を硬化させるための紫外線UVを出射する。
The
次に、上述した位置調整用工具を用いて半導体レーザ1を位置調整する方法について説明する。
Next, a method for adjusting the position of the
まず始めに、半導体レーザ1がチャック14の三軸ステージによって所定の位置にセットされる。次に、不図示の半導体レーザ発光回路によって、半導体レーザ1からレーザ光束Lを出射させる。
First, the
半導体レーザ1から出射されたレーザ光束Lは、アナモフィックレンズ2などの光学部材を通過し、ポリゴンミラー4に偏向走査されて、スポット観測系13上に結像される。このスポット観測系13上のレーザスポットの結像状態を観測しながら、チャック14の三軸ステージを動かして半導体レーザ1を移動させることで、スポット観測系13上のレーザ光束Lの副走査方向の照射位置調整を行う。
The laser beam L emitted from the
照射位置の調整終了後、不図示の光硬化型接着剤を塗布し、ライトガイド15により紫外線UVを照射して光硬化型接着剤を硬化させて、レーザ支持体12を光学箱9に固定する。このようにして半導体レーザ1の位置調整が行われる。
After adjustment of the irradiation position, a photo-curing adhesive (not shown) is applied, and the
このように各々の光学部材を光学箱9に実装した状態で半導体レーザ1の位置調整を行うことで、光学箱9を含む各光学部材の製造誤差等を加味した上で、位置調整時の位置におけるレーザ光束Lの副走査方向の照射位置を調整することができる。
By adjusting the position of the
<ポリゴンミラーの走査線の傾きについて>
次に、fθレンズ7や光学箱9が副走査方向に傾くことなどを原因として発生する、ポリゴンミラー4の走査線の傾きについて説明する。
<Inclination of polygon mirror scanning line>
Next, the inclination of the scanning line of the
図4は、ポリゴンミラー4の走査線の傾きを説明するための模式図である。ここで図4において、上述した半導体レーザ1の位置調整を行った位置C(0mm像高)におけるレーザ光束Lの副走査方向の照射位置を基準として傾きがない走査線をL2とし、副走査方向に傾きのある走査線をL2´とする。
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the inclination of the scanning line of the
なお、本実施形態では、ポリゴンミラー4の走査方向(主走査方向)において、上述した半導体レーザ1の位置調整を行った位置Cは、感光体ドラム81上の画像領域の中央部と対応する位置であり、且つ、開口部11の中央部と対応する位置である。
In the present embodiment, in the scanning direction (main scanning direction) of the
図4に示す様に、半導体レーザ1の位置調整を行った位置C(0mm像高)においては、傾きのない走査線L2と傾きのある走査線L2´との間で、副走査方向の位置は同じとなる。これに対し、半導体レーザ1の位置調整を行った位置Cから主走査方向に±100mmずれた位置z1、z2(+100mm像高、−100mm像高)では、傾きのない走査線L2と傾きのある走査線L2´の間で、副走査方向の位置に差(x1、x2)が生じる。
As shown in FIG. 4, at the position C (0 mm image height) where the position of the
つまり主走査方向における半導体レーザ1の位置調整を行った位置C(0mm像高)以外の位置では、傾きのある走査線L2´の副走査方向の位置は、傾きのない走査線L2の副走査方向の位置に対してズレが生じる。またそのズレの大きさは、半導体レーザ1の位置調整を行った位置Cから離れるにつれて大きくなる。
That is, at positions other than the position C (0 mm image height) at which the position of the
従って、半導体レーザ1の位置調整を行った位置Cにおいては、レーザ光束Lが通過する開口部11の副走査方向の幅は、位置調整時のバラつきを含めた副走査方向の照射位置規格を満足する開口幅とすればよい。これに対し、主走査方向における半導体レーザ1の位置調整を行った位置C以外の位置における開口部11の副走査方向の幅は、ポリゴンミラー4の走査線の傾きによるズレを考慮して、半導体レーザ1の位置調整を行った位置Cより開口幅を大きくする必要がある。
Accordingly, at the position C where the position of the
<開口部>
そこで本実施形態では、光学箱9とカバー10により形成された開口部11の副走査方向の幅を、次のように設定する。
<Opening>
Therefore, in this embodiment, the width in the sub-scanning direction of the
図5は、光学走査装置50の正面図である。図5に示す様に、本実施形態では、開口部11における副走査方向の幅を、半導体レーザ1の位置調整を行った位置Cに対応する主走査方向の中央部を小さく、中央部から端部に向かって大きくなるように設定する。つまり開口部11において、ポリゴンミラー4の走査方向と直交する方向の幅を、走査方向の中央部から端部に向かって大きくなるように、走査方向の位置に応じて変化させている。すなわち、開口部11の主走査方向の中央部における副走査方向の幅W1は、主走査方向の端部における副走査方向の幅W2よりも小さくなる。
FIG. 5 is a front view of the
これにより、開口部11の副走査方向の開口幅が主走査方向で一定の従来の構成と比較して、開口部11の開口面積を、感光体ドラム81へのレーザ光束Lの照射に際してレーザ光束Lが通過するのに必要な最小面積に近づけることができる。
As a result, the opening area of the
<粉塵について>
次に、ポリゴンミラー4の回転に伴って光学走査装置50内に侵入する粉塵について説明する。
<About dust>
Next, dust that enters the
図6は、図2に示すG−G断面で切断したときの光学走査装置50の断面図である。図6に示す様に、ポリゴンミラー4が高速回転すると、開口部11を介して粉塵を含んだ空気が光学走査装置50内に侵入し、矢印Vの経路を通って各々の光学部材に達する。この空気に含まれる粉塵がポリゴンミラー4やfθレンズ7に付着すると、上述した通り、感光体ドラム81に照射されるレーザ光束Lの光量が低下して画像に濃度ムラが発生するおそれがある。
FIG. 6 is a cross-sectional view of the
ここで本実施形態では、上述した通り、開口部11の副走査方向の幅を、主走査方向の位置に応じて変化させ、従来の構成と比較して、開口部11の開口面積をレーザ光束Lが通過するのに必要な最小面積に近づけている。これによりポリゴンミラー4の回転時において、開口部11を介して光学走査装置50内に侵入する空気の量が減少する。従って、粉塵を含む空気がポリゴンミラー4やfθレンズ7等の光学部材に達することが抑制され、これらの光学部材に粉塵が付着しにくくなる。このため、感光体ドラム81に照射されるレーザ光束Lの光量が低下して画像不良が発生することを抑制することができる。
Here, in the present embodiment, as described above, the width of the
また従来の構成と比較して開口部11の開口面積を小さくできるため、ポリゴンミラー4の回転に伴って発生するモータ音が開口部11を介して光学走査装置50の外側へ漏れることを、従来よりも抑制することができる。従って、光学走査装置50や画像形成装置A全体の静音化を図ることができる。
Further, since the opening area of the
1…半導体レーザ(光源)
4…ポリゴンミラー(偏向走査手段)
9…光学箱(収用部材)
10…カバー(収用部材)
11…開口部
50…光学走査装置
81…感光体ドラム(感光体)
A…画像形成装置
1. Semiconductor laser (light source)
4. Polygon mirror (deflection scanning means)
9 ... Optical box (collection member)
10 ... Cover (collection member)
DESCRIPTION OF
A: Image forming apparatus
Claims (3)
前記光源から出射された光束を偏向走査する偏向走査手段と、
前記偏向走査手段を収容する収容部材であって、前記偏向走査手段により偏向走査された光束が通過するための開口部を備える収容部材と、
を備え、
前記開口部において、前記偏向走査手段の走査方向と直交する方向の幅は、該走査方向の位置に応じて変化することを特徴とする光学走査装置。 A light source;
Deflection scanning means for deflecting and scanning a light beam emitted from the light source;
A housing member for housing the deflection scanning means, and a housing member provided with an opening through which a light beam deflected and scanned by the deflection scanning means passes;
With
The optical scanning device according to claim 1, wherein the width of the opening in a direction perpendicular to the scanning direction of the deflection scanning unit changes according to the position in the scanning direction.
前記感光体に光束を走査する装置として、請求項1又は2に記載の光学走査装置を備えることを特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus that forms a latent image by scanning a photosensitive member with a light beam, and develops the latent image to form an image.
An image forming apparatus comprising the optical scanning device according to claim 1 or 2 as a device for scanning the photosensitive member with a light beam.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017150427A JP2019028382A (en) | 2017-08-03 | 2017-08-03 | Optical scanner and image forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2017150427A JP2019028382A (en) | 2017-08-03 | 2017-08-03 | Optical scanner and image forming apparatus |
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Publication Number | Publication Date |
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