JP3740339B2 - Optical scanning optical system, multi-beam optical scanning optical system, and image forming apparatus using the same - Google Patents

Optical scanning optical system, multi-beam optical scanning optical system, and image forming apparatus using the same Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は光走査光学系及びマルチビーム光走査光学系及びそれを用いた画像形成装置に関し、特に書き出し位置同期信号検出手段(BDセンサー)に入射する光束の一部を光束制限手段により制限することにより、主走査方向に印字位置のずれのない、高精度な印字品質を得ることができる、例えばレーザービームプリンタやデジタル複写機等の装置に好適なものである。
【0002】
【従来の技術】
図5は従来の光走査光学系の要部概略図である。
【0003】
同図において画像情報に応じて半導体レーザー51から光変調され出射した光束は開口絞り52によってその光束断面の大きさが制限され、コリメーターレンズ53により略平行光束もしくは収束光束に変換され、シリンドリカルレンズ54に入射する。シリンドリカルレンズ54に入射した光束のうち主走査断面内においてはそのままの状態で射出する。また副走査断面内においては収束して光偏向器55の偏向面(反射面)55aにほぼ線像(主走査方向に長手の線像)として結像する。尚、開口絞り52、コリメータレンズ53、シリンドリカルレンズ54等の各要素は第1の光学系62の一要素を構成している。そして光偏向器55の偏向面55aで反射偏向された光束は第2の光学系としての結像光学系(fθレンズ)56により感光ドラム面57上にスポット状に結像され、該光偏向器55を矢印A方向に回転させることによって、該感光ドラム面57上を矢印B方向(主走査方向)に等速度で光走査している。これにより記録媒体である感光ドラム面57上に画像記録を行なっている。
【0004】
このような走査光学系においては画像の書き出し位置を正確に制御する為に、画像信号を書き出す直前に書き出し位置同期信号検出手段を設けるのが一般的である。
【0005】
図5において58は折り返しミラー(以下、「BDミラー」と記す。)であり、感光ドラム面57上の走査開始位置のタイミングを調整する為の書き出し位置同期信号検知用の光束を後述するBDセンサー61側へ反射させている。59はスリットであり、感光ドラム面57と等価な位置に配されている。このスリット59のスリット幅は0.5mm程度であり、この間をスポット径0.1mm程度の光束が通過する。60は結像手段としてのBDレンズであり、BDミラー58とBDセンサー61とを共役な関係にする為のものであり、BDミラー58の面倒れを補正している。61は書き出し位置同期信号検出手段としての光センサー(以下、「BDセンサー」と記す。)である。
【0006】
同図においてはBDセンサー61からの出力信号を用いて感光ドラム面57上への画像記録の走査開始位置のタイミングを調整している。
【0007】
一方、図6に示す光走査光学系を画像形成装置本体に配置する場合、本体の構成・電装系の取り回し等の制限によっては、書き出し位置同期信号(以下、「BD信号」と記す。)を同図に示すように前記第2の光学系(fθレンズ)56の光軸を挟んで前記第1の光学系62の反対側で検出しなければならない場合がある。但し、この場合にはポリゴンミラー55の回転方向は前記図5とは逆となり、また被走査面57上でのスポットの走査方向も逆となる。尚、図6において前記図5に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【0008】
一般に図5及び図6に示したようような走査光学系においては、良好なる光学性能を維持する為に、画像の両端部(図中U点およびL点)に到達する光束の端部からポリゴンミラー55の偏向面55aの長手方向(主走査方向)の端部までの余裕部が対象とはならない。
【0009】
図7(A),(B)は各々この状況を説明する為のポリゴンミラー55の偏向面55a近傍の拡大図である。同図(A)は光来がU点へ到達するときにおけるポリゴンミラー55で反射される光束の様子を示した拡大図である。ポリゴンミラー55の偏向面55aの長手方向の端部から光束の端部までの余裕がΔUである。同様に同図(B)は光束がL点へ到達するときにおけるポリゴンミラー55で反射される光束の様子を示した拡大図である。ポリゴンミラー55の偏向面55aの長手方向の端部から光束の端部までの余裕がΔLである。
【0010】
通常の走査光学系においては、
ΔU>ΔL
となるのが一般的である。
【0011】
従って図6に示すような走査光学系の配置をとる必要が生じた場合には、ポリゴンミラー55の偏向面55aの余裕の少ない方向でBD信号を検出しなければならない為に、走査角度を大きく取れない、或いはスポット径を小さく絞る為に光束幅を広げられない等といった弊害が生じる。
【0012】
しかしながらBDセンサー61に入射する光束はスリット60上である程度絞られていれば良く、かつBDセンサー61の感度に対して余裕があれば、第1の光学系62から入射する光束の全てをポリゴンミラー55で反射させる必要はない。
【0013】
よって従来の走査光学系においては図8に示すようにBDセンサー(不図示)に到達する光束を故意にポリゴンミラー55で蹴って使用することによって、広い走査角度を確保しつつ、かつ画像の有効域においては蹴られることなく幅の広い光束を入射させて小スポット径を実現させていた。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら前記従来のような構成の光走査光学系においては、ポリゴンミラーの回転軸の偏芯、ポリゴンミラーの各偏向面の長手方向の陵部の加工精度の各面毎のばらつき、各偏向面に蒸著された蒸着膜の特に前記陵部における各面毎の反射率のばらつき等によって、ポリゴンミラーの各偏向面によってBDセンサーに到達する光量にばらつきが生じ易い為に、主走査方向に印字位置のずれが発生し易いという問題点があった。
【0015】
以下、この現象を図9(A),(B)に基づいて説明する。同図9(A)はBD信号(BD)とレーザー駆動信号(LD)とのタイミングチャートを示した図である。ポリゴンミラーは等角速度で回転しているのでBD信号は一定時間ごとに出力され、各走査ラインに対応するレーザー駆動信号は、このBD信号から一定時間t1 の経過後に送られる。従って各走査ラインは常に同位置から開始されることになる。ここでBD信号は同図(B)に示すようにBDセンサーの出力がある一定のスライスレベルS以上になったとき時間t0 後に出力される。この時点から一定時間t1 の経過後に各走査ラインに対応するレーザー駆動信号が送られる訳である。ここで上記の如き理由でポリゴンミラーの各偏向面によってBDセンサーに到達する光量にばらつきが生じた場合、例えば同図(B)に示したようにBDセンサーに到達する光量の高低によって時間t0 が必ずしも一致せず時間Δtのずれが生じてしまう。従って各走査ラインに対応するレーザー駆動信号にも時間Δtのずれが生じることになり、結果として主走査方向に印字位置のずれが発生することになる。
【0016】
また前記従来のような構成の光走査光学系を複数の光源(発光部)を用いてマルチビーム走査光学系として使用した場合についても同様な問題点が生じる。
【0017】
例えば一般的なモノリシックの2ビームレーザーを光源(例えばマルチビーム半導体レーザ)として使用した場合、2つの発光点間隔は狭いものでも0.1mm程度はある。このような光源において発光点を副走査方向に垂直に配置してしまうと、被走査面上での2つの発光点に対応する結像点の副走査方向のスポットの間隔も0.1mm以上は離れてしまう。ここで解像度が600DPIであると仮定した場合、被走査面上での副走査方向のスポット間隔は42.3μmである必要があるので、この場合は所謂インターレース走査方式を採らねばならない。インターレース走査の場合は飛び越すライン数分のメモリが必要となりコストアップを招いてしまう為に図10に示すように2つの発光点を副走査方向に垂直に配置せず、被走査面57上での副走査のスポット間隔を解像度に合わせた間隔になるような所望の角度θをなして配置するのが好ましい。
【0018】
このように光源を配置した場合の2つの発光点A,B(例えば発光点Aを有するAレーザーと発光点Bを有するBレーザー)から出射された2つの光束の様子を示したのが図11である。従来の走査光学系のようにBDセンサーに到達する光束を故意にポリゴンミラー55で蹴って使用すると、AレーザーとBレーザーとでポリゴンミラー55によって蹴られる割合が変わってしまう。その為にAレーザーのBDセンサーの出力とBレーザのBDセンサーの出力に差が出てしまうために、前述と同様主走査方向に印字位置のずれが発生してしまう。2つのBDセンサーの出力の差が常に一定であれば、前記時間Δtの値を見込んで時間t1 の値をAレーザーとBレーザーとで最初から変えておけば良い。しかしながら実際には光源の取り付け誤差等で光束がポリゴンミラーの偏向面の長手方向に微小量ずれる為に2つのBDセンサーの出力の差が常に一定とはならず、主走査方向の印字位置のずれを皆無にすることは難しいという問題点がある。
【0019】
本発明は書き出し位置同期信号検出手段(BDセンサー)に入射する光束の一部を光束制限手段により適切に制限することにより、主走査方向に印字位置のずれのない、高精度な印字品質を得ることができる光走査光学系及びマルチビーム光走査光学系及びそれを用いた画像形成装置の提供を目的とする。
【0020】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明の走査光学系は、
主走査方向に離間した複数の発光部を有する光源手段と、複数の偏向面を有する光偏向器と、該複数の発光部から出射した複数の光束を該光偏向器に導く第1の光学系と、該光偏向器の偏向面で偏向走査された複数の光束を被走査面上に結像させる第2の光学系と、該被走査面上での光束の書き出し開始位置のタイミングを決定するための該光偏向器の偏向面で偏向された光束を検出する書き出し位置同期信号検出手段と、を有する走査光学系において、
該光偏向器と該書き出し位置同期信号検出手段との間の光路中に光束制限手段を備え、
該光偏向器の同一偏向面で偏向された複数の光束は、該同一偏向面での蹴られる割合が異なることによって該光束制限手段に異なる光量で入射しており、
該光束制限手段は、主走査断面内において、該光束制限手段から出射する該書き出し位置同期信号検出手段に到達する複数の光束の幅の夫々を該光束制限手段に入射する該光偏向器の偏向面で偏向された光束の幅より小さくし、該光偏向器の同一偏向面で偏向された該書き出し位置同期信号検出手段に到達する複数の光束が該書き出し位置同期信号検出手段に入射している間、常に該光偏向器の同一偏向面で偏向された該書き出し位置同期信号検出手段に到達する複数の光束の幅を揃える機能を有することを特徴としている。
【0021】
請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記光偏向器の同一偏向面に入射する複数の光束は、主走査断面内において、該偏向面にはみ出すように入射していることを特徴としている。
【0022】
請求項3の発明は、請求項1又は2の発明において、前記光束制限手段と該書き出し位置同期信号検出手段との間の光路中に該被走査面上での光束の書き出し開始位置のタイミングを決定するスリットを備えており、主走査断面内において、該スリットの幅は、該光束制限手段を出射し該スリットに到達する複数の光束の夫々の光束の幅よりも大きいことを特徴としている。
【0023】
請求項4の発明は、請求項1乃至3のいずれか1項の発明において、前記光束制限手段は折り返しミラー又は該折り返しミラーを保持する保持部材であることを特徴としている。
【0024】
請求項5の発明の画像形成装置は、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の走査光学系と、該走査光学系の被走査面に配置された感光体と、該感光体上を光束が走査することによって形成された静電潜像をトナー像として現像する現像手段と、該現像されたトナー像を用紙に転写する転写手段と、転写されたトナー像を用紙に定着させる定着手段とを備えたことを特徴としている。
【0046】
【発明の実施の形態】
(実施形態1)
図1は本発明の実施形態1の光走査光学系をレーザービームプリンタやデジタル複写機等の画像形成装置に適用したときの主走査方向の要部断面図である。
【0047】
同図において1は光源手段であり、例えば半導体レーザーより成っている。2は開口絞りであり、通過光束径を整えている。3はコリメーターレンズであり、半導体レーザー1から出射した光束を略平行光束もしくは収束光束としている。4はシリンドリカルレンズであり、副走査断面内に関して所定の屈折力を有している。尚、開口絞り2、コリメーターレンズ3、シリンドリカルレンズ4等の各要素は第1の光学系12の一要素を構成している。
【0048】
5は偏向手段としての光偏向器であり、例えばポリゴンミラー(回転多面鏡)より成っており、ポリゴンモーター等の駆動手段(不図示)により図中矢印A方向に均一速度で回転している。
【0049】
6はfθ特性を有する第2の光学系としての結像光学系(fθレンズ)であり、負の屈折力を有する球面レンズ6aと、正の屈折力を有するトーリックレンズ6bの2枚のレンズより成っており、光偏向器5によって偏向反射された画像情報に基づく光束を被走査面としての感光ドラム面7上に結像させている。
【0050】
7は被走査面としての感光ドラム面(記録媒体面)である。
【0051】
8は光束制限手段であり、折り返しミラー(以下、「BDミラー」と記す。)より成っており、感光ドラム面7上の走査開始位置のタイミングを調整する為の書き出し位置同期信号検知用の光束の光束幅を制限して後述する書き出し位置同期信号検出手段側へ反射させている。このBDミラー8は第2の光学系6の光軸を挟んで第1の光学系12の反対側に位置しており、また第2の光学系6の感光ドラム面7側に位置している。
【0052】
9はスリットであり、感光ドラム面7と等価な位置に配されている。このスリット9のスリット幅は0.5mm程度であり、この間を本実施形態ではBDミラー8により制限された小スポット径(従来より小さい、例えば0.1mm以下)の光束が通過する。
【0053】
10は結像手段としてのBDレンズであり、BDミラー8と書き出し位置同期信号検出手段11とを共役な関係にする為のものであり、BDミラー8の面倒れを補正している。
【0054】
11は書き出し位置同期信号検出手段としての光センサー(以下、「BDセンサー」と記す。)であり、本実施形態では該BDセンサー11からの出力信号を検知して得られた書き出し位置同期信号(BD信号)を用いて感光ドラム面7上への画像記録の走査開始位置のタイミングを調整している。
【0055】
本実施形態では第1の光学系12からの光束を光偏向器5の偏向面(反射面)5aに、はみ出すように入射させており、また光偏向器5の偏向面5aに、はみ出すように入射された光束の一部が該偏向面5aで反射偏向され、BDセンサー11に入射するようにしている。また光偏向器5の偏向面5aで、はみ出された光束の光量はBDミラー8で制限される光束の光量に比べて少なくなるように設定している。
【0056】
本実施形態において画像情報に応じて半導体レーザー1から光変調され出射した光束は開口絞り2によってその光束断面の大きさが制限され、コリメーターレンズ3により略平行光束もしくは収束光束に変換され、シリンドリカルレンズ4に入射する。シリンドリカルレンズ4に入射した光束のうち主走査断面内においてはそのままの状態で射出する。また副走査断面内においては収束して光偏向器5の偏向面5aにほぼ線像(主走査方向に長手の線像)として結像する。そして光偏向器5の偏向面5aで反射偏向された光束は結像光学系6により感光ドラム面7上にスポット状に結像され、該光偏向器5を矢印A方向に回転させることによって、該感光ドラム面7上を矢印B方向(主走査方向)に等速度で光走査している。これにより記録媒体である感光ドラム面7上に画像記録を行なっている。
【0057】
このとき感光ドラム面7上を光走査する前に該感光ドラム面7上の走査開始位置のタイミングを調整する為に、ポリゴンミラー5で反射偏向された光束の一部をBDミラー8で反射させてスリット9を通し、BDレンズ10を介してBDセンサー11に導光している。そしてBDセンサー11からの出力信号を検知して得られたBD信号を用いて感光ドラム面7上への画像記録の走査開始位置のタイミングを調整している。
【0058】
本実施形態においては走査角を大きく取り、且つスポット径を小さく絞る為に同図に示すように第1の光学系12からの光束をポリゴンミラー5の偏向面5aからはみ出すように入射させて、該光束の一部をポリゴンミラー5の偏向面5aで蹴って使用している。そしてポリゴンミラー5の偏向面5aに、はみ出すように入射された光束の一部が、該偏向面5aで反射偏向されたBDミラー8で反射されてスリット9に入射されるが、このときにBDミラー8に入射される光束は該光束の光束幅よりも狭い光束のみが該BDミラー8で反射されてスリット9に入射する。従って、BDセンサー11に入射される光束の光束幅、即ち光量は実質的にBDミラー8の大きさ(反射面の幅)だけによって決定されることになる。また本実施例では光偏向器5の偏向面5aで、はみ出された光束の光量がBDミラー8で制限される光束の光量に比べて少なくなるように設定している。
【0059】
このような構成をとることにより、本実施形態では前述したようなポリゴンミラー5の各偏向面によってBDセンサー11に到達する光量にばらつきが発生することなく、該BDセンサー11からは常に一定の出力が得られる。これにより主走査方向に印字位置のずれのない高精度な印字品質を得ることができる。
【0060】
(実施形態2)
図2は本発明の実施形態2の折り返しミラー(BDミラー)とその保持部材近傍の拡大図である。
【0061】
本実施形態において前述の実施形態1と異なる点は光束制限手段を折り返しミラーを保持する折り返しミラー保持部材より構成したことである。その他の構成及び光学的作用は実施形態1と略同様であり、これにより同様な効果を得ている。
【0062】
即ち、同図において28は光束制限手段であり、折り返しミラー(BDミラー)を保持する折り返しミラー保持部材(BDミラーホルダー)より成っており、BDセンサー(不図示)に入射する光束の光束幅を制限している。18は前記図5、図6に示した従来と同様のBDミラーである。
【0063】
本実施形態においてはBDセンサーに入射される光束の光束幅、即ち光量は実質的にBDミラーホルダー28の開口の大きさによって決定している。また本実施例では光偏向器5の偏向面5aで、はみ出された光束の光量がBDミラーホルダー28で制限される光束の光量に比べて少なくなるように設定している。
【0064】
このような構成を取ることによって、本実施形態では前述したようなポリゴンミラーの各偏向面によってBDセンサーに到達する光量にばらつきが発生することなく、BDセンサーからは常に一定の出力が得られる。これにより主走査方向に印字位置のずれのない高精度な印字品質を得ることができる。
【0065】
また本実施形態ではBDミラーホルダー28によりBDミラー18のエッジでの有害な拡散反射光も防止することができる。
【0066】
(実施形態3)
図3は本発明の実施形態3のBDミラー近傍の拡大図である。同図において図2に示した要素と同一要素には同符番を付している。
【0067】
本実施形態において前述の実施形態1と異なる点は光束制限手段を光学ハウジングに設けられている衝立て状部材より構成したことである。その他の構成及び光学的作用は実施形態1と略同様であり、これにより同様な効果を得ている。
【0068】
即ち、同図において38は光束制限手段であり、不図示の第1の光学系、光偏向器、第2の光学系、そしてBDセンサーを保持する光学ハウジングに設けられている衝立て状部材より成っており、BDミラー18の直前に配置され、BDセンサー(不図示)に入射する光束の光束幅を制限している。
【0069】
本実施形態においてはBDセンサーに入射される光束の光束幅、即ち光量は実質的に衝立て状部材38の開口の大きさによって決定している。また本実施例では光偏向器5の偏向面5aで、はみ出された光束の光量が衝立て状部材38で制限される光束の光量に比べて少なくなるように設定している。
【0070】
このような構成を取ることによって、本実施形態では前述したようなポリゴンミラーの各偏向面によってBDセンサーに到達する光量にばらつきが発生することなく、BDセンサーからは常に一定の出力が得られる。これにより主走査方向に印字位置のずれのない高精度な印字品質を得ることができる。
【0071】
また本実施形態ではBDミラーホルダーを単純な形状とすることができる、あるいはBDミラーホルダー自身を不要のものとすることができる。
【0072】
(実施形態4)
図4は本発明のマルチビーム走査光学系をレーザービームプリンタやデジタル複写機等の画像形成装置に適用したときの実施形態4の主走査方向の要部断面図である。同図において図1に示した要素と同一要素には同符号を付している。
【0073】
本実施形態において前述の実施形態1と異なる点は光源手段を複数の発光部(発光点)を有するマルチビーム半導体レーザより構成したこと、及びそれに伴ない各光学要素を構成したことである。その他の構成及び光学的作用は実施形態1と略同様であり、これにより同様な効果を得ている。
【0074】
即ち、同図において41は光源手段であり、複数の発光部を有するマルチビーム半導体レーザより成っている。本実施形態におけるマルチビーム半導体レーザ41は前記図10に示したように解像度に合わせて2つの発光部が所定の角度θをなして配置されており、その為主走査方向に離れた配置と成っている。
【0075】
46はfθ特性を有する第2の光学系としての結像光学系(fθレンズ)であり、主走査方向と副走査方向とで互いに異なる屈折力を有する単一のレンズより成っている。尚、同図では例えば2ビームのときのマルチビーム走査光学系を示している。
【0076】
本実施形態においても前述した実施形態1、2、3と同様に第1の光学系12からの2つの光束をポリゴンミラー5の偏向面5aからはみ出すように入射させて、該光束の一部をポリゴンミラー5の偏向面5aで蹴って使用している。ここで2つの光束のポリゴンミラー5での蹴られる割合は異なることになるが、BDミラー8の大きさ(反射面の幅)を前記蹴られる割合の大きい方の光束よりも小さい方の光束のみが反射されるように設定している。従って2つの発光部から出射されてBDセンサー11に入射される2つの光束の光束幅、即ち光量は実質的にBDミラー8の大きさ(反射面の幅)だけによって決定されることになる。また本実施例では光偏向器5の偏向面5aで、はみ出された2つの光束の光量が各々BDミラー8で制限される光束の光量に比べて少なくなるように設定している。
【0077】
このような構成をとることにより本実施形態では2つの発光部に対応するBDセンサー11からの出力を常に同一とすることができ、これにより主走査方向に印字位置のずれのない高精度な印字品質を得ることができる。
【0078】
尚、本実施形態においては上述の如くBDセンサー11に入射する2つの光束の光束幅、即ち光量をBDミラー8の大きさで決定しているが、これに限らず、例えば前述の実施形態2、3と同様にBDミラーの保持部材(BDミラーホルダー)の開口の大きさによって決定しても良いし、BDミラーの直前に配置した光学ハウジングに設けた衝立て状部材の開口の大きさによって決定しても良い。
【0079】
また各実施形態1〜4において、走査角度をなるべく大きくとり、ポリゴンミラーの偏向面をより有効に使用する為に、画像有効域の光束とBDセンサーに入射する光束との分離が容易となるように光束制限部材(遮光部材)としてのBDミラー、BDミラー保持部材、そして光学ハウジングに設けられた衝立て等を第2の光学系の感光ドラム面側に配置している。
【0080】
また光束制限部材としては上記に示した以外にも、例えばBDセンサーに入射する光束の一部を上記の光束制限部材と同様に制限できる部材なら何を用いても良い。
【0081】
図12は、本発明の光走査光学系(もしくはマルチビーム光走査光学系)を用いた画像形成装置の一例である、電子写真プリンタの構成例を示す副走査方向の要部断面図である。図中、100は先に説明した本発明の実施形態1〜4のいずれかの光走査光学系(もしくはマルチビーム光走査光学系)を示す。101は静電潜像担持体たる感光ドラム(感光体)であり、該感光ドラム101の上方には該感光ドラム101の表面を一様に帯電せしめる帯電ローラ102が該表面に当接している。該帯電ローラ102の当接位置よりも下方の上記感光ドラム101の回転方向A下流側の帯電された表面には、光走査光学系100によって走査される光ビーム(光束)103が照射されるようになっている。
【0082】
光ビーム103は、画像データに基づいて変調されており、この光ビーム103を照射することによって上記感光ドラム101の表面に静電潜像を形成せしめる。該静電潜像は、上記光ビーム103の照射位置よりもさらに上記感光ドラム101の回転方向A下流側で該感光ドラム101に当接するように配設された現像手段としての現像装置107によってトナー像として現像される。該トナー像は、上記感光ドラム101の下方で該感光ドラム101に対向するように配設された転写手段としての転写ローラ108によって転写材たる用紙112上に転写される。該用紙112は上記感光ドラム101の前方(図12において右側)の用紙カセット109内に収納されているが、手差しでも給紙が可能である。該用紙カセット109端部には、給紙ローラ110が配設されており、該用紙カセット109内の用紙112を搬送路へ送り込む。
【0083】
以上のようにして、未定着トナー像を転写された用紙112はさらに感光ドラム101後方(図1 2において左側)の定着手段としての定着器へと搬送される。該定着器は内部に定着ヒータ(図示せず)を有する定着ローラ113と該定着ローラ113に圧接するように配設された加圧ローラ114とで構成されており、転写部から搬送されてきた用紙112を上記定着ローラ113と加圧ローラ114の圧接部にて加圧しながら加熱することにより用紙112上の未定着トナー像を定着せしめる。更に定着ローラ113の後方には排紙ローラ116が配設されており、定着された用紙112をプリンタの外に排出せしめる。
【0084】
【発明の効果】
本発明によれば前述の如く書き出し位置同期信号検出手段(BDセンサー)に入射する光束の一部を光束制限手段により適切に制限することにより、主走査方向に印字位置のずれのない、高精度な印字品質を得ることができる光走査光学系及びマルチビーム光走査光学系及びそれを用いた画像形成装置を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態1の主走査方向の要郡断面図
【図2】 本発明の実施形態2のBDミラーとその保持部材の拡大図
【図3】 本発明の実施形態3のBDミラー近傍の拡大図
【図4】 本発明の実施形態4の主走査方向の要部断面図
【図5】 従来の光走査光学系の主走査方向の要郡断面図
【図6】 従来の光走査光学系の主走査方向の要郡断面図
【図7】 走査光学系におけるポリゴンミラーの端部の余裕を示す説明図
【図8】 従来の光走査光学系においてBDセンサーに入射する光束をポリゴンミラーで蹴って使用していた状態を示す説明図
【図9】 BD信号とレーザー駆動信号のタイミングを示す説明図
【図10】 マルチビーム走査光学系における光源の配置を示す説明図
【図11】 マルチビーム走査光学系においてBDセンサーに入射する光束をポリゴンミラーで蹴って使用したときのポリゴンミラーでの蹴られの様子を示す説明図
【図12】 本発明の光走査光学系を用いた電子写真プリンタの構成例を示す副走査方向の要部断面図
【符号の説明】
1 光源手段(半導体レーザー)
41 光源手段(マルチ半導体レーザー)
2 開口絞り
3 コリメーターレンズ
4 シリンドリカルレンズ
12 第1の光学系
5 光偏向器(ポリゴンミラー)
6,46 第2の光学系(fθレンズ)
7 被走査面(感光ドラム面)
8,28,38 光束制限手段(BDミラー)
9 スリット
10 BDレンズ
11 書き出し位置同期信号検出手段(BDセンサー)
18 BDミラー
100 光走査光学系
101 感光ドラム
102 帯電ローラ
103 光ビーム
107 現像装置
108 転写ローラ
109 用紙カセット
110 給紙ローラ
112 転写材(用紙)
113 定着ローラ
114 加圧ローラ
116 排紙ローラ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical scanning optical system, a multi-beam optical scanning optical system, and an image forming apparatus using the optical scanning optical system, and in particular, restricts a part of a light beam incident on a writing position synchronization signal detecting unit (BD sensor) by a light beam limiting unit. Thus, it is possible to obtain a high-precision print quality with no deviation of the print position in the main scanning direction, which is suitable for an apparatus such as a laser beam printer or a digital copying machine.
[0002]
[Prior art]
FIG. 5 is a schematic diagram of a main part of a conventional optical scanning optical system.
[0003]
In the figure, the light beam modulated and emitted from the semiconductor laser 51 in accordance with image information is limited in size by the aperture stop 52, converted into a substantially parallel light beam or a convergent light beam by the collimator lens 53, and a cylindrical lens. 54 is incident. Out of the light beam incident on the cylindrical lens 54, it exits as it is in the main scanning section. In the sub-scan section, the light beam converges and forms a substantially linear image (a linear image that is long in the main scanning direction) on the deflection surface (reflection surface) 55a of the optical deflector 55. Each element such as the aperture stop 52, the collimator lens 53, and the cylindrical lens 54 constitutes one element of the first optical system 62. The light beam reflected and deflected by the deflecting surface 55a of the optical deflector 55 is imaged in a spot shape on the photosensitive drum surface 57 by an imaging optical system (fθ lens) 56 as a second optical system, and the optical deflector. By rotating 55 in the direction of arrow A, the photosensitive drum surface 57 is optically scanned at a constant speed in the direction of arrow B (main scanning direction). As a result, an image is recorded on the photosensitive drum surface 57 as a recording medium.
[0004]
In such a scanning optical system, in order to accurately control the image writing position, it is common to provide a writing position synchronization signal detecting means immediately before writing the image signal.
[0005]
In FIG. 5, reference numeral 58 denotes a folding mirror (hereinafter referred to as “BD mirror”), and a BD sensor, which will be described later, emits a write position synchronization signal detection light beam for adjusting the timing of the scanning start position on the photosensitive drum surface 57. Reflected toward the 61 side. Reference numeral 59 denotes a slit, which is disposed at a position equivalent to the photosensitive drum surface 57. The slit 59 has a slit width of about 0.5 mm, and a light beam having a spot diameter of about 0.1 mm passes through this slit 59. Reference numeral 60 denotes a BD lens as an image forming means for making a conjugated relationship between the BD mirror 58 and the BD sensor 61 and corrects the surface tilt of the BD mirror 58. Reference numeral 61 denotes an optical sensor (hereinafter referred to as “BD sensor”) as a writing position synchronization signal detecting means.
[0006]
In the figure, the timing of the scanning start position of image recording on the photosensitive drum surface 57 is adjusted using the output signal from the BD sensor 61.
[0007]
On the other hand, when the optical scanning optical system shown in FIG. 6 is arranged in the main body of the image forming apparatus, the writing position synchronization signal (hereinafter referred to as “BD signal”) is limited depending on the configuration of the main body and the handling of the electrical system. As shown in the figure, it may be necessary to detect on the opposite side of the first optical system 62 across the optical axis of the second optical system (fθ lens) 56. However, in this case, the rotation direction of the polygon mirror 55 is opposite to that in FIG. 5 and the scanning direction of the spot on the surface to be scanned 57 is also opposite. In FIG. 6, the same elements as those shown in FIG. 5 are given the same reference numerals.
[0008]
In general, in a scanning optical system as shown in FIGS. 5 and 6, in order to maintain good optical performance, a polygon is formed from the end of a light beam that reaches both ends (points U and L in the figure) of the image. The margin part up to the end in the longitudinal direction (main scanning direction) of the deflection surface 55a of the mirror 55 is not a target.
[0009]
7A and 7B are enlarged views of the vicinity of the deflection surface 55a of the polygon mirror 55 for explaining this situation. FIG. 4A is an enlarged view showing the state of the light beam reflected by the polygon mirror 55 when the light reaches the point U. The margin from the end in the longitudinal direction of the deflecting surface 55a of the polygon mirror 55 to the end of the light beam is ΔU. Similarly, FIG. 5B is an enlarged view showing the state of the light beam reflected by the polygon mirror 55 when the light beam reaches the point L. The margin from the end in the longitudinal direction of the deflection surface 55a of the polygon mirror 55 to the end of the light beam is ΔL.
[0010]
In a normal scanning optical system,
ΔU> ΔL
It is common to become.
[0011]
Therefore, when it becomes necessary to arrange the scanning optical system as shown in FIG. 6, the BD signal must be detected in a direction with a small margin of the deflection surface 55a of the polygon mirror 55, so that the scanning angle is increased. There is a problem that it cannot be taken or the beam width cannot be widened because the spot diameter is reduced.
[0012]
However, it is sufficient that the light beam incident on the BD sensor 61 is narrowed to some extent on the slit 60, and if there is a margin for the sensitivity of the BD sensor 61, all the light beams incident from the first optical system 62 are converted into polygon mirrors. There is no need to reflect at 55.
[0013]
Therefore, in the conventional scanning optical system, as shown in FIG. 8, the light beam reaching the BD sensor (not shown) is intentionally kicked by the polygon mirror 55 and used, thereby ensuring a wide scanning angle and effective image quality. In the region, a small spot diameter was realized by making a wide light beam incident without being kicked.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the optical scanning optical system having the above-described configuration, the eccentricity of the rotation axis of the polygon mirror, the variation in the processing accuracy of the longitudinal direction of each deflection surface of the polygon mirror, the variation in each surface, Since the amount of light reaching the BD sensor is likely to vary due to each deflection surface of the polygon mirror due to variations in the reflectance of each surface of the deposited film, particularly in the above-mentioned part, the printing position in the main scanning direction There has been a problem that misalignment is likely to occur.
[0015]
Hereinafter, this phenomenon will be described with reference to FIGS. FIG. 9A shows a timing chart of the BD signal (BD) and the laser drive signal (LD). Since the polygon mirror rotates at an equiangular speed, a BD signal is output every predetermined time, and a laser drive signal corresponding to each scanning line is sent after a lapse of a predetermined time t1 from this BD signal. Therefore, each scanning line always starts from the same position. Here, the BD signal is output after time t0 when the output of the BD sensor becomes equal to or higher than a certain slice level S as shown in FIG. A laser drive signal corresponding to each scanning line is sent after a lapse of a fixed time t1 from this point. Here, when the amount of light reaching the BD sensor varies due to the respective deflection surfaces of the polygon mirror for the reason described above, for example, as shown in FIG. It does not necessarily match and a time Δt shift occurs. Accordingly, the laser drive signal corresponding to each scanning line is also shifted by the time Δt, and as a result, the printing position is shifted in the main scanning direction.
[0016]
The same problem arises when the optical scanning optical system having the conventional configuration is used as a multi-beam scanning optical system using a plurality of light sources (light emitting portions).
[0017]
For example, when a general monolithic two-beam laser is used as a light source (for example, a multi-beam semiconductor laser), the distance between two light emitting points is as small as about 0.1 mm. In such a light source, if the light emitting points are arranged perpendicular to the sub-scanning direction, the distance between the spots in the sub-scanning direction of the imaging points corresponding to the two light emitting points on the surface to be scanned is 0.1 mm or more. I will leave. Here, when it is assumed that the resolution is 600 DPI, the spot interval in the sub-scanning direction on the surface to be scanned needs to be 42.3 μm. In this case, a so-called interlace scanning method must be adopted. In the case of interlaced scanning, as many memories as the number of lines to be skipped are required, resulting in an increase in cost. Therefore, as shown in FIG. 10, the two light emitting points are not arranged perpendicular to the sub-scanning direction, but on the scanned surface 57. It is preferable to arrange them at a desired angle θ such that the sub-scanning spot interval matches the resolution.
[0018]
FIG. 11 shows the state of two light beams emitted from two light emitting points A and B (for example, an A laser having a light emitting point A and a B laser having a light emitting point B) when the light source is arranged in this manner. It is. If the light beam reaching the BD sensor is intentionally kicked and used by the polygon mirror 55 as in the conventional scanning optical system, the rate at which the A laser and the B laser are kicked by the polygon mirror 55 changes. For this reason, there is a difference between the output of the BD sensor of the A laser and the output of the BD sensor of the B laser, so that the printing position shifts in the main scanning direction as described above. If the difference between the outputs of the two BD sensors is always constant, the value of the time t1 may be changed from the beginning of the A laser and the B laser in consideration of the value of the time Δt. In practice, however, the light beam is displaced by a minute amount in the longitudinal direction of the deflection surface of the polygon mirror due to a light source installation error, etc., so the difference between the outputs of the two BD sensors is not always constant, and the print position shift in the main scanning direction. There is a problem that it is difficult to eliminate all of them.
[0019]
In the present invention, a part of the light beam incident on the writing position synchronization signal detecting means (BD sensor) is appropriately restricted by the light beam restricting means, thereby obtaining a high-precision print quality with no deviation of the print position in the main scanning direction. It is an object of the present invention to provide an optical scanning optical system, a multi-beam optical scanning optical system, and an image forming apparatus using the same.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
The scanning optical system of the invention of claim 1
Light source means having a plurality of light emitting sections spaced apart in the main scanning direction, an optical deflector having a plurality of deflection surfaces, and a first optical system for guiding a plurality of light beams emitted from the plurality of light emitting sections to the optical deflector And a second optical system that forms an image on the surface to be scanned with a plurality of light beams deflected and scanned by the deflecting surface of the optical deflector, and a timing of the light beam writing start position on the surface to be scanned. A scanning position synchronization signal detecting means for detecting a light beam deflected by a deflecting surface of the optical deflector for scanning optical system,
A light flux limiting means in the optical path between the optical deflector and the writing position synchronization signal detecting means,
A plurality of light beams deflected by the same deflecting surface of the optical deflector are By different kicking ratios on the same deflection surface It is incident on the light flux limiting means with a different amount of light,
The light beam limiting unit deflects the light deflector that enters each of the widths of the plurality of light beams that reach the writing position synchronization signal detection unit that is emitted from the light beam limiting unit in the main scanning section. A plurality of light beams that reach the writing position synchronization signal detecting means that are smaller than the width of the light beam deflected by the surface and are deflected by the same deflection surface of the optical deflector are incident on the writing position synchronization signal detecting means. In the meantime, the present invention is characterized in that it has a function of aligning the widths of a plurality of light beams that always reach the writing position synchronization signal detecting means deflected by the same deflection surface of the optical deflector.
[0021]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the plurality of light beams incident on the same deflection surface of the optical deflector are incident so as to protrude from the deflection surface in the main scanning section. It is said.
[0022]
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the timing of the writing start position of the light beam on the surface to be scanned is set in the optical path between the light beam limiting means and the writing position synchronization signal detecting means. In the main scanning section, the width of the slit is larger than the width of each of the plurality of light beams that have exited the light beam limiting unit and reached the slit.
[0023]
A fourth aspect of the invention is characterized in that, in the invention of any one of the first to third aspects, the light flux limiting means is a folding mirror or a holding member that holds the folding mirror.
[0024]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus comprising: the scanning optical system according to any one of the first to fourth aspects; a photosensitive member disposed on a surface to be scanned of the scanning optical system; Developing means for developing the electrostatic latent image formed by scanning the light beam as a toner image, transfer means for transferring the developed toner image to a sheet, and fixing means for fixing the transferred toner image to the sheet It is characterized by having.
[0046]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part in the main scanning direction when the optical scanning optical system according to the first embodiment of the present invention is applied to an image forming apparatus such as a laser beam printer or a digital copying machine.
[0047]
In the figure, reference numeral 1 denotes light source means, which is composed of, for example, a semiconductor laser. Reference numeral 2 denotes an aperture stop, which adjusts the diameter of a passing light beam. Reference numeral 3 denotes a collimator lens, which uses a light beam emitted from the semiconductor laser 1 as a substantially parallel light beam or a convergent light beam. A cylindrical lens 4 has a predetermined refractive power in the sub-scanning cross section. Each element such as the aperture stop 2, the collimator lens 3, and the cylindrical lens 4 constitutes one element of the first optical system 12.
[0048]
Reference numeral 5 denotes an optical deflector serving as a deflecting means, which is composed of, for example, a polygon mirror (rotating polygon mirror), and is rotated at a uniform speed in the direction of arrow A in the figure by a driving means (not shown) such as a polygon motor.
[0049]
Reference numeral 6 denotes an imaging optical system (fθ lens) as a second optical system having an fθ characteristic, which includes two lenses: a spherical lens 6a having a negative refractive power and a toric lens 6b having a positive refractive power. The light beam based on the image information deflected and reflected by the optical deflector 5 is imaged on the photosensitive drum surface 7 as the surface to be scanned.
[0050]
Reference numeral 7 denotes a photosensitive drum surface (recording medium surface) as a surface to be scanned.
[0051]
Reference numeral 8 denotes a light beam limiting means, which is composed of a folding mirror (hereinafter referred to as “BD mirror”), and a light beam for detecting a writing position synchronization signal for adjusting the timing of the scanning start position on the photosensitive drum surface 7. of Luminous flux width And is reflected to the write position synchronization signal detection means described later. The BD mirror 8 is located on the opposite side of the first optical system 12 across the optical axis of the second optical system 6, and is located on the photosensitive drum surface 7 side of the second optical system 6. .
[0052]
A slit 9 is arranged at a position equivalent to the photosensitive drum surface 7. The slit 9 has a slit width of about 0.5 mm. In this embodiment, a light beam having a small spot diameter (smaller than the conventional one, for example, 0.1 mm or less) passes through the slit 9 in this embodiment.
[0053]
Reference numeral 10 denotes a BD lens as an image forming means for making a conjugated relationship between the BD mirror 8 and the writing position synchronization signal detecting means 11, and corrects the surface tilt of the BD mirror 8.
[0054]
Reference numeral 11 denotes an optical sensor (hereinafter referred to as “BD sensor”) as a writing position synchronization signal detecting means. In this embodiment, a writing position synchronization signal (hereinafter referred to as “BD sensor”) obtained by detecting an output signal from the BD sensor 11. The timing of the scanning start position of image recording on the photosensitive drum surface 7 is adjusted using the (BD signal).
[0055]
In this embodiment, the light beam from the first optical system 12 is incident on the deflecting surface (reflecting surface) 5a of the optical deflector 5 so as to protrude from the deflecting surface 5a. A part of the incident light beam is reflected and deflected by the deflecting surface 5 a and is incident on the BD sensor 11. Further, the light amount of the light beam protruding from the deflecting surface 5 a of the optical deflector 5 is set to be smaller than the light amount of the light beam limited by the BD mirror 8.
[0056]
In the present embodiment, the luminous flux modulated and emitted from the semiconductor laser 1 according to image information is limited in size by the aperture stop 2 and converted into a substantially parallel luminous flux or a convergent luminous flux by the collimator lens 3, and is cylindrical. The light enters the lens 4. Of the light beam incident on the cylindrical lens 4, the light beam is emitted as it is in the main scanning section. In the sub-scan section, the light beam converges and forms a substantially linear image (a linear image that is long in the main scanning direction) on the deflecting surface 5a of the optical deflector 5. Then, the light beam reflected and deflected by the deflection surface 5a of the optical deflector 5 is imaged in a spot shape on the photosensitive drum surface 7 by the imaging optical system 6, and by rotating the optical deflector 5 in the direction of arrow A, Optical scanning is performed on the photosensitive drum surface 7 in the direction of arrow B (main scanning direction) at a constant speed. As a result, an image is recorded on the photosensitive drum surface 7 as a recording medium.
[0057]
At this time, in order to adjust the timing of the scanning start position on the photosensitive drum surface 7 before optical scanning on the photosensitive drum surface 7, a part of the light beam reflected and deflected by the polygon mirror 5 is reflected by the BD mirror 8. Then, the light is guided to the BD sensor 11 through the slit 9 and the BD lens 10. Then, the timing of the scanning start position of image recording on the photosensitive drum surface 7 is adjusted using the BD signal obtained by detecting the output signal from the BD sensor 11.
[0058]
In this embodiment, in order to increase the scanning angle and reduce the spot diameter, the light beam from the first optical system 12 is incident so as to protrude from the deflection surface 5a of the polygon mirror 5 as shown in FIG. A part of the luminous flux is kicked by the deflecting surface 5a of the polygon mirror 5 and used. A part of the light beam incident on the deflecting surface 5a of the polygon mirror 5 is reflected by the BD mirror 8 reflected and deflected by the deflecting surface 5a and enters the slit 9. At this time, the BD Only the light beam narrower than the light beam width of the light beam is reflected by the BD mirror 8 and enters the slit 9. Therefore, the light beam width of the light beam incident on the BD sensor 11, that is, the light amount is substantially determined only by the size of the BD mirror 8 (the width of the reflecting surface). Further, in this embodiment, the light amount of the light beam protruding from the deflecting surface 5a of the optical deflector 5 is set to be smaller than the light amount of the light beam limited by the BD mirror 8.
[0059]
By adopting such a configuration, in this embodiment, there is no variation in the amount of light reaching the BD sensor 11 due to each deflection surface of the polygon mirror 5 as described above, and a constant output is always output from the BD sensor 11. Is obtained. As a result, it is possible to obtain a highly accurate print quality with no deviation in print position in the main scanning direction.
[0060]
(Embodiment 2)
FIG. 2 is an enlarged view of the vicinity of the folding mirror (BD mirror) and its holding member according to Embodiment 2 of the present invention.
[0061]
This embodiment is different from the first embodiment described above in that the light beam limiting means is configured by a folding mirror holding member that holds the folding mirror. Other configurations and optical actions are substantially the same as those of the first embodiment, and the same effects are obtained.
[0062]
In other words, 28 is a light beam restricting means, which comprises a folding mirror holding member (BD mirror holder) for holding a folding mirror (BD mirror), and the beam width of the light beam incident on the BD sensor (not shown). Restricted. Reference numeral 18 denotes a BD mirror similar to the conventional one shown in FIGS.
[0063]
In the present embodiment, the light beam width of the light beam incident on the BD sensor, that is, the light amount is substantially determined by the size of the opening of the BD mirror holder 28. Further, in this embodiment, the light amount of the light beam protruding from the deflecting surface 5 a of the optical deflector 5 is set to be smaller than the light amount of the light beam limited by the BD mirror holder 28.
[0064]
By adopting such a configuration, in this embodiment, a constant output is always obtained from the BD sensor without variation in the amount of light reaching the BD sensor due to each deflection surface of the polygon mirror as described above. As a result, it is possible to obtain a highly accurate print quality with no deviation in print position in the main scanning direction.
[0065]
Further, in the present embodiment, harmful diffuse reflected light at the edge of the BD mirror 18 can be prevented by the BD mirror holder 28.
[0066]
(Embodiment 3)
FIG. 3 is an enlarged view of the vicinity of the BD mirror according to the third embodiment of the present invention. In the figure, the same elements as those shown in FIG.
[0067]
The present embodiment is different from the above-described first embodiment in that the light flux limiting means is constituted by a screen-like member provided in the optical housing. Other configurations and optical actions are substantially the same as those of the first embodiment, and the same effects are obtained.
[0068]
That is, in the figure, reference numeral 38 denotes a light beam limiting means, which includes a first optical system (not shown), an optical deflector, a second optical system, and a screen-like member provided in an optical housing holding a BD sensor. It is arranged immediately before the BD mirror 18 and restricts the width of the light beam incident on the BD sensor (not shown).
[0069]
In the present embodiment, the width of the light beam incident on the BD sensor, that is, the light amount is substantially determined by the size of the opening of the screen-like member 38. In the present embodiment, the light amount of the light beam that protrudes from the deflecting surface 5a of the optical deflector 5 is set to be smaller than the light amount of the light beam that is limited by the screen-like member 38.
[0070]
By adopting such a configuration, in this embodiment, a constant output is always obtained from the BD sensor without variation in the amount of light reaching the BD sensor due to each deflection surface of the polygon mirror as described above. As a result, it is possible to obtain a highly accurate print quality with no deviation in print position in the main scanning direction.
[0071]
In this embodiment, the BD mirror holder can have a simple shape, or the BD mirror holder itself can be made unnecessary.
[0072]
(Embodiment 4)
FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part in the main scanning direction of Embodiment 4 when the multi-beam scanning optical system of the present invention is applied to an image forming apparatus such as a laser beam printer or a digital copying machine. In the figure, the same elements as those shown in FIG.
[0073]
This embodiment is different from the first embodiment in that the light source means is composed of a multi-beam semiconductor laser having a plurality of light emitting portions (light emitting points), and each optical element is configured accordingly. Other configurations and optical actions are substantially the same as those of the first embodiment, and the same effects are obtained.
[0074]
That is, in the figure, reference numeral 41 denotes light source means, which comprises a multi-beam semiconductor laser having a plurality of light emitting portions. In the multi-beam semiconductor laser 41 according to the present embodiment, as shown in FIG. 10, the two light emitting portions are arranged at a predetermined angle θ according to the resolution, and thus are arranged apart from each other in the main scanning direction. ing.
[0075]
Reference numeral 46 denotes an imaging optical system (fθ lens) as a second optical system having an fθ characteristic, which is composed of a single lens having different refractive powers in the main scanning direction and the sub-scanning direction. In the figure, for example, a multi-beam scanning optical system with two beams is shown.
[0076]
Also in the present embodiment, two light beams from the first optical system 12 are incident so as to protrude from the deflection surface 5a of the polygon mirror 5 as in the first, second, and third embodiments described above, and a part of the light beams is incident. The polygon mirror 5 is kicked by the deflecting surface 5a. Here, the ratios at which the two light beams are kicked by the polygon mirror 5 are different, but only the light beam whose size (the width of the reflecting surface) of the BD mirror 8 is smaller than the light beam having the larger kick rate. Is set to be reflected. Accordingly, the light beam widths of the two light beams emitted from the two light emitting units and incident on the BD sensor 11, that is, the light amount, are substantially determined only by the size of the BD mirror 8 (the width of the reflecting surface). Further, in this embodiment, the light quantity of the two light beams protruding from the deflecting surface 5a of the optical deflector 5 is set to be smaller than the light quantity of the light beam limited by the BD mirror 8, respectively.
[0077]
By adopting such a configuration, in the present embodiment, the outputs from the BD sensors 11 corresponding to the two light emitting units can always be the same, and thereby high-precision printing with no deviation of the printing position in the main scanning direction. Quality can be obtained.
[0078]
In the present embodiment, as described above, the beam widths of the two beams incident on the BD sensor 11, that is, the light amounts are determined by the size of the BD mirror 8. However, the present invention is not limited to this. 3 may be determined by the size of the opening of the holding member (BD mirror holder) of the BD mirror, or by the size of the opening of the screen-like member provided in the optical housing disposed immediately before the BD mirror. You may decide.
[0079]
Further, in each of the first to fourth embodiments, in order to make the scanning angle as large as possible and to use the deflection surface of the polygon mirror more effectively, it is easy to separate the luminous flux in the effective image area and the luminous flux incident on the BD sensor. In addition, a BD mirror as a light beam limiting member (light shielding member), a BD mirror holding member, a screen provided in the optical housing, and the like are arranged on the photosensitive drum surface side of the second optical system.
[0080]
In addition to the light flux limiting member described above, any member that can limit a part of the light flux incident on the BD sensor in the same manner as the light flux limiting member may be used.
[0081]
FIG. 12 is a cross-sectional view of the main part in the sub-scanning direction showing a configuration example of an electrophotographic printer which is an example of an image forming apparatus using the optical scanning optical system (or multi-beam optical scanning optical system) of the present invention. In the figure, reference numeral 100 denotes the optical scanning optical system (or multi-beam optical scanning optical system) according to any one of the first to fourth embodiments of the present invention described above. Reference numeral 101 denotes a photosensitive drum (photosensitive member) serving as an electrostatic latent image carrier, and a charging roller 102 that uniformly charges the surface of the photosensitive drum 101 is in contact with the surface above the photosensitive drum 101. A light beam (light beam) 103 scanned by the optical scanning optical system 100 is irradiated on the charged surface on the downstream side in the rotation direction A of the photosensitive drum 101 below the contact position of the charging roller 102. It has become.
[0082]
The light beam 103 is modulated based on the image data. By irradiating the light beam 103, an electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive drum 101. The electrostatic latent image is converted into toner by a developing device 107 as a developing unit disposed so as to abut on the photosensitive drum 101 further downstream in the rotation direction A of the photosensitive drum 101 than the irradiation position of the light beam 103. Developed as an image. The toner image is transferred onto a sheet 112 as a transfer material by a transfer roller 108 serving as transfer means disposed below the photosensitive drum 101 so as to face the photosensitive drum 101. The paper 112 is stored in a paper cassette 109 in front of the photosensitive drum 101 (on the right side in FIG. 12), but can be fed manually. A paper feed roller 110 is disposed at the end of the paper cassette 109 and feeds the paper 112 in the paper cassette 109 to the transport path.
[0083]
As described above, the sheet 112 on which the unfixed toner image is transferred is further conveyed to a fixing device as a fixing unit behind the photosensitive drum 101 (left side in FIG. 12). The fixing device includes a fixing roller 113 having a fixing heater (not shown) therein and a pressure roller 114 disposed so as to be in pressure contact with the fixing roller 113, and has been conveyed from a transfer unit. The unfixed toner image on the sheet 112 is fixed by heating the sheet 112 while applying pressure at the pressure contact portion between the fixing roller 113 and the pressure roller 114. Further, a paper discharge roller 116 is disposed behind the fixing roller 113, and the fixed paper 112 is discharged out of the printer.
[0084]
【The invention's effect】
According to the present invention, as described above, a part of the light beam incident on the writing position synchronization signal detecting means (BD sensor) is appropriately restricted by the light flux restricting means, so that there is no deviation in the printing position in the main scanning direction. It is possible to achieve an optical scanning optical system and a multi-beam optical scanning optical system and an image forming apparatus using the optical scanning optical system capable of obtaining a high print quality.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a main group in the main scanning direction according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of a BD mirror and a holding member thereof according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an enlarged view of the vicinity of a BD mirror according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view of main parts in a main scanning direction according to Embodiment 4 of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a conventional optical scanning optical system in the main scanning direction.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a conventional optical scanning optical system in the main scanning direction.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a margin of an end of a polygon mirror in a scanning optical system.
FIG. 8 is an explanatory view showing a state where a light beam incident on a BD sensor is kicked by a polygon mirror and used in a conventional optical scanning optical system.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing timing of a BD signal and a laser drive signal.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing the arrangement of light sources in a multi-beam scanning optical system.
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a state of kicking by a polygon mirror when a light beam incident on a BD sensor is kicked by a polygon mirror and used in a multi-beam scanning optical system.
FIG. 12 is a cross-sectional view of an essential part in the sub-scanning direction showing a configuration example of an electrophotographic printer using the optical scanning optical system of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Light source means (semiconductor laser)
41 Light source means (multi-semiconductor laser)
2 Aperture stop
3 Collimator lens
4 Cylindrical lens
12 First optical system
5 Optical deflector (polygon mirror)
6,46 Second optical system (fθ lens)
7 Scanned surface (photosensitive drum surface)
8, 28, 38 Luminous flux limiting means (BD mirror)
9 Slit
10 BD lens
11 Write position synchronization signal detection means (BD sensor)
18 BD Mirror
100 Optical scanning optical system
101 Photosensitive drum
102 Charging roller
103 Light beam
107 Developing device
108 Transfer roller
109 Paper cassette
110 Paper feed roller
112 Transfer material (paper)
113 Fixing roller
114 Pressure roller
116 Paper discharge roller

Claims (5)

主走査方向に離間した複数の発光部を有する光源手段と、複数の偏向面を有する光偏向器と、該複数の発光部から出射した複数の光束を該光偏向器に導く第1の光学系と、該光偏向器の偏向面で偏向走査された複数の光束を被走査面上に結像させる第2の光学系と、該被走査面上での光束の書き出し開始位置のタイミングを決定するための該光偏向器の偏向面で偏向された光束を検出する書き出し位置同期信号検出手段と、を有する走査光学系において、
該光偏向器と該書き出し位置同期信号検出手段との間の光路中に光束制限手段を備え、
該光偏向器の同一偏向面で偏向された複数の光束は、該同一偏向面での蹴られる割合が異なることによって該光束制限手段に異なる光量で入射しており、
該光束制限手段は、主走査断面内において、該光束制限手段から出射する該書き出し位置同期信号検出手段に到達する複数の光束の夫々の幅を該光束制限手段に入射する該光偏向器の偏向面で偏向された複数の光束の夫々の幅より小さくし、該光偏向器の同一偏向面で偏向された該書き出し位置同期信号検出手段に到達する複数の光束が該書き出し位置同期信号検出手段に入射している間、常に該光偏向器の同一偏向面で偏向された該書き出し位置同期信号検出手段に到達する前記複数の光束の夫々の幅を揃える機能を有することを特徴とする走査光学系。
Light source means having a plurality of light emitting sections spaced apart in the main scanning direction, an optical deflector having a plurality of deflection surfaces, and a first optical system for guiding a plurality of light beams emitted from the plurality of light emitting sections to the optical deflector And a second optical system that forms an image on the surface to be scanned with a plurality of light beams deflected and scanned by the deflecting surface of the optical deflector, and a timing of the light beam writing start position on the surface to be scanned. A scanning position synchronization signal detecting means for detecting a light beam deflected by a deflecting surface of the optical deflector for scanning optical system,
A light flux limiting means in the optical path between the optical deflector and the writing position synchronization signal detecting means,
A plurality of light beams deflected by the same deflecting surface of the optical deflector are incident on the light beam restricting means with different light amounts due to different ratios of kicking on the same deflecting surface,
The light beam limiting unit deflects the light deflector that enters each of the widths of the plurality of light beams that reach the writing position synchronization signal detection unit that is emitted from the light beam limiting unit in the main scanning section. A plurality of light beams that reach the writing position synchronization signal detecting means deflected by the same deflecting surface of the optical deflector are made smaller than the respective widths of the plurality of light beams deflected by the surface to the writing position synchronization signal detecting means. A scanning optical system having a function of aligning the widths of the plurality of light beams that always reach the writing position synchronization signal detecting means deflected by the same deflecting surface of the optical deflector during incidence. .
前記光偏向器の同一偏向面に入射する複数の光束は、主走査断面内において、該偏向面にはみ出すように入射していることを特徴とする請求項1記載の走査光学系。  2. The scanning optical system according to claim 1, wherein a plurality of light beams incident on the same deflection surface of the optical deflector are incident so as to protrude from the deflection surface in a main scanning section. 前記光束制限手段と該書き出し位置同期信号検出手段との間の光路中に該被走査面上での光束の書き出し開始位置のタイミングを決定するスリットを備えており、主走査断面内において、該スリットの幅は、該光束制限手段を出射し該スリットに到達する複数の光束の夫々の光束の幅よりも大きいことを特徴とする請求項1又は2記載の走査光学系。  In the optical path between the light beam limiting means and the writing position synchronization signal detecting means, there is provided a slit for determining the timing of writing start position of the light beam on the surface to be scanned. 3. The scanning optical system according to claim 1, wherein the width of the scanning optical system is larger than the width of each of the plurality of light beams emitted from the light beam limiting means and reaching the slit. 前記光束制限手段は折り返しミラー又は該折り返しミラーを保持する保持部材であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の走査光学系。  The scanning optical system according to claim 1, wherein the light flux limiting unit is a folding mirror or a holding member that holds the folding mirror. 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の走査光学系と、該走査光学系の被走査面に配置された感光体と、該感光体上を光束が走査することによって形成された静電潜像をトナー像として現像する現像手段と、該現像されたトナー像を用紙に転写する転写手段と、転写されたトナー像を用紙に定着させる定着手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。  5. The scanning optical system according to claim 1, a photosensitive member disposed on a surface to be scanned of the scanning optical system, and electrostatic formed by a light beam scanning on the photosensitive member. An image forming apparatus comprising: a developing unit that develops a latent image as a toner image; a transfer unit that transfers the developed toner image onto a sheet; and a fixing unit that fixes the transferred toner image onto the sheet. apparatus.
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