JP2023125122A - Reflector element, light detection device, and optical scanner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、反射素子に関し、特に光走査装置に好適なものである。 The present invention relates to a reflective element, and is particularly suitable for an optical scanning device.
近年、光走査装置においてはコンパクトな書き出し位置検出手段を設けることで小型化が図られている。
特許文献1は、偏向器によって偏向された後に平面ミラーによって光源へ戻るように反射された光束を光源内に設けられた受光素子が受光することで書き出し位置を検出することができる光走査装置を開示している。
In recent years, optical scanning devices have been made smaller by providing compact writing start position detection means.
Patent Document 1 discloses an optical scanning device that can detect a writing start position by a light receiving element provided in a light source receiving a light beam that is deflected by a deflector and then reflected back to the light source by a plane mirror. Disclosed.
特許文献1に開示されている光走査装置では、外乱の発生に伴って平面ミラーの姿勢が変化すると受光素子における光束の入射位置が変化するため、書き出し位置の検出精度が低下してしまう。
また特許文献1に開示されている光走査装置では、平面ミラーによって反射された光束は光源内の発光素子を通過するため、受光素子に入射する際の光量が低下してしまう。
そこで本発明は、姿勢が変化しても受光素子における光束の入射位置や光量の変化を抑制することができる反射素子を提供することを目的とする。
In the optical scanning device disclosed in Patent Document 1, when the attitude of the plane mirror changes due to the occurrence of disturbance, the incident position of the light beam on the light receiving element changes, resulting in a decrease in the detection accuracy of the writing start position.
Furthermore, in the optical scanning device disclosed in Patent Document 1, the light beam reflected by the plane mirror passes through the light emitting element in the light source, so the amount of light incident on the light receiving element is reduced.
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a reflective element that can suppress changes in the incident position of a light beam and the amount of light on a light-receiving element even if the posture changes.
本発明に係る反射素子は、第1、第2、第3、第4、第5、及び第6の反射面を有し、第1の反射面の単位法線ベクトルと第2の反射面の単位法線ベクトルとの内積の値をS1、第1の反射面の単位法線ベクトルと第3の反射面の単位法線ベクトルとの内積の値をT1、第2の反射面の単位法線ベクトルと第3の反射面の単位法線ベクトルとの内積の値をU1、第4の反射面の単位法線ベクトルと第5の反射面の単位法線ベクトルとの内積の値をS2、第4の反射面の単位法線ベクトルと第6の反射面の単位法線ベクトルとの内積の値をT2、第5の反射面の単位法線ベクトルと第6の反射面の単位法線ベクトルとの内積の値をU2としたとき、
本発明によれば、姿勢が変化しても受光素子における光束の入射位置や光量の変化を抑制することができる反射素子を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a reflective element that can suppress changes in the incident position of the light beam and the amount of light on the light receiving element even if the posture changes.
以下に、本実施形態に係る反射素子を添付の図面に基づいて詳細に説明する。なお以下に示す図面は、本実施形態を容易に理解できるようにするために、実際とは異なる縮尺で描かれている場合がある。 Below, the reflective element according to this embodiment will be described in detail based on the accompanying drawings. Note that the drawings shown below may be drawn on a scale different from the actual scale in order to facilitate understanding of the present embodiment.
[第一実施形態]
図1は、第一実施形態に係る光検出装置500の断面図を示している。なお図1中における矢印は、光束の進行方向を示している。
[First embodiment]
FIG. 1 shows a cross-sectional view of a
光検出装置500は、受光素子100(第1の受光素子)、光源101、結像手段102、104、105及び本実施形態に係る反射素子106を備えている。
The
受光素子100としては、フォトダイオード等が用いられ、後述するように反射素子106によって反射された光束を受光する。そして図1に示されているように、受光素子100は、光束の光路に沿って光源101に対して反射素子106とは反対側に設けられている。
光源101としては、半導体レーザー等が用いられ、反射素子106に向けて光束を射出する。
A photodiode or the like is used as the
A semiconductor laser or the like is used as the
結像手段102は、紙面に平行、すなわち光軸に平行な所定の断面(以下、第1の断面と称する)内において有限のパワー(屈折力)を有しており、光源101から出射した光束を第1の断面内において集光する。
このようにして、光源101から出射した光束は、一次結像点103の近傍において第1の断面内で集光される。
The imaging means 102 has a finite power (refractive power) within a predetermined cross section (hereinafter referred to as a first cross section) parallel to the plane of the paper, that is, parallel to the optical axis, and has a finite power (refractive power) that is focused within the first cross section.
In this way, the light beam emitted from the
結像手段104及び105は、第1の断面内において有限のパワーを有しており、一次結像点103を通過した光束を第1の断面内において再び集光する。
The imaging means 104 and 105 have finite power within the first cross section, and refocus the light beam that has passed through the
本実施形態に係る反射素子106は、結像手段104及び105を通過した光束を受光素子100に向けて反射する。本実施形態に係る反射素子106の詳細な構成については後述する。
The
光検出装置500では、上記の構成により、図1に示されているように、本実施形態に係る反射素子106によって反射された光束は、結像手段105、104及び102を再び通過することで、受光素子100に導光される。
In the photodetecting
次に、光検出装置500に設けられている本実施形態に係る反射素子106の詳細な構成について説明する。
Next, a detailed configuration of the
図2(a)、(b)及び(c)はそれぞれ、本実施形態に係る反射素子106の正面図、図2(a)中のA-A線で切った断面図、及び図2(a)中のB-B線で切った断面図を示している。
また図2(d)は、本実施形態に係る反射素子106を構成する反射部106pの拡大正面図を示している。
2(a), (b), and (c) are respectively a front view of the
Moreover, FIG. 2(d) shows an enlarged front view of the
図2(a)に示されているように、本実施形態に係る反射素子106は、二次元的に配列された複数の反射部106pを有している。
ここで、当該二次元面内において互いに直交する二つの軸をY軸及びZ軸、当該二次元面に垂直な軸をX軸とする。
また図2(a)及び(d)において、実線は山部、点線は谷部を示している。
As shown in FIG. 2(a), the
Here, two axes that are perpendicular to each other within the two-dimensional plane are the Y-axis and the Z-axis, and an axis perpendicular to the two-dimensional plane is the X-axis.
Furthermore, in FIGS. 2A and 2D, solid lines indicate peaks and dotted lines indicate valleys.
具体的には、図2(d)に示されているように、反射部106pは、第1の反射面1061、第2の反射面1062、第3の反射面1063、第4の反射面1064、第5の反射面1065及び第6の反射面1066を有している。
そして反射部106pは、YZ断面内において平行四辺形の形状を有している。
Specifically, as shown in FIG. 2(d), the reflecting
The reflecting
また図2(d)に示されているように、第1の反射面1061と第2の反射面1062とは、稜線106a(第1の稜線)を形成するように互いに接している。
また第2の反射面1062と第3の反射面1063とは、稜線106b(第2の稜線)を形成するように互いに接している。
また第3の反射面1063と第1の反射面1061とは、稜線106c(第3の稜線)を形成するように互いに接している。
Moreover, as shown in FIG. 2(d), the first
Further, the second
Further, the third
さらに第3の反射面1063と第6の反射面1066とは、稜線106dを形成するように互いに接している。
また第4の反射面1064と第5の反射面1065とは、稜線106e(第4の稜線)を形成するように互いに接している。
また第5の反射面1065と第6の反射面1066とは、稜線106f(第5の稜線)を形成するように互いに接している。
また第6の反射面1066と第4の反射面1064とは、稜線106g(第6の稜線)を形成するように互いに接している。
Further, the third
Further, the fourth
Further, the fifth
Further, the sixth
そして図2(a)及び(d)に示されているように、反射素子106において第1の反射面1061、第2の反射面1062及び第3の反射面1063は、入射した光束を反射する凹形状の空間を形成している。
同様に、第4の反射面1064、第5の反射面1065及び第6の反射面1066も、入射した光束を反射する凹形状の空間を形成している。
As shown in FIGS. 2(a) and 2(d), the first
Similarly, the fourth
ここで本実施形態に係る反射素子106では、稜線106aと稜線106bとの間の角度は90度とは異なっており、稜線106cと稜線106bとの間の角度は90度とは異なっている。換言すると、稜線106a及び稜線106bは互いに非垂直であり、稜線106c及び稜線106bは互いに非垂直である。
また、稜線106eと稜線106fとの間の角度は90度とは異なっており、稜線106gと稜線106fとの間の角度は90度とは異なっている。換言すると、稜線106e及び稜線106fは互いに非垂直であり、稜線106g及び稜線106fは互いに非垂直である。
Here, in the
Further, the angle between the
具体的には、稜線106a及び稜線106cはそれぞれ、稜線106bに対して89.2度をなしており、稜線106e及び稜線106gはそれぞれ、稜線106fに対して90.8度をなしている。
一方、稜線106aと稜線106cとの間の角度は90.0度となっており、稜線106eと稜線106gとの間の角度は90.0度となっている。換言すると、稜線106a及び稜線106cは互いに垂直であり、稜線106e及び稜線106gは互いに垂直である。
Specifically, the
On the other hand, the angle between the
また図2(d)に示されているように、第1の反射面1061を形成する垂直二等辺三角形の斜辺の第1の反射面1061に平行な垂線1061dと稜線106bとの間の角度は88.8度となっている。
また、第4の反射面1064を形成する垂直二等辺三角形の斜辺の第4の反射面1064に平行な垂線1064hと稜線106fとの間の角度は91.2度となっている。
Further, as shown in FIG. 2(d), the angle between the perpendicular 1061d parallel to the first
Further, the angle between the perpendicular 1064h parallel to the fourth
ここで、第1の反射面1061、第2の反射面1062及び第3の反射面1063それぞれの法線の単位ベクトル(以下、単位法線ベクトルと称する。)をn1061、n1062及びn1063と表す。
また、第4の反射面1064、第5の反射面1065及び第6の反射面1066それぞれの単位法線ベクトルをn1064、n1065及びn1066と表す。
このとき、本実施形態に係る反射素子106におけるn1061、n1062、n1063、n1064、n1065及びn1066はそれぞれ、以下の表1のように表される。
Here, the unit vectors of the normals of the first
Further, unit normal vectors of the fourth
At this time, n 1061 , n 1062 , n 1063 , n 1064 , n 1065 and n 1066 in the
従って、第1の反射面1061の単位法線ベクトルn1061と第2の反射面1062の単位法線ベクトルn1062との内積をS1と表したとき、内積S1は、以下の式(1)のように求められる。
S1=n1061・n1062=0.01482 ・・・(1)
また、第1の反射面1061の単位法線ベクトルn1061と第3の反射面1063の単位法線ベクトルn1063との内積をT1と表したとき、内積T1は、以下の式(2)のように求められる。
T1=n1061・n1063=0.01482 ・・・(2)
また、第2の反射面1062の単位法線ベクトルn1062と第3の反射面1063の単位法線ベクトルn1063との内積をU1と表したとき、内積U1は、以下の式(3)のように求められる。
U1=n1062・n1063=0 ・・・(3)
Therefore, when the inner product of the unit normal vector n 1061 of the first
S1=n 1061・n 1062 =0.01482...(1)
Furthermore, when the inner product of the unit normal vector n 1061 of the first
T1=n 1061・n 1063 =0.01482...(2)
Further, when the inner product of the unit normal vector n 1062 of the second
U1=n 1062・n 1063 =0...(3)
同様に、第4の反射面1064の単位法線ベクトルn1064と第5の反射面1065の単位法線ベクトルn1065との内積をS2と表したとき、内積S2は、以下の式(4)のように求められる。
S2=n1064・n1065=-0.01480 ・・・(4)
また、第4の反射面1064の単位法線ベクトルn1064と第6の反射面1066の単位法線ベクトルn1066との内積をT2と表したとき、内積T2は、以下の式(5)のように求められる。
T2=n1064・n1066=-0.01480 ・・・(5)
また、第5の反射面1065の単位法線ベクトルn1065と第6の反射面1066の単位法線ベクトルn1066との内積をU2と表したとき、内積U2は、以下の式(6)のように求められる。
U2=n1065・n1066=0 ・・・(6)
Similarly, when the inner product of the unit normal vector n 1064 of the fourth
S2=n 1064・n 1065 =-0.01480...(4)
Furthermore, when the inner product of the unit normal vector n 1064 of the fourth
T2=n 1064・n 1066 =-0.01480...(5)
Further, when the inner product of the unit normal vector n 1065 of the fifth
U2=n 1065・n 1066 =0...(6)
すなわち本実施形態に係る反射素子106では、以下の条件式(7)、(8)、(9)及び(10)が満たされている。
もし条件式(7)、(8)、(9)及び(10)の少なくとも一つにおいて上限値以上になると、反射素子106によって反射された光束が、入射光束の進行方向に対して角度が大きすぎる方向に出射する。そのため、当該光束を受光素子100に効率よく入射させることが困難となる。
また条件式(9)及び(10)の少なくとも一方において下限値以下になると、反射素子106によって反射された光束が、入射光束の進行方向に対して角度が小さすぎる方向に出射するため、受光素子100に効率よく入射させることが困難となる。なお定義上、条件式(7)及び(8)において下限値を下回ることはない。
If at least one of conditional expressions (7), (8), (9), and (10) exceeds the upper limit, the light beam reflected by the
Furthermore, if at least one of conditional expressions (9) and (10) becomes equal to or less than the lower limit value, the light beam reflected by the
また、第1の反射面1061の法線と第2の反射面1062の法線との間の角度をθ1(度)、第2の反射面1062の法線と第3の反射面1063の法線との間の角度をθ2(度)と表す。
また、第3の反射面1063の法線と第1の反射面1061の法線との間の角度をθ3(度)、第4の反射面1064の法線と第5の反射面1065の法線との間の角度をθ4(度)と表す。
また、第5の反射面1065の法線と第6の反射面1066の法線との間の角度をθ5(度)、第6の反射面1066の法線と第4の反射面1064の法線との間の角度をθ6(度)と表す。
このとき、本実施形態に係る反射素子106におけるθ1、θ2、θ3、θ4、θ5及びθ6はそれぞれ、以下の表2のように表される。
Also, the angle between the normal of the first
Further, the angle between the normal of the third
Also, the angle between the normal line of the fifth
At this time, θ1, θ2, θ3, θ4, θ5, and θ6 in the
表2に示されているように、本実施形態に係る反射素子106では、θ1>θ2、θ3>θ2、θ4<θ5及びθ6<θ5が満たされている。
As shown in Table 2, in the
光検出装置500では、本実施形態に係る反射素子106に入射した光束は、第1乃至第3の反射面1061乃至1063の夫々によって一回ずつ反射されるか、若しくは第4乃至第6の反射面1064乃至1066の夫々によって一回ずつ反射される。
そして図1に示されているように、第1乃至第3の反射面1061乃至1063によって反射された光束は、第1の断面内においては入射光束に対して角度+2.4°をなすと共に、光軸に平行且つ第1の断面に垂直な第2の断面内においては入射光束に対して同一方向の逆向きに出射する。
また、第4乃至第6の反射面1064乃至1066によって反射された光束は、第1の断面内においては入射光束に対して角度-2.4°をなすと共に、第2の断面内においては入射光束に対して同一方向の逆向きに出射する。
In the
As shown in FIG. 1, the light beams reflected by the first to third reflecting
Furthermore, the light beams reflected by the fourth to sixth reflecting
すなわち光検出装置500では、本実施形態に係る反射素子106に入射した光束は、入射光束の進行方向に対して、第1の断面内においては絶対値は略同一で符号が互いに異なる角度をなし、第2の断面内においては双方とも逆向きである二つの方向に反射される。
これにより図1に示されているように、反射素子106によって反射された光束は、結像手段105、104及び102を再び通過することで、光源101に入射することなく、受光素子100に効率よく導光されることができる。
特に、反射素子106の姿勢が変化しても、反射素子106によって反射された二つの方向に進行する出射光束の少なくとも一方を受光素子100に導光することができる。
That is, in the
As a result, as shown in FIG. 1, the light beam reflected by the reflecting
In particular, even if the attitude of the
以上のように光検出装置500では、上記に示した構成を有する本実施形態に係る反射素子106を用いることで、反射素子106の姿勢が変化しても、受光素子100に光束を高精度に戻すことができる。
これにより、光源101から出射した光束の、結像手段102、104及び105等を通過することによる光量の変化量を測定することで、光検出装置500における光学系を高精度に評価することができる。
As described above, in the
As a result, the optical system in the
なお光検出装置500では、反射素子106によって反射された光束を、光源101に近接した所定の範囲に設けられた受光素子100に入射させるため、入射光束及び反射光束それぞれの進行方向が互いになす角度は6度以下であることが好ましい。
Note that in the
[第二実施形態]
図3(a)は、第二実施形態に係る光走査装置600の主走査断面図を示している。
また図3(b)は、第二実施形態に係る光走査装置600が備える開口手段208の正面図を示している。
また図3(c)は、第二実施形態に係る光走査装置600の偏向素子210近傍における拡大主走査断面図を示している。
なおここで、図3(a)及び(c)における矢印は、光束の進行方向を示している。
[Second embodiment]
FIG. 3A shows a main scanning cross-sectional view of an
Further, FIG. 3(b) shows a front view of the aperture means 208 included in the
Further, FIG. 3(c) shows an enlarged main scanning cross-sectional view in the vicinity of the
Note that the arrows in FIGS. 3(a) and 3(c) indicate the traveling direction of the light beam.
また以下の説明において、主走査方向とは、偏向器の回転軸及び光学系の光軸に垂直な方向である。副走査方向とは、偏向器の回転軸に平行な方向である。主走査断面とは、副走査方向に垂直な断面である。副走査断面とは、主走査方向に垂直な断面である。
従って以下の説明において、主走査方向及び副走査断面は、入射光学系と走査光学系とで異なることに注意されたい。
In the following description, the main scanning direction is a direction perpendicular to the rotation axis of the deflector and the optical axis of the optical system. The sub-scanning direction is a direction parallel to the rotation axis of the deflector. The main scanning section is a section perpendicular to the sub-scanning direction. The sub-scanning section is a section perpendicular to the main scanning direction.
Therefore, in the following description, it should be noted that the main scanning direction and the sub-scanning cross section are different between the incident optical system and the scanning optical system.
光走査装置600は、光源201、第1の開口絞り202、アナモコリメータレンズ203及び第2の開口絞り204を備えている。
また光走査装置600は、偏向器205、第1のfθレンズ206、第2のfθレンズ207及び開口手段208を備えている。
また光走査装置600は、本実施形態に係る反射素子209、偏向素子210、結像手段211及び受光素子212(第1の受光素子)を備えている。
The
The
The
光源201としては、半導体レーザー等が用いられ、偏向器205に向けて光束を射出する。
第1の開口絞り202は、光源201から射出された光束の副走査断面内における光束径を制限する。
A semiconductor laser or the like is used as the
The
アナモコリメータレンズ203は、第1の開口絞り202を通過した光束を主走査断面内において平行光束に変換する。なおここで、平行光束とは厳密な平行光束だけでなく、弱発散光束や弱収束光束等の略平行光束を含むものとする。
またアナモコリメータレンズ203は、副走査断面内において有限のパワー(屈折力)を有しており、第1の開口絞り202を通過した光束を副走査方向に集光する。
The
Further, the
第2の開口絞り204は、アナモコリメータレンズ203を通過した光束の主走査断面内における光束径を制限する。
The
このようにして、光源201から出射した光束は、偏向器205の偏向面205aの近傍において副走査方向にのみ集光され、主走査方向に長い線像として結像される。
なお光走査装置600では、第1の開口絞り202、アナモコリメータレンズ203及び第2の開口絞り204によって入射光学系75が構成される。
In this way, the light beam emitted from the
Note that in the
偏向器205は、不図示のモータ等の駆動手段により回転することによって、入射した光束を偏向走査する。なお偏向器205は、例えばポリゴンミラーで構成される。
The
第1のfθレンズ206(第1の結像光学素子)及び第2のfθレンズ207は、主走査断面内と副走査断面内とで異なるパワーを有するアナモフィック結像レンズである。
光走査装置600では、第1のfθレンズ206及び第2のfθレンズ207によって走査光学系(結像光学系)85が構成される。
なお、第2のfθレンズ207の副走査断面内における屈折力は、第1のfθレンズ206の副走査断面内における屈折力よりも強く、すなわち走査光学系85の中で最も強い。
The first fθ lens 206 (first imaging optical element) and the
In the
Note that the refractive power of the
このようにして、偏向器205によって偏向された光束は走査光学系85によって不図示の被走査面上に集光(導光)され走査される。
In this way, the light beam deflected by the
開口手段208は、偏向器205によって所定の方向(第1の方向)に偏向された後、第1のfθレンズ206及び第2のfθレンズ207を通過した光束の主走査断面内及び副走査断面内における光束径を制限する。
具体的に開口手段208には、図3(b)に示されているように、第1のfθレンズ206及び第2のfθレンズ207を通過した光束が通過する第1の開口部2081が形成されている。
なお開口手段208には、図3(b)に示されているように、本実施形態に係る反射素子209によって反射された光束が通過することで主走査断面内及び副走査断面内における光束径を制限するように構成された第2の開口部2082も形成されている。
The aperture means 208 detects the inside of the main scanning section and the sub-scanning section of the light beam that has been deflected in a predetermined direction (first direction) by the
Specifically, as shown in FIG. 3(b), the aperture means 208 has a
Note that, as shown in FIG. 3(b), the aperture means 208 allows the light beam reflected by the
本実施形態に係る反射素子209は、開口手段208を通過した光束を偏向器205に向けて反射する。本実施形態に係る反射素子209の詳細な構成については後述する。
The
偏向素子210は、図3(c)に示されているように、本実施形態に係る反射素子209によって反射された後に第2のfθレンズ207を再び通過した光束の進行方向を変化させる(偏向する)手段である。
そして偏向素子210は、例えばクサビ形状を有する、換言すると、入射面と出射面とが主走査断面内において互いに非平行である形状を有する光学素子で構成される。
また偏向素子210は、走査光学系85の光軸方向において、偏向器205と被走査面との間に設けられている。なお、偏向素子210の頂角は10°に設定されている。
As shown in FIG. 3C, the
The
Further, the
結像手段211は、偏向素子210及び第1のfθレンズ206を通過した後、偏向器205によって再び偏向された光束を受光素子212の近傍に集光する手段であり、例えば凸レンズで構成される。
受光素子212は、結像手段211を通過した光束を受光する受光素子であり、例えばフォトダイオードで構成される。
The imaging means 211 is a means for condensing the light beam, which has passed through the
The light-receiving
すなわち光走査装置600では、本実施形態に係る反射素子209によって反射された光束を偏向器205を介して受光素子212に入射させることができる。
また光走査装置600では、受光素子212は、走査光学系85の光軸方向において偏向器205と被走査面との間に設けられている。
That is, in the
Further, in the
図4(a)、(b)及び(c)はそれぞれ、本実施形態に係る反射素子209の正面図、図4(a)中のA-A線で切った断面図、及び図4(a)中のB-B線で切った断面図を示している。
また図4(d)は、本実施形態に係る反射素子209を構成する反射部209pの拡大正面図を示している。
4(a), (b), and (c) are respectively a front view of the
Moreover, FIG. 4(d) shows an enlarged front view of the
図4(a)に示されているように、本実施形態に係る反射素子209は、二次元的に配列された複数の反射部209pを有している。
ここで、当該二次元面内において互いに直交する二つの軸をY軸及びZ軸、当該二次元面に垂直な軸をX軸とする。
また図4(a)及び(d)において、実線は山部、点線は谷部を示している。
As shown in FIG. 4(a), the
Here, two axes that are perpendicular to each other within the two-dimensional plane are the Y-axis and the Z-axis, and an axis perpendicular to the two-dimensional plane is the X-axis.
In FIGS. 4A and 4D, solid lines indicate peaks and dotted lines indicate valleys.
具体的には、図4(d)に示されているように、反射部209pは、第1の反射面2091、第2の反射面2092、第3の反射面2093、第4の反射面2094、第5の反射面2095及び第6の反射面2096を有している。
そして反射部209pは、YZ断面内において平行四辺形の形状を有している。
Specifically, as shown in FIG. 4(d), the reflecting
The reflecting
また図4(d)に示されているように、第1の反射面2091と第2の反射面2092とは、稜線209a(第1の稜線)を形成するように互いに接している。
また第2の反射面2092と第3の反射面2093とは、稜線209b(第2の稜線)を形成するように互いに接している。
また第3の反射面2093と第1の反射面2091とは、稜線209c(第3の稜線)を形成するように互いに接している。
Moreover, as shown in FIG. 4(d), the first
Further, the second
Further, the third
さらに第3の反射面2093と第6の反射面2096とは、稜線209dを形成するように互いに接している。
また第4の反射面2094と第5の反射面2095とは、稜線209e(第4の稜線)を形成するように互いに接している。
また第5の反射面2095と第6の反射面2096とは、稜線209f(第5の稜線)を形成するように互いに接している。
また第6の反射面2096と第4の反射面2094とは、稜線209g(第6の稜線)を形成するように互いに接している。
Furthermore, the third
Further, the fourth
Furthermore, the fifth
Further, the sixth
そして図4(d)に示されているように、第1の反射面2091、第2の反射面2092及び第3の反射面2093は、入射した光束を反射する凹形状の空間を形成している。
同様に、第4の反射面2094、第5の反射面2095及び第6の反射面2096は、入射した光束を反射する凹形状の空間を形成している。
As shown in FIG. 4(d), the first
Similarly, the fourth
ここで本実施形態に係る反射素子209では、稜線209aと稜線209cとの間の角度は90度とは異なっており、稜線209eと稜線209gとの間の角度は90度とは異なっている。
具体的には、稜線209aと稜線209cとの間の角度は91.7度となっており、稜線209eと稜線209gとの間の角度は88.3度となっている。
一方、稜線209a及び209cはそれぞれ、稜線209bに対して90.0度をなしており、稜線209e及び209gはそれぞれ、稜線209fに対して90.0度をなしている。
Here, in the
Specifically, the angle between the
On the other hand, the
また図4(d)に示されているように、第1の反射面2091を形成する二等辺三角形の斜辺の第1の反射面2091に平行な垂線2091dと稜線209bとの間の角度は90.0度となっている。
また、第4の反射面2094を形成する二等辺三角形の斜辺の第4の反射面2094に平行な垂線2094hと稜線209fとの間の角度は90.0度となっている。
Further, as shown in FIG. 4(d), the angle between the perpendicular 2091d parallel to the first
Further, the angle between the perpendicular 2094h parallel to the fourth
ここで、第1の反射面2091、第2の反射面2092及び第3の反射面2093それぞれの単位法線ベクトルをn2091、n2092及びn2093と表す。
また、第4の反射面2094、第5の反射面2095及び第6の反射面2096それぞれの単位法線ベクトルをn2094、n2095及びn2096と表す。
このとき、本実施形態に係る反射素子209におけるn2091、n2092、n2093、n2094、n2095及びn2096はそれぞれ、以下の表3のように表される。
Here, the unit normal vectors of the first
Further, unit normal vectors of the fourth
At this time, n 2091 , n 2092 , n 2093 , n 2094 , n 2095 and n 2096 in the
従って、第1の反射面2091の単位法線ベクトルn2091と第2の反射面2092の単位法線ベクトルn2092との内積をS1と表したとき、内積S1は、以下の式(11)のように求められる。
S1=n2091・n2092=0 ・・・(11)
また、第1の反射面2091の単位法線ベクトルn2091と第3の反射面2093の単位法線ベクトルn2093との内積をT1と表したとき、内積T1は、以下の式(12)のように求められる。
T1=n2091・n2093=0 ・・・(12)
また、第2の反射面2092の単位法線ベクトルn2092と第3の反射面2093の単位法線ベクトルn2093との内積をU1と表したとき、内積U1は、以下の式(13)のように求められる。
U1=n2092・n2093=-0.02938 ・・・(13)
Therefore, when the inner product of the unit normal vector n 2091 of the first reflecting
S1=n 2091・n 2092 =0...(11)
Furthermore, when the inner product of the unit normal vector n 2091 of the first reflecting
T1=n 2091・n 2093 =0...(12)
Furthermore, when the inner product of the unit normal vector n 2092 of the second
U1=n 2092・n 2093 =-0.02938...(13)
同様に、第4の反射面2094の単位法線ベクトルn2094と第5の反射面2095の単位法線ベクトルn2095との内積をS2と表したとき、内積S2は、以下の式(14)のように求められる。
S2=n2094・n2095=0 ・・・(14)
また、第4の反射面2094の単位法線ベクトルn2094と第6の反射面2096の単位法線ベクトルn2096との内積をT2と表したとき、内積T2は、以下の式(15)のように求められる。
T2=n2094・n2096=0 ・・・(15)
また、第5の反射面2095の単位法線ベクトルn2095と第6の反射面2096の単位法線ベクトルn2096との内積をU2と表したとき、内積U2は、以下の式(16)のように求められる。
U2=n2095・n2096=0.02938 ・・・(16)
Similarly, when the inner product of the unit normal vector n 2094 of the fourth
S2=n 2094・n 2095 =0...(14)
Furthermore, when the inner product of the unit normal vector n 2094 of the fourth
T2=n 2094・n 2096 =0...(15)
Furthermore, when the inner product of the unit normal vector n 2095 of the fifth
U2=n 2095・n 2096 =0.02938...(16)
従って、本実施形態に係る反射素子209では、上記の条件式(7)、(8)、(9)及び(10)が満たされている。
Therefore, in the
また、第1の反射面2091の法線と第2の反射面2092の法線との間の角度をθ1(度)、第2の反射面2092の法線と第3の反射面2093の法線との間の角度をθ2(度)と表す。
また、第3の反射面2093の法線と第1の反射面2091の法線との間の角度をθ3(度)、第4の反射面2094の法線と第5の反射面2095の法線との間の角度をθ4(度)と表す。
また、第5の反射面2095の法線と第6の反射面2096の法線との間の角度をθ5(度)、第6の反射面2096の法線と第4の反射面2094の法線との間の角度をθ6(度)と表す。
このとき、本実施形態に係る反射素子209におけるθ1、θ2、θ3、θ4、θ5及びθ6はそれぞれ、以下の表4のように表される。
Also, the angle between the normal line of the first
Also, the angle between the normal of the third
Also, the angle between the normal line of the fifth
At this time, θ1, θ2, θ3, θ4, θ5, and θ6 in the
表4に示されているように、本実施形態に係る反射素子209では、θ1>θ2、θ3>θ2、θ4<θ5及びθ6<θ5が満たされている。
As shown in Table 4, in the
光走査装置600では、本実施形態に係る反射素子209に入射した光束は、第1乃至第3の反射面2091乃至2093の夫々によって一回ずつ反射されるか、または第4乃至第6の反射面2094乃至2096の夫々によって一回ずつ反射される。
そして、第1乃至第3の反射面2091乃至2093によって反射された光束は、主走査断面内においては入射光束に対して角度+2.4°をなすと共に、副走査断面内においては入射光束に対して同一方向の逆向きに出射する。
また、第4乃至第6の反射面2094乃至2096によって反射された光束は、主走査断面内においては入射光束に対して角度-2.4°をなすと共に、副走査断面内においては入射光束に対して同一方向の逆向きに出射する。
In the
The light beams reflected by the first to third reflecting
Furthermore, the light beams reflected by the fourth to sixth reflecting
すなわち光走査装置600では、本実施形態に係る反射素子209に入射した光束は、入射光束の進行方向に対して、主走査断面内においては絶対値は略同一で符号が互いに異なる角度をなし、副走査断面内においては双方とも逆向きである二つの方向に反射される。
That is, in the
そして光走査装置600では、上述のように反射素子209への入射光束が通過する第1の開口部2081と反射素子209によって二つの方向に反射された光束の一方が通過する第2の開口部2082とが形成された開口手段208が設けられている。
すなわち、反射素子209によって二つの方向に反射された光束の他方は開口手段208の遮光部によって遮光される。
In the
That is, the other of the light beams reflected in two directions by the reflecting
これにより図3(a)に示されているように、本実施形態に係る反射素子209によって二つの方向に反射された光束の一方は、第2のfθレンズ207、偏向素子210及び第1のfθレンズ206を通過することで、偏向器205に再び入射する。
そして偏向器205によって再び偏向された当該光束は、結像手段211を通過することで、受光素子212に入射する。
As a result, as shown in FIG. 3(a), one of the light beams reflected in two directions by the
The light beam deflected again by the
このように光走査装置600では、本実施形態に係る反射素子209によって反射された光束は、光源201に入射することなく、受光素子212に効率よく導光されることができる。
特に、反射素子209の姿勢が変化しても、反射素子209によって反射された光束を受光素子212に導光することができる。
In this manner, in the
In particular, even if the posture of the
以上のように光走査装置600では、上記に示した構成を有する本実施形態に係る反射素子209を用いることで、反射素子209の姿勢が変化しても、受光素子212に光束を高精度に戻すことができる。
これにより、光源201から出射した光束の、入射光学系75及び走査光学系85を通過することによる光量の変化量を測定することで、光走査装置600における光学系を高精度に評価することができる。
As described above, in the
As a result, the optical system in the
[第三実施形態]
図5(a)及び(b)は、第三実施形態に係る光走査装置700の主走査断面図及び第1のfθレンズ306近傍における拡大主走査断面図を示している。
また図5(c)は、第三実施形態に係る光走査装置700に設けられている第1のfθレンズ306の端部近傍における拡大主走査断面図を示している。
[Third embodiment]
FIGS. 5A and 5B show a main scanning sectional view of an
Further, FIG. 5C shows an enlarged main scanning cross-sectional view near the end of the
なお光走査装置700は、第1のfθレンズ206及び偏向素子210の代わりに第1のfθレンズ306を設けていること以外は、光走査装置600と同一の構成であるため、同一の部材には同一の符番を付して説明を省略する。
また、図5(a)及び(b)における矢印は、光束の進行方向を示している。
Note that the
Moreover, the arrows in FIGS. 5(a) and 5(b) indicate the traveling direction of the luminous flux.
光走査装置700では、第1のfθレンズ306(第1の結像光学素子)が偏向器205によって偏向された光束を被走査面313上に導光する機能と、反射素子209によって反射された後、第2のfθレンズ207を再び通過した光束の進行方向を変化させる機能とを有している。
In the
具体的には、第1のfθレンズ306は、被走査面313を走査する光束が通過する領域においては主走査断面内と副走査断面内とで異なるパワーを有するアナモフィック結像レンズである。
そして、偏向器205によって偏向された光束が例えば感光ドラムである被走査面313上に集光(導光)され、被走査面313は偏向器205によって主走査方向に走査される。
Specifically, the
The light beam deflected by the
また第1のfθレンズ306は、被走査面313を走査する光束が通過する領域とは異なる領域、すなわち一方の主走査方向端部に偏向部3061を有している。
そして、反射素子209によって偏向された後、第2のfθレンズ207を再び通過した光束が偏向部3061において偏向される。
すなわち第1のfθレンズ306は、反射素子209からの光束を偏向する偏向素子が一体化された結像光学素子である。
Further, the
After being deflected by the
That is, the
光走査装置700では、第1のfθレンズ306及び第2のfθレンズ207によって走査光学系85が構成される。
そして第2のfθレンズ207の副走査断面内における屈折力は、第1のfθレンズ306の副走査断面内における屈折力より強く、すなわち走査光学系85の中で最も強い。
また、結像手段211及び受光素子212によって同期検知光学系95が構成される。
In the
The refractive power of the second f.theta.
Further, the imaging means 211 and the
また光走査装置700において、第1のfθレンズ306の偏向部3061は、図5(b)に示されているように、主走査断面内において反射素子209からの光束を走査光学系85の光軸に向けて偏向することで偏向器205に入射させる形状を有している。
これにより、主走査断面内において光源201と反射素子209との間に配置された受光素子212に光束を導光することができる。
Further, in the
Thereby, the light beam can be guided to the
また第1のfθレンズ306の偏向部3061は、図5(c)に示されているように、主走査方向の内側端部から外側端部に向けて肉厚が薄くなる形状を有している。
そして、第1のfθレンズ306の偏向器205側の光学面のうち、偏向部3061に対応する部分は、光軸を含む主走査断面内において、残りの部分(すなわち、結像に寄与する部分)の偏向部3061側の端部における傾きに対して角度φだけ傾いている。
なお光走査装置700では、角度φは17°に設定されている。
Further, as shown in FIG. 5(c), the deflecting
Of the optical surface of the
Note that in the
また反射素子209は、光軸方向において偏向器205と被走査面313との間に配置されているため、偏向部3061に凸のパワーを与えることで、受光素子212に光束をより高精度に導光することが可能となる。
Further, since the
図6は、光走査装置700において受光素子212によって受光される光の出力Iの時間変化を示している。
FIG. 6 shows a temporal change in the output I of light received by the
光走査装置700では、結像手段211及び受光素子212で構成される同期検知光学系95による同期検知によって、出力801から偏向器205の回転位相の基準となる位置を決定することができ、基準時刻0(マイクロ秒)を決めることができる。
具体的には、偏向器205によって所定の方向(第2の方向)、すなわち受光素子212に向けて偏向された光束が受光素子212に入射することで、受光素子212において出力801が検知される。
そして図6に示されているように閾値Pを設定することで、出力801における閾値Pに対応する時刻から基準時刻0(マイクロ秒)を決めることができる。
In the
Specifically, the light beam deflected by the
By setting the threshold P as shown in FIG. 6, the reference time 0 (microsecond) can be determined from the time corresponding to the threshold P in the
また所定の時間において、偏向器205によって別の所定の方向(第1の方向)、すなわち反射素子209に向けて偏向された光束が反射素子209に入射する。
そして反射素子209によって反射された光束は、上記に示したように偏向器205によって再び偏向されることによって受光素子212に戻ることで、受光素子212において出力802が検知される。
このとき出力802における閾値Pに対応する時刻からt(マイクロ秒)を決定することができる。
Further, at a predetermined time, a light beam deflected by the
The light beam reflected by the
At this time, t (microseconds) can be determined from the time corresponding to the threshold value P in the
これにより開口手段208の位置を、決定された時刻t(マイクロ秒)と偏向器205による走査速度V(mm/s)とから求めることができる。
Thereby, the position of the aperture means 208 can be determined from the determined time t (microseconds) and the scanning speed V (mm/s) by the
すなわち光走査装置700では、同期検知光学系95において光束を受光したタイミング(すなわち、時刻0)と受光素子212において光束を受光したタイミング(すなわち、時刻t)とに基づいて、不図示の制御部がそれらの受光の間の時間を演算することができる。
これにより、例えば昇温等によって生じる走査光学系85による結像位置の変化を検知することができる。
そして演算された時間に基づいて、光源201の発光タイミングを調整することができる。
That is, in the
This makes it possible to detect changes in the imaging position of the scanning
The light emission timing of the
以上のように光走査装置700では、上記に示した構成を有する本実施形態に係る反射素子209を用いることで、反射素子209の姿勢が変化しても、受光素子212に光束を高精度に戻すことができる。
これにより、被走査面313における走査タイミングを精度良く調整することができ、高精度な印字を行うことが可能となる。
As described above, in the
Thereby, the scanning timing on the scanned
[第四実施形態]
図7(a)は、第四実施形態に係る光走査装置800の主走査断面図を示している。
また図7(b)は、第四実施形態に係る光走査装置800が備える開口手段308の正面図を示している。
[Fourth embodiment]
FIG. 7A shows a main scanning cross-sectional view of an
Moreover, FIG. 7(b) shows a front view of the aperture means 308 included in the
なお光走査装置800では、光走査装置700に設けられていた第1のfθレンズ306の代わりに光走査装置600に設けられていた第1のfθレンズ206が設けられている。
また光走査装置800では、光走査装置700に設けられていた開口手段208の代わりに開口手段308が設けられている。
また光走査装置800では、結像手段213及び受光素子214が新たに設けられており、光走査装置800のそれ以外の構成は光走査装置700と同一であるため、同一の部材には同一の符番を付して説明を省略する。
また図7(a)における矢印は、光束の進行方向を示している。
Note that in the
Further, in the
Further, in the
Moreover, the arrow in FIG. 7(a) indicates the traveling direction of the luminous flux.
結像手段213は、反射素子209によって反射された後、偏向器205によって再び偏向された光束を受光素子214の近傍に集光する手段であり、例えば凸レンズで構成される。
受光素子214(第1の受光素子)は、結像手段213を通過した光束を受光する受光素子であり、例えばフォトダイオードで構成される。
The imaging means 213 is a means for condensing the light beam, which has been reflected by the
The light-receiving element 214 (first light-receiving element) is a light-receiving element that receives the light beam that has passed through the imaging means 213, and is configured of, for example, a photodiode.
図7(a)に示されているように、受光素子212は、走査光学系85の光軸方向において偏向器205と被走査面313との間に設けられている。
また図7(a)に示されているように、受光素子212及び受光素子214は、走査光学系85の光軸を含む副走査断面に対して、互いに反対側に設けられている。
As shown in FIG. 7A, the
Further, as shown in FIG. 7A, the
開口手段308は、偏向器205によって所定の方向(第1の方向)に偏向された後、第1のfθレンズ206及び第2のfθレンズ207を通過した光束の主走査断面内及び副走査断面内における光束径を制限する。
具体的に開口手段308には、図7(b)に示されているように、第1のfθレンズ206及び第2のfθレンズ207を通過した光束が通過する第1の開口部3081が形成されている。
なお開口手段308には、図7(b)に示されているように、本実施形態に係る反射素子209によって反射された光束が通過することで主走査断面内及び副走査断面内における光束径を制限するように構成された第2の開口部3082も形成されている。
The aperture means 308 detects the inside of the main scanning section and the sub-scanning section of the light beam that has been deflected in a predetermined direction (first direction) by the
Specifically, the aperture means 308 is formed with a
As shown in FIG. 7(b), the aperture means 308 allows the light beam reflected by the
上述の第三実施形態における図6に示されているように、受光素子212によって受光される光の出力801の強度と出力802の強度とは互いに異なっている。
具体的には、偏向器205によって受光素子212に向けて偏向された光束を受光することによる出力801の強度の方が、偏向器205によって反射素子209に向けて偏向され、反射素子209によって反射された光束を受光することによる出力802の強度より大きい。
As shown in FIG. 6 in the third embodiment described above, the intensity of the
Specifically, the intensity of the
このとき、受光素子212のダイナミックレンジによっては、互いに強度が異なる出力801及び出力802の双方を検出することが困難となる場合がある。
そこで本実施形態では、受光素子214を新たに設けることで、そのような問題を解消する。
At this time, depending on the dynamic range of the
Therefore, in this embodiment, such a problem is solved by newly providing the
上述したように、反射素子209の第1乃至第3の反射面2091乃至2093によって反射された光束は、主走査断面内においては入射光束に対して角度+2.4°をなすと共に、副走査断面内においては入射光束に対して同一方向の逆向きに出射する。
また、反射素子209の第4乃至第6の反射面2094乃至2096によって反射された光束は、主走査断面内においては入射光束に対して角度-2.4°をなすと共に、副走査断面内においては入射光束に対して同一方向の逆向きに出射する。
As described above, the light beams reflected by the first to third reflecting
Furthermore, the light beams reflected by the fourth to sixth reflecting
すなわち光走査装置800では、本実施形態に係る反射素子209に入射した光束は、入射光束の進行方向に対して、主走査断面内においては絶対値は略同一で符号が互いに異なる角度をなし、副走査断面内においては双方とも逆向きである二つの方向に反射される。
That is, in the
そして光走査装置800では、上述のように反射素子209への入射光束が通過する第1の開口部3081と反射素子209によって二つの方向に反射された光束の一方が通過する第2の開口部3082とが形成された開口手段308が設けられている。
すなわち、反射素子209によって二つの方向に反射された光束の他方は開口手段308の遮光部によって遮光される。
In the
That is, the other of the light beams reflected in two directions by the reflecting
ここで開口手段208では、図3(b)に示されているように、正面から見て第1の開口部2081の左側に第2の開口部2082が形成されている。
一方、開口手段308では、図7(b)に示されているように、正面から見て第1の開口部3081の右側に第2の開口部3082が形成されている。
Here, in the opening means 208, as shown in FIG. 3(b), a
On the other hand, in the opening means 308, as shown in FIG. 7(b), a
すなわち光走査装置800では開口手段308を用いることで、反射素子209によって二つの方向に反射された光束のうち、開口手段208によって遮光された光束が通過する一方で、開口手段208を通過した光束を遮光している。
これにより光走査装置800では、光走査装置600に設けられていた偏向素子210を設ける必要が無くなる。
That is, by using the aperture means 308 in the
This eliminates the need for the
光走査装置800では、上述の構成により、結像手段211及び受光素子212で構成される同期検知光学系95による同期検知によって、出力801から偏向器205の回転位相の基準となる位置を決定することができ、基準時刻0(マイクロ秒)を決めることができる。
具体的には、偏向器205の所定の偏向面205aによって所定の方向(第2の方向)、すなわち受光素子212(第2の受光素子)に向けて偏向された光束が受光素子212に入射することで、受光素子212において出力801が検知される。
そして図6に示されているように閾値Pを設定することで、出力801における閾値Pに対応する時刻から基準時刻0(マイクロ秒)を決めることができる。
In the
Specifically, a light beam deflected by a
By setting the threshold P as shown in FIG. 6, the reference time 0 (microsecond) can be determined from the time corresponding to the threshold P in the
また所定の時間において、偏向器205の所定の偏向面205aによって別の所定の方向(第1の方向)、すなわち反射素子209に向けて偏向された光束が反射素子209に入射する。
そして反射素子209によって反射された光束は、偏向器205の当該所定の偏向面205aとは異なる偏向面205aに入射し再び偏向されることによって受光素子214に入射することで、受光素子214において出力802が検知される。
このとき出力802における閾値Pに対応する時刻からt(マイクロ秒)を決定することができる。
Further, at a predetermined time, a light beam deflected by a
The light beam reflected by the
At this time, t (microseconds) can be determined from the time corresponding to the threshold value P in the
これにより開口手段308の位置を、決定された時刻t(マイクロ秒)と偏向器205による走査速度V(mm/s)とから求めることができる。
Thereby, the position of the aperture means 308 can be determined from the determined time t (microseconds) and the scanning speed V (mm/s) by the
すなわち光走査装置800では、受光素子212において光束を受光したタイミング(すなわち、時刻0)と受光素子214において光束を受光したタイミング(すなわち、時刻t)とに基づいて、不図示の制御部がそれらの受光の間の時間を演算することができる。
これにより、例えば昇温等によって生じる走査光学系85による結像位置の変化を検知することができる。
そして演算された時間に基づいて、光源201の発光タイミングを調整することができる。
That is, in the
This makes it possible to detect changes in the imaging position of the scanning
The light emission timing of the
以上のように光走査装置800では、上記に示した構成を有する本実施形態に係る反射素子209を用いることで、反射素子209の姿勢が変化しても、受光素子214に光束を高精度に戻すことができる。
これにより、被走査面313における走査タイミングを精度良く調整することができ、高精度な印字を行うことが可能となる。
As described above, in the
Thereby, the scanning timing on the scanned
以上、好ましい実施形態について説明したが、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。 Although preferred embodiments have been described above, the invention is not limited to these embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist thereof.
例えば、第一乃至第四実施形態に係る装置では、光束を表面で反射する反射素子を用いているが、これに限らず光束を内面で全反射する反射素子を用いても同様の効果が得られる。
そのような内面反射型の素子を用いる場合、第1乃至第3の反射面によって当該素子を凸形状に突出させると共に、第4乃至第6の反射面によって当該素子を凸形状に突出させても同等の効果が得られる。
For example, in the apparatuses according to the first to fourth embodiments, a reflective element that reflects a luminous flux on the surface is used, but the same effect is obtained by using a reflective element that totally reflects the luminous flux on the inner surface. It will be done.
When such an internal reflection type element is used, the element may be made to protrude in a convex shape by the first to third reflective surfaces, and the element may be made to protrude in a convex shape by the fourth to sixth reflective surfaces. The same effect can be obtained.
また本実施形態に係る反射素子では、上記の角度関係が満たされている限り、各反射面の形状や相対配置は限定されない。
また、第二乃至第四実施形態に係る光走査装置では、アナモコリメータレンズを用いているが、これに限らずコリメータレンズとシリンドリカルレンズとを組み合わせた光学系を用いても同様の効果が得られる。
Further, in the reflective element according to this embodiment, the shape and relative arrangement of each reflective surface are not limited as long as the above angular relationship is satisfied.
Further, although the optical scanning devices according to the second to fourth embodiments use an anamorphic collimator lens, the same effect is obtained by using an optical system that combines a collimator lens and a cylindrical lens. .
[モノクロ画像形成装置]
図8(a)は、第二乃至第四実施形態のいずれかに係る光走査装置を備える画像形成装置1204の要部副走査断面図を示している。
[Monochrome image forming device]
FIG. 8A shows a main part sub-scanning sectional view of an
図8(a)に示されているように、画像形成装置1204には、パーソナルコンピュータ等の外部機器1217からコードデータDcが入力される。
そして、入力されたコードデータDcは、装置内のプリンタコントローラ1211によって、画像データ(ドットデータ)Diに変換される。
As shown in FIG. 8A, code data Dc is input to the
The input code data Dc is then converted into image data (dot data) Di by a
次に、変換された画像データDiは、第二乃至第四実施形態のいずれかに係る光走査装置である光走査ユニット1200に入力される。
そして光走査ユニット1200からは、画像データDiに応じて変調された光ビーム1203が射出され、光ビーム1203によって感光ドラム1201の感光面が主走査方向に走査される。
Next, the converted image data Di is input to an
A
静電潜像担持体(感光体)たる感光ドラム1201は、モータ1215によって図8(a)に示されているように時計廻りに回転させられる。
そして、この回転に伴って、感光ドラム1201の感光面が光ビーム1203に対して主走査方向と直交する副走査方向に移動する。
A
With this rotation, the photosensitive surface of the
また感光ドラム1201の上方には、感光ドラム1201の表面を一様に帯電せしめる帯電ローラ1202が表面に当接するように設けられている。
そして、帯電ローラ1202によって帯電された感光ドラム1201の表面に、光走査ユニット1200によって走査される光ビーム1203が照射されるようになっている。
Further, above the
Then, the surface of the
上述したように、光ビーム1203は画像データDiに基づいて変調されており、光ビーム1203を照射することによって感光ドラム1201の表面に静電潜像が形成される。
そして、形成された静電潜像は、感光ドラム1201における光ビーム1203の照射位置よりもさらに回転方向の下流側において感光ドラム1201に当接するように配設された現像器1207によってトナー像として現像される。
As described above, the
The formed electrostatic latent image is developed as a toner image by a developing
次に、現像器1207によって現像されたトナー像は、感光ドラム1201の下方において感光ドラム1201に対向するように配設された転写ローラ1208によって被転写材たる用紙1212上に転写される。
なお、用紙1212は感光ドラム1201の前方(図8(a)において右側)の用紙カセット1209内に収納されているが、手差しでも給紙が可能である。
そして、用紙カセット1209の端部には給紙ローラ1210が配設されており、用紙カセット1209内の用紙1212が搬送路へ送り込まれる。
Next, the toner image developed by the developing
Although the
A
以上のようにして未定着トナー像が転写された用紙1212は、感光ドラム1201の後方(図8(a)において左側)に配置されている定着器へと搬送される。
定着器は、内部に定着ヒータ(不図示)を有する定着ローラ1213と定着ローラ1213に圧接するように配設された加圧ローラ1214とで構成されている。
そして、転写ローラ1208から搬送されてきた用紙1212を定着ローラ1213と加圧ローラ1214との圧接部によって加圧しながら加熱することにより、用紙1212上の未定着トナー像が定着される。
The
The fixing device includes a fixing
Then, the unfixed toner image on the
また、定着ローラ1213の後方には排紙ローラ1216が配設されており、定着された用紙1212は、画像形成装置1204の外部に排出される。
Further, a
なお図8(a)においては図示していないが、プリンタコントローラ1211は、上述のデータ変換に加えて、モータ1215等の画像形成装置1204内の各部材や、光走査ユニット1200内のポリゴンモータ等の制御も行う。
Although not shown in FIG. 8A, in addition to the data conversion described above, the
[カラー画像形成装置]
図8(b)は、第二乃至第四実施形態のいずれかに係る光走査装置を備える画像形成装置90の要部副走査断面図を示している。
[Color image forming device]
FIG. 8B shows a main part sub-scanning sectional view of an
画像形成装置90は、四個の光走査装置が各々並行して像担持体である感光ドラム面上に画像情報を記録するタンデムタイプのカラー画像形成装置である。
画像形成装置90は、第二乃至第四実施形態のいずれかに係る光走査装置と同一の構成である光走査装置11、12、13及び14、像担持体としての感光ドラム23、24、25及び26を備えている。
また画像形成装置90は、現像器15、16、17及び18、搬送ベルト91、プリンタコントローラ93及び定着器94を備えている。
The
The
The
図8(b)に示されているように、画像形成装置90には、パーソナルコンピュータ等の外部機器92からR(レッド)、G(グリーン)、B(ブルー)の各色信号が入力される。
そして、入力された色信号は、装置内のプリンタコントローラ93によって、C(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)、K(ブラック)の各画像データ(ドットデータ)に変換される。
As shown in FIG. 8B, each color signal of R (red), G (green), and B (blue) is input to the
The input color signals are then converted into image data (dot data) of C (cyan), M (magenta), Y (yellow), and K (black) by a
次に、変換された画像データはそれぞれ、光走査装置11、12、13及び14に入力される。
そして、光走査装置11、12、13及び14からは、各画像データに応じて変調された光ビーム19、20、21及び22が射出され、光ビーム19、20、21及び22によって感光ドラム23、24、25及び26の感光面が主走査方向に走査される。
Next, the converted image data is input to
Light beams 19, 20, 21 and 22 modulated according to each image data are emitted from the
感光ドラム23、24、25及び26それぞれの表面を一様に帯電せしめる帯電ローラ(不図示)が表面に当接するように設けられている。
そして、帯電ローラによって帯電された感光ドラム23、24、25及び26の表面に、光走査装置11、12、13及び14によって光ビーム19、20、21及び22が照射されるようになっている。
A charging roller (not shown) that uniformly charges the surface of each of the
The surfaces of the
上述したように、光ビーム19、20、21及び22は各色の画像データに基づいて変調されており、光ビーム19、20、21及び22を照射することによって感光ドラム23、24、25及び26の表面に静電潜像が形成される。
そして、形成された静電潜像は、感光ドラム23、24、25及び26に当接するように配設された現像器15、16、17及び18によってトナー像として現像される。
As described above, the light beams 19, 20, 21, and 22 are modulated based on the image data of each color, and the
The formed electrostatic latent image is then developed as a toner image by developing
次に、現像器15、16、17及び18によって現像されたトナー像は、感光ドラム23、24、25及び26に対向するように配設された不図示の転写ローラ(転写器)によって搬送ベルト91上を搬送される不図示の用紙(被転写材)上に多重転写され、一枚のフルカラー画像が形成される。
そして、未定着トナー像が転写された用紙は、さらに感光ドラム23、24、25及び26の後方(図8(b)において左側)に設けられた定着器94へと搬送される。
Next, the toner images developed by the developing
Then, the paper onto which the unfixed toner image has been transferred is further conveyed to a fixing
定着器94は、内部に定着ヒータ(不図示)を有する定着ローラとこの定着ローラに圧接するように配設された加圧ローラとで構成されている。
そして、転写部から搬送されてきた用紙が定着ローラと加圧ローラとの圧接部によって加圧しながら加熱されることにより、用紙上の未定着トナー像が定着される。
さらに、定着器94の後方には不図示の排紙ローラが配設されており、排紙ローラは定着された用紙を画像形成装置90の外部に排出せしめる。
The fixing
Then, the paper conveyed from the transfer section is heated while being pressed by a pressure contact section between the fixing roller and the pressure roller, thereby fixing the unfixed toner image on the paper.
Furthermore, a paper discharge roller (not shown) is disposed behind the fixing
画像形成装置90は、四個の光走査装置11、12、13及び14を並べ、各々がC(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)、K(ブラック)の各色に対応している。
そして画像形成装置90では、四個の光走査装置11、12、13及び14の各々が並行して感光ドラム23、24、25及び26の感光面上に画像信号(画像情報)を記録することで、カラー画像を高速に印字することができる。
The
In the
なお、外部機器92としては、例えばCCDセンサを備えたカラー画像読取装置が用いられてもよい。
この場合には、このカラー画像読取装置と画像形成装置90とで、カラーデジタル複写機が構成される。
Note that as the
In this case, the color image reading device and
106 反射素子
1061 第1の反射面
1062 第2の反射面
1063 第3の反射面
1064 第4の反射面
1065 第5の反射面
1066 第6の反射面
106
Claims (20)
前記第1の反射面の単位法線ベクトルと前記第2の反射面の単位法線ベクトルとの内積の値をS1、前記第1の反射面の単位法線ベクトルと前記第3の反射面の単位法線ベクトルとの内積の値をT1、前記第2の反射面の単位法線ベクトルと前記第3の反射面の単位法線ベクトルとの内積の値をU1、前記第4の反射面の単位法線ベクトルと前記第5の反射面の単位法線ベクトルとの内積の値をS2、前記第4の反射面の単位法線ベクトルと前記第6の反射面の単位法線ベクトルとの内積の値をT2、前記第5の反射面の単位法線ベクトルと前記第6の反射面の単位法線ベクトルとの内積の値をU2としたとき、
The value of the inner product of the unit normal vector of the first reflective surface and the unit normal vector of the second reflective surface is S1, and the value of the unit normal vector of the first reflective surface and the unit normal vector of the third reflective surface is S1. The value of the inner product with the unit normal vector is T1, the value of the inner product between the unit normal vector of the second reflecting surface and the unit normal vector of the third reflecting surface is U1, and the value of the inner product of the unit normal vector of the second reflecting surface and the unit normal vector of the third reflecting surface is T1. The value of the inner product of the unit normal vector and the unit normal vector of the fifth reflective surface is S2, and the inner product of the unit normal vector of the fourth reflective surface and the unit normal vector of the sixth reflective surface is S2. When the value of is T2, and the value of the inner product of the unit normal vector of the fifth reflective surface and the unit normal vector of the sixth reflective surface is U2,
前記第2の反射面の法線と前記第3の反射面の法線との間の角度をθ2、
前記第3の反射面の法線と前記第1の反射面の法線との間の角度をθ3、
前記第4の反射面の法線と前記第5の反射面の法線との間の角度をθ4、
前記第5の反射面の法線と前記第6の反射面の法線との間の角度をθ5、
前記第6の反射面の法線と前記第4の反射面の法線との間の角度をθ6としたとき、
θ1>θ2
θ3>θ2
θ4<θ5
θ6<θ5
なる条件を満たすことを特徴とする請求項1に記載の反射素子。 The angle between the normal to the first reflective surface and the normal to the second reflective surface is θ1,
The angle between the normal line of the second reflective surface and the normal line of the third reflective surface is θ2,
The angle between the normal to the third reflective surface and the normal to the first reflective surface is θ3,
The angle between the normal line of the fourth reflective surface and the normal line of the fifth reflective surface is θ4,
The angle between the normal line of the fifth reflective surface and the normal line of the sixth reflective surface is θ5,
When the angle between the normal line of the sixth reflective surface and the normal line of the fourth reflective surface is θ6,
θ1>θ2
θ3>θ2
θ4<θ5
θ6<θ5
The reflective element according to claim 1, wherein the reflective element satisfies the following conditions.
前記第2及び第3の反射面は第2の稜線を形成するように互いに接しており、
前記第3及び第1の反射面は第3の稜線を形成するように互いに接しており、
前記第4及び第5の反射面は第4の稜線を形成するように互いに接しており、
前記第5及び第6の反射面は第5の稜線を形成するように互いに接しており、
前記第6及び第4の反射面は第6の稜線を形成するように互いに接していることを特徴とする請求項1又は2に記載の反射素子。 The first and second reflective surfaces are in contact with each other so as to form a first ridgeline,
The second and third reflective surfaces are in contact with each other so as to form a second ridgeline,
The third and first reflective surfaces are in contact with each other so as to form a third ridgeline,
The fourth and fifth reflective surfaces are in contact with each other so as to form a fourth ridgeline,
The fifth and sixth reflective surfaces are in contact with each other so as to form a fifth ridgeline,
3. The reflective element according to claim 1, wherein the sixth and fourth reflective surfaces are in contact with each other so as to form a sixth ridgeline.
前記第2及び第3の稜線は互いに非垂直であり、
前記第4及び第5の稜線は互いに非垂直であり、
前記第5及び第6の稜線は互いに非垂直であることを特徴とする請求項3に記載の反射素子。 the first and second ridgelines are non-perpendicular to each other;
the second and third ridgelines are non-perpendicular to each other;
the fourth and fifth ridge lines are non-perpendicular to each other;
4. The reflective element according to claim 3, wherein the fifth and sixth ridge lines are non-perpendicular to each other.
前記第6及び第4の稜線は互いに垂直であることを特徴とする請求項3又は4に記載の反射素子。 the third and first ridge lines are perpendicular to each other;
5. The reflective element according to claim 3, wherein the sixth and fourth ridge lines are perpendicular to each other.
前記反射素子により反射された光源からの光束を受光する第1の受光素子とを備えることを特徴とする光検出装置。 The reflective element according to any one of claims 1 to 5,
and a first light-receiving element that receives the light beam from the light source reflected by the reflection element.
前記光源からの光束を偏向して被走査面を主走査方向に走査する偏向器とを備えることを特徴とする光走査装置。 A photodetection device according to claim 6 or 7,
An optical scanning device comprising: a deflector that deflects a light beam from the light source to scan a surface to be scanned in a main scanning direction.
前記偏向素子は、前記結像光学系の光軸方向において前記偏向器と前記被走査面との間に設けられていることを特徴とする請求項11又は12に記載の光走査装置。 comprising an imaging optical system that guides the light beam from the deflector to the scanned surface,
13. The optical scanning device according to claim 11, wherein the deflection element is provided between the deflector and the scanned surface in the optical axis direction of the imaging optical system.
前記第1及び第2の受光素子は、前記結像光学系の光軸を含む副走査断面に対して互いに反対側に設けられていることを特徴とする請求項16に記載の光走査装置。 comprising an imaging optical system that guides the light beam from the deflector to the scanned surface,
17. The optical scanning device according to claim 16, wherein the first and second light receiving elements are provided on opposite sides of a sub-scanning section including the optical axis of the imaging optical system.
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