JP3772510B2

JP3772510B2 - Optical scanning device

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Publication number: JP3772510B2
Application number: JP2238398A
Authority: JP
Inventors: 敬一佐藤
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1998-02-03
Filing date: 1998-02-03
Publication date: 2006-05-10
Anticipated expiration: 2018-02-03
Also published as: JPH11218715A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光走査装置に係り、より詳しくは、光束を回転多面鏡によって所定の主走査方向に偏向し、偏向された光束で被走査面を走査する光走査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、レーザビームを走査して画像の記録を行うレーザビームプリンタやディジタル複写機などの画像形成装置が広く使用されている。図１には、このような画像形成装置に内蔵された一般的な光走査装置１００の概略構成図が示されている。
【０００３】
この図１に示す光走査装置１００において、画像情報信号に基づいて半導体レーザ１０２が駆動され、該半導体レーザ１０２からレーザビームが射出される。このレーザビームはコリメータレンズ１０４によりコリメートされ、スリット１０６、シリンドリカルレンズ１０８を通過した後、回転多面鏡１１０上に線状に結像され、矢印Ｑ方向に回転する回転多面鏡１１０によって偏向される。偏向されたレーザビームは、感光体１１２上の走査速度が等速度になるよう補正するｆθレンズ１１４によって集光され、反射ミラー１１６によって光路を折り曲げられた後、面倒れ補正するシリンドリカルミラー１１８を介してレーザビームの被走査面となる感光体１１２上に結像される。これによって、感光体１１２上に上記画像情報信号に対応する潜像が形成される。
【０００４】
感光体１１２の周囲には、帯電装置、現像装置、転写装置、クリーニング装置等の周知の画像形成プロセス機器が配置されており、上記のようにして感光体１１２上に形成された潜像が現像装置による現像処理でトナー像となり、このトナー像は転写装置によって記録用紙等に転写される。
【０００５】
上記のような画像形成装置では、レーザビームの光軸が基準位置からずれると、被走査面上での走査位置がずれ、形成される画像の画質が劣化する等の不都合が生じる。
【０００６】
そこで、従来より光走査装置内の光軸調整機構に関し、以下のような種々の提案が行われている。
【０００７】
特開平５−２９７３０３号公報には、光軸調整および焦点位置調整を光源装置の移動により行う技術が開示されている。図２には特開平５−２９７３０３号公報に開示された光源装置１２０の分解斜視図を示す。この光源装置１２０では、本体シャーシ１２２の位置決めピン１２４がコリメータレンズユニット１２６の位置決め孔１２８に嵌入した状態で固定ネジ１３０、１３２によって固定されている。コリメータレンズユニット１２６の取付柱１３４、１３６の上面には、ＬＤユニット１３８の一部を構成するＬＤ取付部材１４０がＬＤユニット固定ネジ１４２、１４４によって固定される。ＬＤユニット１３８は光軸調整が終了した後に完全に固定される。ＬＤユニット１３８の光軸調整が行われた後、調整ネジ１４６を回転して半導体レーザ１４８を光軸方向に進退させることにより、焦点位置の調整が行われる。
【０００８】
また、光源装置の移動以外の方法で光軸調整を行う技術が実開平２−４７６０９号公報に開示されている。図３（Ａ）に示す光軸調整機構１６２では、保持部材１６４により保持された球体１６６の一部が平面状に削成されており、この平面部１６８にミラー１７０が貼付等により固定されている。オペレータは、図３（Ｂ）に示す治具１７２によって球体１６６を保持部材１６４に対して回動させることにより、ミラー１７０の反射角度を調整し、光軸調整を行う。
【０００９】
さらに、上記従来技術の他にも１枚のミラーを光軸方向に移動させることにより光軸調整を行う技術が知られている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のうち特開平５−２９７３０３号公報記載の技術では、光軸調整の後に、調整ネジ１４６（図２）を回転させて半導体レーザ１４８を進退させることにより、焦点位置調整を行っているため、調整ネジ１４６のガタや調整ネジ１４６の先端形状によっては半導体レーザ１４８が光軸方向に平行移動しないことがあり、既に調整が完了している光軸１５０がずれてしまうおそれがある。そのため、光軸調整の調整範囲を狭めたり或いは再調整を行うなどの処置が必要となってしまうため、調整が困難になり、調整時間の増加という不具合が発生するおそれがある。
【００１１】
また、実開平２−４７６０９号公報記載の技術は、人手による光軸調整であり、光軸調整時には治具１７２が必要となる。この治具１７２が無くては調整ができず、治具１７２を使用した場合でも、ミラー１７０が貼付された球体１６６を、光軸に対し水平な平面内および垂直な平面内で正確に回動させることは困難である。また、ミラー１７０で反射された光束が回転多面鏡に対し入射する角度がずれるおそれがある、という問題がある。回転多面鏡への入射角がずれてしまうと、回転多面鏡の回転によって光束が走査する領域がずれてしまい、走査開始の書き出し位置がずれるという不具合が発生する。
【００１２】
さらに、１枚のミラーの移動によって光軸を調整する技術では、図４に示すように、ミラー１８０を所定方向（図４では一例としてＺ軸方向）に沿って移動することにより、光束の主走査方向位置を調整することが可能である。しかし、光束の副走査方向位置は調整できない。また、ミラー１８０を移動することにより光束の光路長が変化してしまう。光路長が変化することで、光源１８２と回転多面鏡１８４との共役関係が崩れ、回転多面鏡１８４上の副走査方向のスポットサイズが悪化し、画質劣化等の問題が発生するおそれがある。
【００１３】
光路長の変化量ΔＬ（ｍｍ）は、回転多面鏡１８４への光束の入射角をα（°）、ミラー１８０の移動量をΔＤ（ｍｍ）とすると、ΔＬ＝２Ｄ／ｃｏｓαで表わされる。
【００１４】
例えば、α＝３０°、ΔＤ＝１ｍｍとすると、ΔＬ＝２×１／ｃｏｓ３０°＝２．３１ｍｍとなる。このように光路長が２ｍｍも変動すると、回転多面鏡１８４上のスポット径が悪化し、画質劣化等の影響をもたらすことになる。
【００１５】
ところで、近年、光走査装置全体の小型化を図るために、光走査装置内の光路の途中に一対の反射ミラー（反射ミラー対）を設け、光束を折り返す回数を増やす装置構成が広く用いられている。
【００１６】
本発明は、上記問題点を解消するために成されたものであり、焦点位置調整に起因した光軸のずれを回避し、光軸調整を容易に精度良く行うことができる光走査装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の光走査装置は、光束を射出する光源部と、所定の回転軸の回りを略等角速度で回転し且つ前記回転軸に平行な複数の反射面が外周に形成され、入射された光束を前記反射面により偏向させる回転多面鏡と、前記光源部から射出された光束を、前記回転軸に平行な副走査方向に収束させて前記反射面上に前記副走査方向に垂直な主走査方向に沿った線像として結像させる第１の結像光学系と、前記副走査方向に沿った断面内で前記反射面と被走査面とを略共役な結像関係とするとともに、前記反射面により偏向された光束を、等速度で前記被走査面を走査するスポットとして結像させる第２の結像光学系と、基台に対し所定方向に移動可能な支持部材上に、一方のミラーが光束の反射位置よりも前記副走査方向上側に設けられた支点を中心に回転し、他方のミラーが光束の反射位置よりも前記副走査方向下側に設けられた支点を中心に回転することで前記副走査方向に沿って角度調整可能に設けられ、前記光源部から射出されて前記第１の結像光学系を通過した光束を前記一方のミラー及び前記他方のミラーにより反射して前記回転多面鏡に入射させるミラー対と、を有することを特徴とする。
【００１９】
また、請求項２記載の光走査装置では、請求項１記載の光走査装置において、前記光源部は、前記基台に対し着脱可能であることを特徴とする。
【００２０】
上記請求項１記載の光走査装置では、光源部から射出された光束は第１の結像光学系に入射され、第１の結像光学系は、光束を副走査方向に収束させて回転多面鏡の反射面上に副走査方向に垂直な主走査方向に沿った線像として結像させる。回転多面鏡は、所定の回転軸の回りを略等角速度で回転し、外周に形成された反射面により光束を偏向させる。そして、回転多面鏡により偏向された光束は第２の結像光学系に入射される。この第２の結像光学系は、副走査方向に沿った断面内で回転多面鏡の反射面と被走査面とを略共役な結像関係とするとともに、入射してきた光束（＝主走査方向に沿った線像として回転多面鏡の反射面に結像し該反射面で偏向された光束）を、等速度で被走査面を走査するスポットとして被走査面に結像させる。
【００２１】
上記のような第１、第２の結像光学系を含む光走査装置を小型化するために、請求項１記載の光走査装置には、光源部から射出された光束を回転多面鏡に向かって反射するミラー対が設けられている。また、このミラー対は、基台に対し所定方向に移動可能な支持部材上に、副走査方向に沿って角度調整可能に設けられている。
【００２２】
このような請求項１記載の光走査装置で光軸調整を行う場合、上記ミラー対が載置された支持部材を基台に対し所定方向に移動させる。このとき、ミラー対を構成する２つのミラーはそれぞれ基台に対し所定方向に同じ移動量だけ移動するので、以下に説明するように、主走査方向に沿った光軸調整を行うことができる。
【００２３】
例えば、図７に示すように、ミラー対を構成する第一ミラー２６が光源２２からの光束に対し（α／２）の入射角度となるよう配置され、ミラー対を構成する第二ミラー２７が第一ミラー２６からの光束に対しαの入射角度となるよう配置されているものとする。
【００２４】
このとき、ミラー対を図７のＺ軸方向にΔＤだけ移動させることにより、回転多面鏡２９における主走査方向の光軸位置をΔＸ（＝ΔＤ×ｔａｎα）だけずらすことができる。
【００２５】
よって、ミラー対が載置された支持部材を、ずれを無くす方向に上記ずれ量に応じた距離だけ移動させれば、該ミラー対が所定方向に上記ずれ量に応じた距離だけ移動し、主走査方向の光軸位置のずれを無くすことができる。
【００２６】
また、ミラー対は支持部材上に、副走査方向に沿って角度調整可能に設けられているので、何れか一方のミラーの角度調整を行うことにより、副走査方向の光軸位置のずれを無くすことができる。
【００２７】
また、請求項１記載の光走査装置では、ミラー対は支持部材上に設けられ、光源部とは分離されている。よって、光源部において、例えば光源やコリメータレンズの移動等の公知の技術を利用して焦点位置調整を行っても、光軸調整と焦点位置調整とが別機構にて行われているため、焦点位置調整の影響で光軸ずれが発生することを回避できる。
【００２８】
以上のように、請求項１記載の光走査装置によれば、焦点位置調整に起因した光軸ずれの発生を回避でき、光軸調整を容易に精度良く行うことができる。
【００２９】
ところで、上記のようにミラー対を所定方向に移動させた場合、光源部から回転多面鏡までの光路長が若干変化する。通常はこの光路長変化は、上記のように光源部において光源とコリメータレンズとの距離の調整（焦点位置調整）を行うことで補正できる。但し、主走査方向の光軸ずれが大きくて該光軸ずれを補正するためのミラー対の移動量が大きい場合には、光源部から回転多面鏡までの光路長の変化量も大きくなるので、光源部での焦点位置調整だけでは光路長の補正が困難となる場合がある。
【００３０】
そこで、請求項１に記載したように、ミラー対のうち一方のミラーを、該一方のミラーにおける光束の反射位置よりも副走査方向上側に設けられた支点を中心に回転させることで、副走査方向に沿って角度調整可能とし、且つミラー対のうち他方のミラーを、該他方のミラーにおける光束の反射位置よりも副走査方向下側に設けられた支点を中心に回転させることで、副走査方向に沿って角度調整可能としている。
【００３１】
ミラー対を上記のように構成することで、例えば、光軸を副走査方向上側に調整するケースで光路長が長くなるよう調整する場合、上記他方のミラーを反射面が少し上を向くように、光束反射位置よりも下側の支点を中心に回転させれば、光軸を副走査方向上側に調整し且つ光路長が長くなるよう調整することができる。
【００３２】
また、光軸を副走査方向上側に調整するケースで光路長が短くなるよう調整する場合、上記一方のミラーを反射面が少し上を向くように、光束反射位置よりも上側の支点を中心に回転させれば、光軸を副走査方向上側に調整し且つ光路長が短くなるよう調整することができる。
【００３３】
また、光軸を副走査方向下側に調整するケースで光路長が長くなるよう調整する場合、上記一方のミラーを反射面が少し下を向くように、光束反射位置よりも上側の支点を中心に回転させれば、光軸を副走査方向下側に調整し且つ光路長が長くなるよう調整することができる。
【００３４】
また、光軸を副走査方向下側に調整するケースで光路長が短くなるよう調整する場合、上記他方のミラーを反射面が少し下を向くように、光束反射位置よりも下側の支点を中心に回転させれば、光軸を副走査方向下側に調整し且つ光路長が短くなるよう調整することができる。
【００３５】
このように請求項１記載の発明によれば、光軸を副走査方向に調整しつつ、光路長を補正することができる。もちろん、光源部での焦点位置調整と併せて光路長を補正する場合には、該光源部での焦点位置調整量を少なくすることができる。
【００３６】
なお、本発明は、請求項２に記載したように光源部が基台に対し着脱可能に構成された光走査装置に対して、特に有効である。即ち、本発明では光軸調整を、光源部とは別体のミラー対の移動により行うため、光源部が着脱可能な光走査装置に本発明を適用した場合、光源部が正確に位置決めされていれば、光源部を何回交換しても、交換の度に光軸調整を再実行する必要がなくなり、光源部交換時の作業負荷を軽減することができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る光走査装置の実施形態として、画像形成装置に内蔵された光走査装置の例を説明する。
【００３８】
図５には、本実施形態における画像形成装置１０の要部の構成図を示す。この図５に示すように、画像形成装置１０には、感光体ドラム３２が設置されており、この感光体ドラム３２は矢印Ｗ方向に所定の角速度で回転する。また、感光体ドラム３２の外周部近傍には、図示しない帯電装置、現像装置、転写装置及びクリーニング装置が外周に沿って順に設置されている。また、感光体ドラム３２の上方には、形成される画像の画像データに応じて変調されたレーザ光で感光体ドラム３２の表面を走査する光走査装置２０が設置されている。
【００３９】
この光走査装置２０には、レーザーダイオード（以下、ＬＤと称する）２２が設けられており、このＬＤ２２の光軸上には、ＬＤ２２に近い方から順にコリメータレンズ２３、スリット２４、シリンドリカルレンズ２５、折り返しミラー２６、折り返しミラー２７、回転多面鏡（ポリゴンミラー）２９が配置されている。なお、回転多面鏡２９は、図示しない回転駆動用モータの駆動力で矢印Ｖ方向に等角速度で回転する。また、折り返しミラー２６、２７は、ＬＤ２２からのレーザ光を回転多面鏡２９へ向けて反射するミラー対を構成している。
【００４０】
また、回転多面鏡２９で反射されたレーザ光の光軸上には、回転多面鏡２９から近い方から順に、ｆθレンズ２８、折り返しミラー３０、シリンドリカルミラー３１が配置されており、シリンドリカルミラー３１で反射されたレーザ光は感光体ドラム３２に照射される。
【００４１】
即ち、ＬＤ２２から照射されたレーザ光は、コリメータレンズ２３、スリット２４、シリンドリカルレンズ２５を通過し、折り返しミラー２６、２７で順に反射されて回転多面鏡２９に入射し、この回転多面鏡２９により偏向される。偏向されたレーザ光は、ｆθレンズ２８を通過し折り返しミラー３０、シリンドリカルミラー３１で順に反射した後、感光体ドラム３２の表面に照射される。このとき回転多面鏡２９によるレーザ光の偏向によって、感光体ドラム３２の表面はレーザ光で走査露光される。なお、回転多面鏡２９により偏向されたレーザ光によって感光体ドラム３２が走査される方向を主走査方向といい、主走査方向と直交する方向を副走査方向という。
【００４２】
また、光走査装置２０には、レーザ光により感光体ドラム３２が走査される際に感光体ドラム３２の画像形成領域に最初に入射する位置以前の予め定められた位置に、ピックアップミラー３３が配置されており、このピックアップミラー３３により反射されたレーザ光の光軸上には、ＳＯＳレンズ３４、水平同期センサ（ＳＯＳセンサ）３５が順に配置されている。
【００４３】
次に、図６、図８を用いて、折り返しミラー２６、２７により構成されるミラー対の構成を説明する。以後、折り返しミラー２６を第一ミラー２６と称し、折り返しミラー２７を第二ミラー２７と称する。
【００４４】
図６、図８に示すように、第一ミラー２６、第二ミラー２７は、同一の支持部材４１上に配置されており、このうち第一ミラー２６は保持部材３６により保持され、第二ミラー２７は保持部材４６により保持されている。
【００４５】
支持部材４１には、該支持部材４１を所定方向（ここでは一例として光源方向）へ平行移動させるための長穴４１Ａ、４１Ｂが設けられており、このうち長穴４１Ａには、光走査装置２０の筐体２１に固定された基準ピン２１Ａが、長穴４１Ｂには、筐体２１に固定された基準ピン２１Ｂが、それぞれ嵌入されている。このような構成により、支持部材４１及び第一ミラー２６、第二ミラー２７を筐体２１に対して所定方向に平行移動させることができる。
【００４６】
詳細は後述するが、オペレータは第一ミラー２６、第二ミラー２７を筐体２１に対して所定方向に平行移動させることで主走査方向の光軸ずれを補正する。この補正完了後に支持部材４１はネジ３９によって筐体２１に固定される。
【００４７】
上記保持部材３６は、支持部材４１の平板部に固定された固定板３６Ａと、第一ミラー２６を上下左右から保持する保持板３６Ｂとを含んで構成されており、保持板３６Ｂの上端部はネジ３６Ｃにより固定板３６Ａに固定されている。一方の保持板３６Ｂの下端部は支持部材４１の平板部に当接しているものの固定されておらず、該保持板３６Ｂの下端部と固定板３６Ａの下端部とに挿通された調整ネジ３６Ｄを図８の左右方向に沿って進退させることにより、保持板３６Ｂの下端部と固定板３６Ａの下端部との間隔を変化させることが可能である。
【００４８】
このように第一ミラー２６の下端部の位置は矢印Ｋ１方向に沿って調整可能とされており、オペレータはこの下端部の位置を矢印Ｋ１方向に沿って調整することで第一ミラー２６の反射面の姿勢を変化させ、光軸を副走査方向（図８の上下方向）に沿って調整することができる。
【００４９】
同様に、保持部材４６は、支持部材４１の平板部に固定された固定板４６Ａと、第二ミラー２７を上下左右から保持する保持板４６Ｂとを含んで構成されており、保持板４６Ｂの下端部はネジ４６Ｃにより支持部材４１の平板部に固定されている。一方の保持板４６Ｂの上端部は調整ネジ４６Ｄによって固定板４６Ａの上端部に連結されており、調整ネジ４６Ｄを図８の左右方向に沿って進退させることにより、保持板４６Ｂの上端部と固定板４６Ａの上端部との間隔を変化させることが可能である。
【００５０】
このように第二ミラー２７の上端部の位置は矢印Ｋ２方向に沿って調整可能とされており、オペレータはこの上端部の位置を矢印Ｋ２方向に沿って調整することで第二ミラー２７の反射面の姿勢を変化させ、光軸を副走査方向（図８の上下方向）に沿って調整することができる。
【００５１】
次に、図７を用いて主走査方向の光軸調整について説明する。図７に示すように、第一ミラー２６はＬＤ２２からのレーザ光の入射角度がα／２となるように配置され、第二ミラー２７は第一ミラー２６で反射されたレーザ光の入射角度がαとなるように配置されている。なお、図７では、ＬＤ２２からのレーザ光射出方向に沿ってＺ軸を、該Ｚ軸方向に垂直な図７の左右方向に沿ってＸ軸を、図７の紙面垂直方向に沿ってＹ軸を、それぞれ設定しており、Ｙ軸については図７の紙面手前方向（鉛直方向上側）を正とする。
【００５２】
前述したように、このような図７の構成で、ミラー対を図７のＺ軸方向にΔＤだけ移動させることにより、回転多面鏡２９における主走査方向の光軸位置をΔＸ（＝ΔＤ×ｔａｎα）だけずらすことが可能である。
【００５３】
そこで、オペレータは、ＬＤ２２からのレーザ光を任意の位置（例えば回転多面鏡２９の直前）でモニター用位置検出素子（不図示）で検出し、予め定められた基準位置からのずれ量ΔＸを測定する。そして、支持部材４１を、ずれを無くす方向に上記ずれ量ΔＸに応じた距離ΔＤ（＝ΔＸ／ｔａｎα）だけ移動させる。これにより、主走査方向の光軸位置のずれを補正することができる。
【００５４】
以下の表１に具体的な数値例を示す。
【００５５】
【表１】

【００５６】
ところで、上記のように支持部材４１を移動させると、ミラー対も移動しＬＤ２２からのレーザ光の光路長が変化する。図７の構成では、ミラー対をＬＤ２２から遠ざかる方向に移動させると、光路長変化量ΔＬ（＝ΔＤ（１−１／ｃｏｓα））は、ΔＤ＞０なので負の値となり、光路長は短くなる。一方、ミラー対をＬＤ２２に近づける方向に移動させると、光路長変化量ΔＬ（＝ΔＤ（１−１／ｃｏｓα））は、ΔＤ＜０なので正の値となり、光路長は長くなる。
【００５７】
このようにミラー対の移動方向に応じて光路長は変化することになる。例えば、回転多面鏡２９への入射角をα（°）、ミラー対の移動量をΔＤ（ｍｍ）とした場合、光路長変化量ΔＬ（ｍｍ）は以下の表２のようになる。
【００５８】
【表２】

【００５９】
この時に、回転多面鏡２９へのレーザ光の入射角αによっては光路長変化量ΔＬは小さくなり、従来のようにＬＤ２２とコリメータレンズ２３との距離調整（焦点位置調整）によって補正可能なレベルとなる。
【００６０】
しかし、その一方で光路長変化量ΔＬは、焦点位置調整では補正できないレベルとなる場合がある。このような場合には、第一ミラー２６、第二ミラー２７の何れかの角度を、以下のように調整することにより、副走査方向の光軸調整と共に光路長の補正を行うことができる。
【００６１】
なお、角度調整を行うミラーの選択は以下の表３のように、ミラー対の移動方向と副走査方向の光軸調整方向との組合せによって決まる。
【００６２】
【表３】

【００６３】
例えば、光軸を副走査方向に沿って正方向（鉛直方向上側）に調整するケースで、ミラー対を図７のＺ軸に沿って正方向移動させる場合、光路長が短くなるので、調整ネジ４６Ｄを進退させて第二ミラー２７の角度を、その反射面が少し上を向くように調整する。これにより、光軸を副走査方向に沿って正方向に調整し且つ光路長が長くなるよう調整することができる。
【００６４】
また、光軸を副走査方向に沿って正方向（鉛直方向上側）に調整するケースで、ミラー対を図７のＺ軸に沿って負方向移動させる場合、光路長が長くなるので、調整ネジ３６Ｄを進退させて第一ミラー２６の角度を、その反射面が少し上を向くように調整する。これにより、光軸を副走査方向に沿って正方向に調整し且つ光路長が短くなるよう調整することができる。
【００６５】
また、光軸を副走査方向に沿って負方向（鉛直方向下側）に調整するケースで、ミラー対を図７のＺ軸に沿って正方向移動させる場合、光路長が短くなるので、調整ネジ３６Ｄを進退させて第一ミラー２６の角度を、その反射面が少し下を向くように調整する。これにより、光軸を副走査方向に沿って負方向に調整し且つ光路長が長くなるよう調整することができる。
【００６６】
また、光軸を副走査方向に沿って負方向（鉛直方向下側）に調整するケースで、ミラー対を図７のＺ軸に沿って負方向移動させる場合、光路長が長くなるので、調整ネジ４６Ｄを進退させて第二ミラー２７の角度を、その反射面が少し下を向くように調整する。これにより、光軸を副走査方向に沿って負方向に調整し且つ光路長が短くなるよう調整することができる。
【００６７】
このように何れのケースでも、光軸を副走査方向に調整しつつ光路長変化を補正することができる。もちろん、ＬＤ２２とコリメータレンズ２３との距離調整（焦点位置調整）と併せて光路長変化を補正する場合には、該焦点位置調整量を少なくすることができる。
【００６８】
なお、光走査装置２０においてミラー対は図９に示すように配置しても良い。この図９の例では、第一ミラー２６はＬＤ２２からのレーザ光の入射角度がαとなるように配置され、第二ミラー２７は第一ミラー２６で反射されたレーザ光の入射角度が（α／２）となるように配置されている。
【００６９】
このような光学系においても上記実施形態と同様の原理で、ミラー対を所定方向（例えば図９の矢印Ｚ方向）に移動させることにより、主走査方向の光軸位置のずれを補正することができる。また、第一ミラー２６、第二ミラー２７の何れかの角度を調整することにより、副走査方向の光軸調整と共に光路長の補正を行うことができる。
【００７０】
但し、図９の構成では、ミラー対をＬＤ２２から遠ざかる方向（図９において上方向）に移動させると、光路長変化量ΔＬ（＝ΔＤ（（１／ｃｏｓα）−１））は、ΔＤ＞０なので正の値となり、光路長は長くなる。一方、ミラー対をＬＤ２２に近づける方向に移動させると、光路長変化量ΔＬは、ΔＤ＜０なので負の値となり、光路長は短くなる。よって、副走査方向の光軸調整と共に光路長の補正を行う際に、調整対象となるミラーの選択は以下の表４のようになる。
【００７１】
【表４】

【００７２】
ところで、図１０（Ａ）に示すように、光走査装置２０において、ＬＤ２２、コリメータレンズ２３、スリット２４及びシリンドリカルレンズ２５を光源部とみなし、この光源部を本体に着脱可能な光源ユニット４２として構成しても良い。ＬＤ２２は静電気等に非常に弱く、故障や劣化が起こりやすいので、このように光源部を光源ユニット４２として構成すれば、交換作業が容易になりオペレータの作業負荷を軽減できる。
【００７３】
また、光軸調整は、上記光源ユニット４２とは別体のミラー対の移動により行われる。よって、図１０（Ａ）のように光源ユニット４２が正確に位置決めされ、ＬＤ２２の発光点Ａと第一ミラー２６の反射点Ｂとの位置関係が合っていれば、光源ユニット４２の交換により光軸がずれることはない（但し、図１０（Ｂ）のように光源ユニット４２が正確に位置決めされておらず、ＬＤ２２の発光点Ａと第一ミラー２６の反射点Ｂとの位置関係が合っていなければ、光軸がずれてしまう）。
【００７４】
このように光源ユニット４２が正確に位置決めされていれば、光源ユニット４２を何回交換しても、交換の度に光軸調整を再実行する必要がなくなり、光源ユニット４２の交換時の作業負荷を軽減することができる。
【００７５】
なお、上記実施形態では、図１１（Ａ）に示すように、第一ミラー２６、第二ミラー２７で構成されるミラー対を、ＬＤ２２からのレーザ光射出方向（矢印Ｊ１方向）に沿って移動させる例を示したが、ミラー対の移動方向は上記ＬＤ２２からのレーザ光射出方向（矢印Ｊ１方向）に限定されるものではなく、任意の方向に設定することができる。
【００７６】
例えば、図１１（Ｂ）に示すようにＬＤ２２からのレーザ光射出方向に垂直な方向（矢印Ｊ２方向）に沿ってミラー対を移動させても良い。また、図１２（Ａ）に示すように第一ミラー２６で反射された反射光の進行方向（矢印Ｊ３方向）に沿ってミラー対を移動させても良いし、図１２（Ｂ）に示すように第二ミラー２７で反射された反射光の進行方向（矢印Ｊ４方向）に沿ってミラー対を移動させても良い。
【００７７】
また、上記実施形態では、画像形成装置に内蔵された光走査装置の例を説明したが、本発明に係る光走査装置は、光走査装置により原稿面を走査して該原稿面からの反射光又は透過光に基づいて原稿を読み取る読取装置についても適用可能であり、同様の効果を得ることができる。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、主走査方向の光軸位置のずれ量に応じた距離だけミラー対を所定方向に移動させれば、主走査方向の光軸位置のずれを補正でき、何れか一方のミラーの角度調整を行えば、副走査方向の光軸位置のずれを補正でき、さらに、ミラー対は支持部材上に設けられ光源部とは分離され、光軸調整と焦点位置調整とが別機構にて行われるので、焦点位置調整に起因した光軸ずれの発生を回避しつつ、光軸調整を容易に精度良く行うことができる。
【００７９】
また、請求項１記載の発明によれば、光軸を副走査方向に調整しつつ、光路長を補正することができる。また、光源部での焦点位置調整と併せて光路長を補正する場合には、該光源部での焦点位置調整量を少なくすることができる。
【００８０】
また、請求項２記載の発明によれば、光源部が正確に位置決めされていれば、光源部を何回交換しても交換の度に光軸調整を再実行する必要がないので、光源部交換時の作業負荷を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の光走査装置の概略構成図である。
【図２】特開平５−２９７３０３号公報に開示された光源装置の分解斜視図である。
【図３】（Ａ）は実開平２−４７６０９号公報に開示された光軸調整機構の分解斜視図であり、（Ｂ）は（Ａ）の光軸調整機構に対し光軸調整を行う際に用いられる調整治具を示す図である。
【図４】１枚のミラーの移動による光軸調整方法を示す図である。
【図５】発明の実施形態における光走査装置の概略構成図である。
【図６】ミラー対周辺の構成を示す斜視図である。
【図７】発明の実施形態における主走査方向の光軸調整方法を示す図である。
【図８】ミラー対の保持構造を示す図である。
【図９】ミラー対の配置に関する他の構成例を示す図である。
【図１０】（Ａ）は光源ユニットが正確に位置決めされた場合の光路を示す図であり、（Ｂ）は光源ユニットが正確に位置決めされなかった場合の光路を示す図である。
【図１１】（Ａ）は発明の実施形態におけるミラー対の移動方向を示す図であり、（Ｂ）は光源からのレーザ光射出方向に垂直な方向に沿ってミラー対を移動させるケースを示す図である。
【図１２】（Ａ）は第一ミラーで反射された反射光の進行方向に沿ってミラー対を移動させるケースを示す図であり、（Ｂ）は第二ミラーで反射された反射光の進行方向に沿ってミラー対を移動させるケースを示す図である。
【符号の説明】
２０光走査装置
２２ＬＤ
２３コリメータレンズ
２５シリンドリカルレンズ
２６第一ミラー
２７第二ミラー
２８ｆθレンズ
２９回転多面鏡
３０反射ミラー
３１シリンドリカルミラー
３２感光体ドラム
３６、４６保持部材
３６Ｄ、４６Ｄ調整ネジ
４１支持部材
４２光源ユニット[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical scanning device, and more particularly to an optical scanning device that deflects a light beam in a predetermined main scanning direction by a rotating polygon mirror and scans a surface to be scanned with the deflected light beam.
[0002]
[Prior art]
In recent years, an image forming apparatus such as a laser beam printer or a digital copying machine that scans a laser beam and records an image is widely used. FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of a general optical scanning device 100 built in such an image forming apparatus.
[0003]
In the optical scanning device 100 shown in FIG. 1, a semiconductor laser 102 is driven based on an image information signal, and a laser beam is emitted from the semiconductor laser 102. This laser beam is collimated by the collimator lens 104, passes through the slit 106 and the cylindrical lens 108, forms a linear image on the rotary polygonal mirror 110, and is deflected by the rotary polygonal mirror 110 that rotates in the arrow Q direction. The deflected laser beam is collected by an fθ lens 114 that corrects the scanning speed on the photosensitive member 112 to be equal, and after the optical path is bent by a reflecting mirror 116, it passes through a cylindrical mirror 118 that corrects surface tilt. As a result, an image is formed on the photosensitive member 112 that becomes the surface to be scanned by the laser beam. As a result, a latent image corresponding to the image information signal is formed on the photoreceptor 112.
[0004]
Around the photoreceptor 112, known image forming process devices such as a charging device, a developing device, a transfer device, and a cleaning device are arranged, and the latent image formed on the photoreceptor 112 as described above is developed. A toner image is formed by development processing by the apparatus, and the toner image is transferred onto a recording sheet or the like by a transfer device.
[0005]
In the image forming apparatus as described above, when the optical axis of the laser beam is deviated from the reference position, the scanning position on the surface to be scanned is deviated and the image quality of the formed image is deteriorated.
[0006]
In view of this, various proposals have conventionally been made regarding the optical axis adjustment mechanism in the optical scanning device.
[0007]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-297303 discloses a technique for performing optical axis adjustment and focal position adjustment by moving a light source device. FIG. 2 is an exploded perspective view of the light source device 120 disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-297303. In the light source device 120, the positioning pins 124 of the main body chassis 122 are fixed by

fixing screws

130 and 132 in a state where the positioning pins 124 are fitted into the positioning holes 128 of the collimator lens unit 126. On the upper surface of the

mounting columns

134 and 136 of the collimator lens unit 126, an LD mounting member 140 constituting a part of the LD unit 138 is fixed by LD

unit fixing screws

142 and 144. The LD unit 138 is completely fixed after the optical axis adjustment is completed. After the optical axis of the LD unit 138 is adjusted, the focus position is adjusted by rotating the adjusting screw 146 and moving the semiconductor laser 148 back and forth in the optical axis direction.
[0008]
A technique for adjusting the optical axis by a method other than the movement of the light source device is disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 2-47609. In the optical axis adjustment mechanism 162 shown in FIG. 3A, a part of the sphere 166 held by the holding member 164 is cut into a flat shape, and the mirror 170 is fixed to the flat portion 168 by sticking or the like. Yes. The operator adjusts the reflection angle of the mirror 170 and adjusts the optical axis by rotating the sphere 166 with respect to the holding member 164 using the jig 172 shown in FIG.
[0009]
Furthermore, in addition to the above-described conventional technique, a technique for adjusting the optical axis by moving one mirror in the optical axis direction is known.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the technique described in Japanese Patent Laid-Open No. 5-297303, the focal position is adjusted by rotating the adjusting screw 146 (FIG. 2) and moving the semiconductor laser 148 forward and backward after adjusting the optical axis. Therefore, depending on the looseness of the adjusting screw 146 and the tip shape of the adjusting screw 146, the semiconductor laser 148 may not translate in the optical axis direction, and the optical axis 150 that has already been adjusted may be displaced. For this reason, it is necessary to take measures such as narrowing the adjustment range of the optical axis adjustment or performing readjustment, so that adjustment becomes difficult and there is a possibility that a problem of increase in adjustment time may occur.
[0011]
The technique described in Japanese Utility Model Laid-Open No. 2-47609 is manual adjustment of the optical axis, and a jig 172 is required when adjusting the optical axis. Adjustment is not possible without the jig 172. Even when the jig 172 is used, the sphere 166 to which the mirror 170 is attached is accurately rotated in a plane parallel to the optical axis and in a plane perpendicular to the optical axis. It is difficult to make it. Further, there is a problem that the angle at which the light beam reflected by the mirror 170 enters the rotary polygon mirror may be shifted. If the angle of incidence on the rotary polygon mirror is deviated, the region where the light beam scans is deviated due to the rotation of the rotary polygon mirror, causing a problem that the start position of scanning is deviated.
[0012]
Further, in the technique of adjusting the optical axis by moving one mirror, as shown in FIG. 4, the main beam of the light beam is moved by moving the mirror 180 along a predetermined direction (Z-axis direction as an example in FIG. 4). It is possible to adjust the position in the scanning direction. However, the position of the light beam in the sub-scanning direction cannot be adjusted. In addition, the optical path length of the light flux is changed by moving the mirror 180. By changing the optical path length, the conjugate relationship between the light source 182 and the rotating polygon mirror 184 is broken, and the spot size in the sub-scanning direction on the rotating polygon mirror 184 is deteriorated, which may cause problems such as image quality deterioration.
[0013]
The change amount ΔL (mm) of the optical path length is expressed by ΔL = 2D / cos α, where α (°) is the incident angle of the light beam to the rotary polygon mirror 184 and ΔD (mm) is the movement amount of the mirror 180.
[0014]
For example, if α = 30 ° and ΔD = 1 mm, ΔL = 2 × 1 / cos30 ° = 2.31 mm. When the optical path length varies by 2 mm in this way, the spot diameter on the rotary polygon mirror 184 deteriorates, resulting in image quality deterioration and the like.
[0015]
Incidentally, in recent years, in order to reduce the size of the entire optical scanning device, a device configuration in which a pair of reflection mirrors (reflection mirror pairs) is provided in the middle of the optical path in the optical scanning device to increase the number of times the light beam is folded is widely used. Yes.
[0016]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides an optical scanning device that can easily perform optical axis adjustment while avoiding optical axis shift caused by focal position adjustment. The purpose is to do.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, an optical scanning device according to claim 1 includes a light source unit that emits a light beam, and a plurality of reflecting surfaces that rotate around a predetermined rotation axis at a substantially equal angular velocity and are parallel to the rotation axis. Is formed on the outer periphery, and deflects the incident light beam by the reflecting surface, and the light beam emitted from the light source unit converges in the sub-scanning direction parallel to the rotation axis on the reflecting surface. A first imaging optical system that forms an image as a line image along the main scanning direction perpendicular to the sub-scanning direction, and the reflecting surface and the surface to be scanned are substantially conjugate within a cross section along the sub-scanning direction. A second image-forming optical system that forms an image of the light beam deflected by the reflecting surface as a spot that scans the surface to be scanned at a constant speed;BaseOn a support member movable in a predetermined direction with respect to the table,One mirror rotates around a fulcrum provided above the sub-scanning direction with respect to the reflection position of the light beam, and the other mirror centers around a fulcrum provided below the reflection position of the light beam with respect to the sub-scanning direction. By rotating, the angle of light can be adjusted along the sub-scanning direction, and the light beam emitted from the light source unit and passed through the first imaging optical system is reflected by the one mirror and the other mirror. To enter the rotary polygon mirrorAnd a mirror pair.
[0019]
  Claims2In the described optical scanning device, the claim1In the mounted optical scanning device, the light source unit is detachable from the base.
[0020]
In the optical scanning device according to claim 1, the light beam emitted from the light source unit is incident on the first imaging optical system, and the first imaging optical system converges the light beam in the sub-scanning direction to rotate the multi-plane. An image is formed on the reflecting surface of the mirror as a line image along the main scanning direction perpendicular to the sub-scanning direction. The rotating polygon mirror rotates around a predetermined rotation axis at a substantially equal angular velocity, and deflects a light beam by a reflecting surface formed on the outer periphery. Then, the light beam deflected by the rotary polygon mirror is incident on the second imaging optical system. This second imaging optical system has a substantially conjugate imaging relationship between the reflecting surface of the rotary polygon mirror and the surface to be scanned in a cross section along the sub-scanning direction, and an incident light beam (= main scanning direction). (A light beam formed on the reflecting surface of the rotary polygon mirror and deflected by the reflecting surface) as a line image along the surface of the rotating polygon mirror is formed on the surface to be scanned as a spot for scanning the surface to be scanned at a constant speed.
[0021]
In order to reduce the size of the optical scanning device including the first and second imaging optical systems as described above, the optical scanning device according to claim 1 directs the light beam emitted from the light source unit to the rotary polygon mirror. A mirror pair that reflects light is provided. The mirror pair is provided on a support member that can move in a predetermined direction with respect to the base so that the angle can be adjusted along the sub-scanning direction.
[0022]
When the optical axis is adjusted by such an optical scanning device according to the first aspect, the support member on which the mirror pair is mounted is moved in a predetermined direction with respect to the base. At this time, each of the two mirrors constituting the mirror pair moves by the same movement amount in a predetermined direction with respect to the base, so that the optical axis adjustment along the main scanning direction can be performed as described below.
[0023]
For example, as shown in FIG. 7, the first mirror 26 constituting the mirror pair is arranged at an incident angle of (α / 2) with respect to the light flux from the light source 22, and the second mirror 27 constituting the mirror pair is arranged. It is assumed that the incident angle is α with respect to the light flux from the first mirror 26.
[0024]
At this time, by moving the mirror pair by ΔD in the Z-axis direction in FIG. 7, the optical axis position in the main scanning direction of the rotary polygon mirror 29 can be shifted by ΔX (= ΔD × tan α).
[0025]
Therefore, if the support member on which the mirror pair is placed is moved by a distance corresponding to the shift amount in a direction to eliminate the shift, the mirror pair is moved by a distance corresponding to the shift amount in a predetermined direction. The shift of the optical axis position in the scanning direction can be eliminated.
[0026]
Further, since the mirror pair is provided on the support member so that the angle can be adjusted along the sub-scanning direction, the deviation of the optical axis position in the sub-scanning direction can be eliminated by adjusting the angle of one of the mirrors. be able to.
[0027]
In the optical scanning device according to the first aspect, the mirror pair is provided on the support member and is separated from the light source unit. Therefore, even if the focus position adjustment is performed using a known technique such as movement of the light source or the collimator lens in the light source unit, the optical axis adjustment and the focus position adjustment are performed by different mechanisms. It is possible to avoid the occurrence of optical axis deviation due to the position adjustment.
[0028]
As described above, according to the optical scanning device of the first aspect, it is possible to avoid the occurrence of the optical axis shift due to the focus position adjustment, and the optical axis adjustment can be easily performed with high accuracy.
[0029]
By the way, when the mirror pair is moved in a predetermined direction as described above, the optical path length from the light source unit to the rotary polygon mirror slightly changes. Normally, this change in optical path length can be corrected by adjusting the distance between the light source and the collimator lens (focus position adjustment) in the light source unit as described above. However, when the optical axis deviation in the main scanning direction is large and the amount of movement of the mirror pair for correcting the optical axis deviation is large, the amount of change in the optical path length from the light source unit to the rotary polygon mirror also increases. It may be difficult to correct the optical path length only by adjusting the focal position in the light source unit.
[0030]
  Therefore, the claim1As described above, one mirror of the mirror pair is rotated around a fulcrum provided above the reflection position of the light beam on the one mirror in the sub-scanning direction, thereby causing an angle along the sub-scanning direction. The angle can be adjusted along the sub-scanning direction by rotating the other mirror of the mirror pair around a fulcrum provided on the lower side in the sub-scanning direction with respect to the reflection position of the light beam at the other mirror. Adjustableis doing.
[0031]
By configuring the mirror pair as described above, for example, when adjusting the optical axis to be longer in the case where the optical axis is adjusted to the upper side in the sub-scanning direction, the reflection surface of the other mirror is slightly upward. If the fulcrum on the lower side of the light beam reflection position is rotated, the optical axis can be adjusted to the upper side in the sub-scanning direction and the optical path length can be adjusted to be longer.
[0032]
Also, when adjusting the optical axis so that the optical path length is shortened in the case where the optical axis is adjusted to the upper side in the sub-scanning direction, the one mirror is centered on the fulcrum above the light beam reflection position so that the reflecting surface faces slightly upward. If it is rotated, the optical axis can be adjusted to the upper side in the sub-scanning direction and the optical path length can be shortened.
[0033]
Also, when adjusting the optical axis to be lower in the sub-scanning direction when adjusting the optical path length to be longer, the one mirror is centered on the fulcrum above the light beam reflection position so that the reflecting surface faces slightly downward , The optical axis can be adjusted downward in the sub-scanning direction and the optical path length can be increased.
[0034]
Also, when adjusting the optical axis to the lower side in the sub-scanning direction to adjust the optical path length to be shorter, the fulcrum on the lower side of the light beam reflection position should be placed so that the other mirror faces the reflective surface slightly downward. If the optical axis is rotated to the center, the optical axis can be adjusted downward in the sub-scanning direction and the optical path length can be shortened.
[0035]
  Thus claims1According to the described invention, the optical path length can be corrected while adjusting the optical axis in the sub-scanning direction. Of course, when the optical path length is corrected together with the focal position adjustment in the light source unit, the focal position adjustment amount in the light source unit can be reduced.
[0036]
  The present invention provides claims.2As described above, this is particularly effective for the optical scanning device in which the light source unit is configured to be detachable from the base. That is, in the present invention, the optical axis is adjusted by moving a mirror pair separate from the light source unit. Therefore, when the present invention is applied to an optical scanning device in which the light source unit is removable, the light source unit is accurately positioned. Thus, no matter how many times the light source unit is replaced, it is not necessary to re-execute optical axis adjustment each time the light source unit is replaced, and the work load at the time of replacing the light source unit can be reduced.
[0037]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, as an embodiment of an optical scanning device according to the present invention, an example of an optical scanning device built in an image forming apparatus will be described.
[0038]
FIG. 5 is a configuration diagram of a main part of the image forming apparatus 10 according to the present embodiment. As shown in FIG. 5, the image forming apparatus 10 is provided with a photosensitive drum 32, and the photosensitive drum 32 rotates in the arrow W direction at a predetermined angular velocity. Further, a charging device, a developing device, a transfer device, and a cleaning device (not shown) are installed in the vicinity of the outer peripheral portion of the photosensitive drum 32 along the outer periphery. An optical scanning device 20 that scans the surface of the photosensitive drum 32 with a laser beam modulated according to image data of an image to be formed is installed above the photosensitive drum 32.
[0039]
The optical scanning device 20 is provided with a laser diode (hereinafter referred to as LD) 22. On the optical axis of the LD 22, a collimator lens 23, a slit 24, a cylindrical lens 25, A folding mirror 26, a folding mirror 27, and a rotating polygon mirror (polygon mirror) 29 are arranged. The rotary polygon mirror 29 rotates at a constant angular velocity in the direction of arrow V by a driving force of a rotation driving motor (not shown). The folding mirrors 26 and 27 constitute a mirror pair that reflects the laser light from the LD 22 toward the rotating polygon mirror 29.
[0040]
In addition, on the optical axis of the laser beam reflected by the rotary polygon mirror 29, an fθ lens 28, a folding mirror 30, and a cylindrical mirror 31 are arranged in order from the side closest to the rotary polygon mirror 29. The reflected laser light is applied to the photosensitive drum 32.
[0041]
That is, the laser light emitted from the LD 22 passes through the collimator lens 23, the slit 24, and the cylindrical lens 25, is sequentially reflected by the folding mirrors 26 and 27, enters the rotary polygon mirror 29, and is deflected by the rotary polygon mirror 29. Is done. The deflected laser light passes through the fθ lens 28 and is reflected by the folding mirror 30 and the cylindrical mirror 31 in order, and then is irradiated onto the surface of the photosensitive drum 32. At this time, the surface of the photosensitive drum 32 is scanned and exposed with the laser beam by the deflection of the laser beam by the rotary polygon mirror 29. Note that the direction in which the photosensitive drum 32 is scanned by the laser light deflected by the rotary polygon mirror 29 is referred to as a main scanning direction, and the direction orthogonal to the main scanning direction is referred to as a sub-scanning direction.
[0042]
Further, in the optical scanning device 20, a pickup mirror 33 is disposed at a predetermined position before a position where the photosensitive drum 32 first enters the image forming area of the photosensitive drum 32 when the photosensitive drum 32 is scanned by the laser beam. On the optical axis of the laser beam reflected by the pickup mirror 33, an SOS lens 34 and a horizontal synchronization sensor (SOS sensor) 35 are arranged in this order.
[0043]
Next, the configuration of the mirror pair constituted by the folding mirrors 26 and 27 will be described with reference to FIGS. Hereinafter, the folding mirror 26 is referred to as a first mirror 26, and the folding mirror 27 is referred to as a second mirror 27.
[0044]
As shown in FIGS. 6 and 8, the first mirror 26 and the second mirror 27 are disposed on the same support member 41. Among these, the first mirror 26 is held by a holding member 36, and the second mirror 27 is held by a holding member 46.
[0045]
The support member 41 is provided with elongated holes 41A and 41B for translating the support member 41 in a predetermined direction (here, as an example, the light source direction). Of these, the elongated hole 41A includes the optical scanning device 20. The reference pin 21A fixed to the casing 21 is inserted into the elongated hole 41B, and the reference pin 21B fixed to the casing 21 is inserted into the elongated hole 41B. With such a configuration, the support member 41, the first mirror 26, and the second mirror 27 can be translated in a predetermined direction with respect to the housing 21.
[0046]
Although details will be described later, the operator corrects the optical axis deviation in the main scanning direction by translating the first mirror 26 and the second mirror 27 in a predetermined direction with respect to the housing 21. After this correction is completed, the support member 41 is fixed to the housing 21 with screws 39.
[0047]
The holding member 36 includes a fixed plate 36A fixed to the flat plate portion of the support member 41, and a holding plate 36B that holds the first mirror 26 from the top, bottom, left, and right. It is fixed to the fixing plate 36A by screws 36C. The lower end portion of one holding plate 36B is in contact with the flat plate portion of the support member 41, but is not fixed. An adjustment screw 36D inserted through the lower end portion of the holding plate 36B and the lower end portion of the fixing plate 36A is provided. By advancing and retracting along the left-right direction in FIG. 8, it is possible to change the distance between the lower end of the holding plate 36B and the lower end of the fixed plate 36A.
[0048]
Thus, the position of the lower end portion of the first mirror 26 can be adjusted along the arrow K1 direction, and the operator can adjust the position of the lower end portion along the arrow K1 direction to reflect the first mirror 26. By changing the posture of the surface, the optical axis can be adjusted along the sub-scanning direction (vertical direction in FIG. 8).
[0049]
Similarly, the holding member 46 includes a fixed plate 46A fixed to the flat plate portion of the support member 41, and a holding plate 46B that holds the second mirror 27 from the top, bottom, left, and right, and the lower end of the holding plate 46B. The portion is fixed to the flat plate portion of the support member 41 by screws 46C. The upper end portion of one holding plate 46B is connected to the upper end portion of the fixing plate 46A by an adjusting screw 46D, and is fixed to the upper end portion of the holding plate 46B by moving the adjusting screw 46D back and forth in the left-right direction in FIG. It is possible to change the distance from the upper end of the plate 46A.
[0050]
Thus, the position of the upper end portion of the second mirror 27 can be adjusted along the arrow K2 direction, and the operator can adjust the position of the upper end portion along the arrow K2 direction to reflect the second mirror 27. By changing the posture of the surface, the optical axis can be adjusted along the sub-scanning direction (vertical direction in FIG. 8).
[0051]
Next, the optical axis adjustment in the main scanning direction will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 7, the first mirror 26 is arranged so that the incident angle of the laser beam from the LD 22 is α / 2, and the second mirror 27 has an incident angle of the laser beam reflected by the first mirror 26. It arrange | positions so that it may be set to (alpha). In FIG. 7, the Z-axis is along the laser beam emission direction from the LD 22, the X-axis is along the left-right direction in FIG. 7 perpendicular to the Z-axis direction, and the Y-axis is along the paper surface perpendicular direction in FIG. Are set, and with respect to the Y axis, the front side (vertical direction upper side) in FIG. 7 is positive.
[0052]
As described above, with the configuration of FIG. 7, the mirror pair is moved by ΔD in the Z-axis direction of FIG. 7, so that the optical axis position of the rotary polygon mirror 29 in the main scanning direction is ΔX (= ΔD × tan α ).
[0053]
Therefore, the operator detects the laser beam from the LD 22 at an arbitrary position (for example, immediately before the rotary polygon mirror 29) with a monitor position detecting element (not shown), and measures the deviation amount ΔX from a predetermined reference position. To do. Then, the support member 41 is moved by a distance ΔD (= ΔX / tan α) corresponding to the shift amount ΔX in a direction to eliminate the shift. Thereby, the shift | offset | difference of the optical axis position of a main scanning direction can be correct | amended.
[0054]
Table 1 below shows specific numerical examples.
[0055]
[Table 1]

[0056]
By the way, when the support member 41 is moved as described above, the mirror pair is also moved, and the optical path length of the laser light from the LD 22 is changed. In the configuration of FIG. 7, when the mirror pair is moved away from the LD 22, the optical path length variation ΔL (= ΔD (1-1 / cos α)) is a negative value because ΔD> 0, and the optical path length is shortened. . On the other hand, when the mirror pair is moved in the direction approaching the LD 22, the optical path length change amount ΔL (= ΔD (1-1 / cos α)) becomes a positive value because ΔD <0, and the optical path length becomes long.
[0057]
Thus, the optical path length changes according to the moving direction of the mirror pair. For example, when the incident angle to the rotating polygon mirror 29 is α (°) and the movement amount of the mirror pair is ΔD (mm), the optical path length change amount ΔL (mm) is as shown in Table 2 below.
[0058]
[Table 2]

[0059]
At this time, the optical path length variation ΔL becomes small depending on the incident angle α of the laser beam to the rotary polygon mirror 29, and the level can be corrected by adjusting the distance (focus position adjustment) between the LD 22 and the collimator lens 23 as in the prior art. Become.
[0060]
However, on the other hand, the optical path length change amount ΔL may be at a level that cannot be corrected by the focal position adjustment. In such a case, the optical path length can be corrected together with the optical axis adjustment in the sub-scanning direction by adjusting the angle of one of the first mirror 26 and the second mirror 27 as follows.
[0061]
The selection of the mirror for angle adjustment is determined by the combination of the moving direction of the mirror pair and the optical axis adjustment direction in the sub-scanning direction as shown in Table 3 below.
[0062]
[Table 3]

[0063]
For example, in the case where the optical axis is adjusted in the positive direction (upward in the vertical direction) along the sub-scanning direction, when the mirror pair is moved in the positive direction along the Z-axis in FIG. 46D is advanced and retracted, and the angle of the 2nd mirror 27 is adjusted so that the reflective surface may face a little upwards. Thus, the optical axis can be adjusted in the positive direction along the sub-scanning direction and the optical path length can be adjusted to be long.
[0064]
In the case where the optical axis is adjusted in the positive direction (upward in the vertical direction) along the sub-scanning direction, and the mirror pair is moved in the negative direction along the Z axis in FIG. 36D is advanced and retracted, and the angle of the 1st mirror 26 is adjusted so that the reflective surface may face a little upwards. Thus, the optical axis can be adjusted in the positive direction along the sub-scanning direction and the optical path length can be shortened.
[0065]
In addition, in the case where the optical axis is adjusted in the negative direction (vertically downward) along the sub-scanning direction, when the mirror pair is moved in the positive direction along the Z axis in FIG. The angle of the first mirror 26 is adjusted by moving the screw 36 </ b> D back and forth so that the reflecting surface faces slightly downward. As a result, the optical axis can be adjusted in the negative direction along the sub-scanning direction and the optical path length can be adjusted to be longer.
[0066]
Further, in the case where the optical axis is adjusted in the negative direction (vertically downward) along the sub-scanning direction, the optical path length becomes longer when the mirror pair is moved in the negative direction along the Z axis in FIG. The screw 46D is advanced and retracted to adjust the angle of the second mirror 27 so that the reflecting surface faces slightly downward. As a result, the optical axis can be adjusted in the negative direction along the sub-scanning direction and the optical path length can be shortened.
[0067]
Thus, in any case, the optical path length change can be corrected while adjusting the optical axis in the sub-scanning direction. Of course, when the change in the optical path length is corrected together with the distance adjustment (focus position adjustment) between the LD 22 and the collimator lens 23, the focus position adjustment amount can be reduced.
[0068]
In the optical scanning device 20, the mirror pair may be arranged as shown in FIG. In the example of FIG. 9, the first mirror 26 is arranged so that the incident angle of the laser beam from the LD 22 is α, and the second mirror 27 has an incident angle of the laser beam reflected by the first mirror 26 (α / 2).
[0069]
Even in such an optical system, the deviation of the optical axis position in the main scanning direction can be corrected by moving the mirror pair in a predetermined direction (for example, the arrow Z direction in FIG. 9) based on the same principle as in the above embodiment. it can. Further, by adjusting the angle of either the first mirror 26 or the second mirror 27, the optical path length can be corrected together with the optical axis adjustment in the sub-scanning direction.
[0070]
However, in the configuration of FIG. 9, when the mirror pair is moved in the direction away from the LD 22 (upward in FIG. 9), the optical path length change amount ΔL (= ΔD ((1 / cos α) −1)) is ΔD> 0. Therefore, it becomes a positive value and the optical path length becomes long. On the other hand, when the mirror pair is moved in the direction approaching the LD 22, the optical path length variation ΔL becomes a negative value because ΔD <0, and the optical path length is shortened. Therefore, when the optical path length is corrected together with the optical axis adjustment in the sub-scanning direction, the mirror to be adjusted is selected as shown in Table 4 below.
[0071]
[Table 4]

[0072]
By the way, as shown in FIG. 10A, in the optical scanning device 20, the LD 22, the collimator lens 23, the slit 24, and the cylindrical lens 25 are regarded as a light source unit, and the light source unit is configured as a light source unit 42 that can be attached to and detached from the main body. You may do it. Since the LD 22 is very vulnerable to static electricity and is likely to fail or deteriorate, if the light source unit is configured as the light source unit 42 in this way, the replacement work becomes easy and the operator's work load can be reduced.
[0073]
The optical axis adjustment is performed by moving a mirror pair separate from the light source unit 42. Therefore, if the light source unit 42 is accurately positioned and the positional relationship between the light emitting point A of the LD 22 and the reflection point B of the first mirror 26 is matched as shown in FIG. The axis does not deviate (however, as shown in FIG. 10B, the light source unit 42 is not positioned accurately, and the positional relationship between the light emitting point A of the LD 22 and the reflecting point B of the first mirror 26 matches). Otherwise, the optical axis will shift).
[0074]
If the light source unit 42 is accurately positioned in this way, no matter how many times the light source unit 42 is replaced, there is no need to re-adjust the optical axis every time the light source unit 42 is replaced. Can be reduced.
[0075]
In the above embodiment, as shown in FIG. 11A, the mirror pair composed of the first mirror 26 and the second mirror 27 is moved along the laser beam emission direction (arrow J1 direction) from the LD 22. Although the example of performing is shown, the moving direction of the mirror pair is not limited to the laser beam emission direction from the LD 22 (arrow J1 direction), and can be set in an arbitrary direction.
[0076]
For example, as shown in FIG. 11B, the mirror pair may be moved along a direction perpendicular to the laser light emission direction from the LD 22 (arrow J2 direction). Further, as shown in FIG. 12A, the mirror pair may be moved along the traveling direction of the reflected light reflected by the first mirror 26 (arrow J3 direction), or as shown in FIG. Alternatively, the mirror pair may be moved along the traveling direction of reflected light reflected by the second mirror 27 (in the direction of arrow J4).
[0077]
In the above embodiment, an example of the optical scanning device built in the image forming apparatus has been described. However, the optical scanning device according to the present invention scans the document surface with the optical scanning device and reflects light from the document surface. Alternatively, the present invention can be applied to a reading device that reads a document based on transmitted light, and the same effect can be obtained.
[0078]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, if the mirror pair is moved in a predetermined direction by a distance corresponding to the amount of deviation of the optical axis position in the main scanning direction, the optical axis position in the main scanning direction is changed. If the angle of one of the mirrors can be adjusted, the deviation of the optical axis position in the sub-scanning direction can be corrected. Further, the mirror pair is provided on the support member and separated from the light source unit, and the optical axis Since the adjustment and the focal position adjustment are performed by separate mechanisms, the optical axis adjustment can be easily and accurately performed while avoiding the occurrence of optical axis deviation due to the focal position adjustment.
[0079]
Claims1According to the described invention, the optical path length can be corrected while adjusting the optical axis in the sub-scanning direction. In addition, when the optical path length is corrected together with the focus position adjustment in the light source unit, the focus position adjustment amount in the light source unit can be reduced.
[0080]
Claims2According to the described invention, as long as the light source unit is accurately positioned, it is not necessary to re-execute the optical axis adjustment every time the light source unit is replaced. Can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a conventional optical scanning device.
FIG. 2 is an exploded perspective view of a light source device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-297303.
3A is an exploded perspective view of an optical axis adjustment mechanism disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 2-47609, and FIG. 3B is a diagram when performing optical axis adjustment on the optical axis adjustment mechanism of FIG. It is a figure which shows the adjustment jig used for.
FIG. 4 is a diagram showing an optical axis adjustment method by moving one mirror.
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of an optical scanning device according to an embodiment of the invention.
FIG. 6 is a perspective view showing a configuration around a mirror pair.
FIG. 7 is a diagram showing an optical axis adjustment method in the main scanning direction in the embodiment of the invention.
FIG. 8 is a diagram showing a mirror pair holding structure.
FIG. 9 is a diagram showing another configuration example related to the arrangement of mirror pairs.
10A is a diagram showing an optical path when the light source unit is accurately positioned, and FIG. 10B is a diagram showing an optical path when the light source unit is not correctly positioned.
11A is a diagram showing a moving direction of the mirror pair in the embodiment of the invention, and FIG. 11B shows a case in which the mirror pair is moved along a direction perpendicular to the laser light emitting direction from the light source. FIG.
12A is a diagram showing a case in which a mirror pair is moved along the traveling direction of reflected light reflected by the first mirror, and FIG. 12B is a diagram illustrating the traveling of reflected light reflected by the second mirror. It is a figure which shows the case which moves a mirror pair along a direction.
[Explanation of symbols]
20 Optical scanning device
22 LD
23 Collimator lens
25 Cylindrical lens
26 First mirror
27 Second mirror
28 fθ lens
29 Rotating polygon mirror
30 reflection mirror
31 Cylindrical mirror
32 Photosensitive drum
36, 46 Holding member
36D, 46D adjustment screw
41 Support member
42 Light source unit

Claims

A light source that emits a luminous flux;
A rotating polygon mirror that rotates around a predetermined rotation axis at a substantially equal angular velocity and has a plurality of reflection surfaces parallel to the rotation axis formed on the outer periphery, and deflects an incident light beam by the reflection surface;
A light beam emitted from the light source unit is converged in a sub-scanning direction parallel to the rotation axis to form a first line image on the reflection surface along a main scanning direction perpendicular to the sub-scanning direction. An imaging optical system;
A spot in which the reflecting surface and the surface to be scanned have a substantially conjugate imaging relationship in a cross section along the sub-scanning direction, and the light beam deflected by the reflecting surface is scanned on the surface to be scanned at a constant speed. A second imaging optical system that forms an image as
On moveable support member in a predetermined direction relative to the base, than the reflection position of one of the mirrors the light beam is rotated around a fulcrum provided in the sub-scanning direction upper side, and the other mirror than the reflection position of the light beam Is also provided so that the angle can be adjusted along the sub-scanning direction by rotating around a fulcrum provided on the lower side of the sub-scanning direction, and is emitted from the light source unit and passes through the first imaging optical system. A mirror pair that reflects the reflected light beam by the one mirror and the other mirror and enters the rotary polygon mirror ;
An optical scanning device.

The light source unit according to claim 1 Symbol mounting of optical scanning device, characterized in that the base to be detachable.