JP4229637B2 - 光源装置および光走査装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の光ビームを出射する光源装置およびこの光源装置から出射された複数の光ビームを用いて被走査面を光学的に走査する光走査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、デジタル技術の発展に伴い、画像データの出力装置として多種の画像形成装置が利用されている。その中でも、フルカラー型レーザプリンタは、例えば、画質性能が高く、かつ出力時間が短い点において優れている。
【0003】
レーザプリンタは、主に、画像形成用の光学系ユニット、すなわち光走査装置を搭載しており、この光走査装置により、画像データに応じた所望の画像が形成される。すなわち、光走査装置では、主に、回転多面鏡(ポリゴンミラー)が等速回転している状態において光源装置からレーザ光が出射されると、レーザ光がポリゴンミラーで反射されることにより順次偏向され、その偏向されたレーザ光により感光ドラムが反復的に走査される。そして、レーザ光の走査により形成された静電潜像がトナーを利用して現像され、この現像画像が記録紙に転写される。これにより、画像データに応じた画像が記録紙上に形成される。フルカラー型レーザプリンタでは、フルカラー画像を再現するために、例えば、Yellow(Y;イエロー),Magenta (M;マゼンタ),Cyan(C;シアン),Black (B;ブラック)の4色に対応した4つの光源を含む光源装置が光走査装置に搭載されており、これらの4つの光源に対応した4つの感光ドラムを利用して静電潜像が形成される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、フルカラー型レーザプリンタにおいて高画質化を図るためには、例えば、画像中の色ずれの影響を可能な限り抑制する必要がある。この「色ずれ」とは、主に、光源装置から感光ドラムに至るレーザ光の光路にずれが生じたことに起因して、最終的に形成される画像中に各色(Y,M,C,B)間の位置ずれが生じる画像形成上の不具合をいう。色ずれが生じると、画像の色再現性等が低下するため、画質が大きく劣化してしまう。
【0005】
しかしながら、従来のフルカラー型レーザプリンタでは、主に光走査装置の設計的要因や使用環境に起因してレーザ光の光路が大きくずれてしまう可能性があるため、色ずれの影響抑制に関する対策が未だ十分なものではなかった。近年におけるデジタル技術の急速な進歩を考慮すれば、フルカラー型レーザプリンタの高画質化は急務である。
【0006】
また、従来のフルカラー型レーザプリンタでは、複数のレーザ光を偏向可能にするとポリゴンミラーが大型化してしまうため、ポリゴンミラーの駆動に要する消費電力が大きくなり、かつ振動等に起因して回転機構が不安定になるおそれもある。
【0007】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その第1の目的は、光ビームの光路のずれを抑制可能な光源装置およびこの光源装置を搭載した光走査装置を提供することにある。
【0008】
また、本発明の第2の目的は、ポリゴンミラーの小型化に寄与することが可能な光源装置および光走査装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る光源装置は、複数の光ビームで被走査面を走査する光走査装置に用いられるものであり、光ビームを出射する4つの光源と、主走査方向に対応する第1の方向に沿って4つの光源を配列させて支持する1つの支持体とを備え、光ビームが光偏向器の偏向面において偏向されることにより被走査面を走査し、4つの光源が、各光源から出射された光ビームが第1の方向を含む面内において互いに近づくこととなるように配列され、かつ、副走査方向に対応する第2の方向における内側の2つの光源から出射された光ビームがその第2の方向を含む面内において互いに平行になるように配列され、かつ、第2の方向における外側の2つの光源から出射された光ビームがその第2の方向を含む面内において互いに近づくこととなるように配列されており、外側の2つの光源から出射された光ビームと内側の2つの光源から出射された光ビームとが、光偏向器の偏向面において互いに交わっているようにしたものである。
【0010】
本発明に係る光源装置では、光ビームを出射する4つの光源が、主走査方向に対応する第1の方向に沿って配列された状態において、1つの支持体により一括して支持される。また、4つの光源が、各光源から出射された光ビームが第1の方向を含む面内において互いに近づき、かつ、副走査方向に対応する第2の方向における内側の2つの光源から出射された光ビームがその第2の方向を含む面内において互いに平行になり、かつ、第2の方向における外側の2つの光源から出射された光ビームがその第2の方向を含む面内において互いに近づくように配列されており、外側の2つの光源から出射された光ビームと内側の2つの光源から出射された光ビームとが、光偏向器の偏向面において互いに交わるため、光偏向器の偏向面において、4つの光源から出射された光ビーム全体の幅が最小になる。
【0011】
本発明に係る光走査装置は、被走査面を走査する複数の光ビームを出射する光源装置と、光源装置から出射された複数の光ビームを偏向させる光偏向器とを備えたものであり、光源装置が、光ビームを出射する4つの光源と、主走査方向に対応する第1の方向に沿って4つの光源を配列させて支持する1つの支持体とを備え、光ビームが光偏向器の偏向面において偏向されることにより被走査面を走査し、4つの光源が、各光源から出射された光ビームが第1の方向を含む面内において互いに近づくこととなるように配列され、かつ、副走査方向に対応する第2の方向における内側の2つの光源から出射された光ビームがその第2の方向を含む面内において互いに平行になるように配列され、かつ、第2の方向における外側の2つの光源から出射された光ビームがその第2の方向を含む面内において互いに近づくこととなるように配列されており、外側の2つの光源から出射された光ビームと内側の2つの光源から出射された光ビームとが、光偏向器の偏向面において互いに交わっているようにしたものである。
【0012】
本発明に係る光走査装置では、本発明の光源装置と光偏向器とを利用して、光ビームにより被走査面が走査される。
【0015】
また、本発明に係る光源装置では、4つの光源が、第1の方向および第2の方向を含む面内において千鳥配列されていてもよい。
【0016】
また、本発明に係る光源装置では、さらに、各光源ごとに、コリメーターレンズと、絞りと、シリンドリカルレンズとを備えるようにしてもよい。この場合には、コリメーターレンズまたはシリンドリカルレンズの少なくとも一方の位置が調整可能であるのが好ましい。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【0018】
まず、図1〜図4を参照して、本発明の一実施の形態に係る光走査装置の構成について説明する。図1は光走査装置の外観斜視構成を表し、図2〜図4は光走査装置の各部の平面構成を表している。ここで、図2は下カバー3の下面側,図3は光学ベース1の上面側,図4は光学ベース1の下面側をそれぞれ示している。「上面」とは図1中のZ軸方向における上側の面をいい、「下面」とは下側の面をいう。なお、本発明の「光源装置」は本実施の形態に係る光走査装置の一構成要素をなすものであるため、以下併せて説明する。
【0019】
本実施の形態に係る光走査装置は、光ビームの走査機構を有するものであり、例えばフルカラー型レーザプリンタなどの光学機器(画像形成装置)に搭載されるものである。この光走査装置は、図1に示したように、例えば、光学ベース1とこの光学ベース1を挟む2つのカバー(上カバー2,下カバー3)とを含む筐体の内部に、後述する一連の構成要素(光学部品)が収容された構成をなしている。
【0020】
光学ベース1は、光走査装置の基礎をなす両面実装型の基盤である。この光学ベース1は、例えば、図3および図4に示したように、多角形、例えば略三角形状の開口を構成する複数のリブ1Rからなるハニカム状の補強用リブ構造1RGを備えている。この補強用リブ構造1RGは、主に、光学ベース1の機械的強度を確保するためのものであり、光学ベース1の両面(上面側,下面側)において、多数の未貫通のセル1Cを構成している。
【0021】
上カバー2は光学ベース1を上方から覆うものであり、下カバー3は光学ベース1を下方から覆うものである。下カバー3には、図2に示したように、後述するシリンドリカルミラー90A〜90Dに対応する箇所に、光走査装置の外部にレーザ光を導出させるための4つの光導出口3KA,3KB,3KC,3KDがそれぞれ設けられており、各光導出口3KA〜3KDに、防塵用の4枚のカバーガラス100A,100B,100C,100Dがそれぞれ配設されている。
【0022】
光学ベース1の上面側には、例えば、図3に示したように、所定の範囲に渡って補強用リブ構造1RGが除去されることにより構成された複数の収納スペース1Sが設けられており、これらの収納スペース1Sに、主に、光源装置10と、この光源装置10に対応して設けられた反射ミラー20と、ポリゴンミラー30と、fθレンズ40と、このfθレンズ40に対応して設けられた反射ミラー50X,50Yと、制御回路基板60とが配設されている。
【0023】
光源装置10は、走査用の複数(例えば4本)のレーザ光(光ビーム)を出射するものであり、出射方向が反射ミラー20の配設位置と対応するように配設されている。この光源装置10は、例えば、Yellow(Y;イエロー),Magenta (M;マゼンタ),Cyan(C;シアン),Black (B;ブラック)の4色に対応した潜像を後述する感光ドラム110A〜110D(図10参照)上に形成するためのレーザ光をそれぞれ出射する4つの光源を一体構成化したものである。なお、光源装置10の詳細な構成については後述する(図5〜図8参照)。
【0024】
反射ミラー20は、光源装置10から出射されたレーザ光をポリゴンミラー30に向けて反射させるためのものである。
【0025】
ポリゴンミラー30は、例えば、6つの偏向面30Mを有する略六角形状の構造体であり、回転軸31を中心として図中の矢印の方向(右回り)に回転可能なものである。このポリゴンミラー30は、回転動作に伴い、各偏向面30Mにおいてレーザ光を反射ミラー50に向けて偏向させるようになっている。ここで、ポリゴンミラー30が本発明における「光偏向器」の一具体例に対応する。
【0026】
fθレンズ40は、主走査方向に対応する第1の方向にレーザ光を集光させると共に、後述する感光ドラム110A〜110D(図10参照)上における主走査方向の走査速度を等速化するための複数のレンズ群であり、レーザ光の光路に沿って配設された例えば2つのレンズ41,42を含んで構成されている。なお、「主走査方向に対応する第1の方向」の意味については後述する。
【0027】
反射ミラー50X,50Yは、レーザ光を下方に向けて反射させることにより、光学ベース1に設けられた開口1Kを通じて光学ベース1の下面側にレーザ光を導くためのものである。これらの反射ミラー50X,50Yは、例えば、高さ方向(図5中において紙面に垂直な方向)において、互いに異なる高さ位置に配設されている(図10参照)。
【0028】
制御回路基板60は、主に、光源装置10やポリゴンミラー30を制御するためのものであり、コネクタケーブル60Eを介して光源装置10やポリゴンミラー30用の回路基板(図示せず)と接続されている。
【0029】
光学ベース1の下面側には、図4に示したように、主に、反射ミラー50X,50Yに対応して設けられた反射ミラー70X,70Yと、この反射ミラー70X,70Yに対応して設けられた反射ミラー80X,80Yと、シリンドリカルミラー90A,90B,90C,90Dとが配設されている。
【0030】
反射ミラー70X,70Y,80X,80Yは、反射ミラー50X,50Yにより光学ベース1の下面側に導かれたレーザ光をシリンドリカルミラー90A〜90Dに向けて反射させるためのものである。
【0031】
シリンドリカルミラー90A〜90Dは、副走査方向に対応する第2の方向に集光させながらレーザ光を感光ドラム110A〜110D(図10参照)に向けて反射させるためのものであり、各感光ドラム110A〜110Dに対応して互いに離間配置されている。なお、「副走査方向に対応する第2の方向」の意味については後述する。
【0032】
次に、図5〜図8を参照して、光源装置10の詳細な構成について説明する。図5〜図8は光源装置10の構成を拡大して表すものであり、図5は斜視構成,図6は背面構成,図7は上面構成,図8は側面側から見た光源の配置構成をそれぞれ示している。なお、図8では、各光源から出射されたレーザ光の光路を説明しやすくするために、一連のレーザ光の光路を同一面(以下、「投射面」という)に投射した状態を示している。
【0033】
ここで、以下で説明する「主走査方向に対応する第1の方向(以下、単に「第1の方向」という)」とは、感光ドラム110A〜110D(図10参照)におけるレーザ光スポットの移動方向(主走査方向)に対応する方向を意味し、具体的には図5〜図8中のX軸方向である。また、「副走査方向に対応する第2の方向(以下、単に「第2の方向」という)」とは、感光ドラム110A〜110D上で主走査方向と直交する方向(副走査方向)、すなわちレーザ光の走査時に感光ドラム110A〜110D上の被走査面が移動する方向に対応する方向を意味し、具体的には図5〜図8中のZ軸方向である。
【0034】
光源装置10は、主に、1つのホルダ11に、複数(例えば4つ)の光源12A,12B,12C,12Dが一括して支持された構成をなしている。このホルダ11には、例えば、各光源12A〜12Dに対応したコリメーターレンズ13A,13B,13C,13D、絞り14A,14B,14C,14Dおよびシリンドリカルレンズ15A,15B,15C,15Dも支持されている。これらのコリメーターレンズ13A〜13D,絞り14A〜14Dおよびシリンドリカルレンズ15A〜15Dは、各光源12A〜12Dから出射されるレーザ光の各光軸J上にそれぞれ配置されている。ここで、ホルダ11が本発明における「支持体」の一具体例に対応する。
【0035】
ホルダ11は、例えば、図5〜図7に示したように、板状構造をなす下側の基部11Xと、箱状構造をなす上側の収納部11Yとが一体成形されたものである。これらの基部11Xおよび収納部11Yは、例えば、各光源12A〜12Dの配設高さ位置に対応した段差状構造をなしている。
【0036】
光源12A〜12Dは、走査用のレーザ光を出射するものであり、例えば、ホルダ11(収納部11Y)の背面部分に出射端を前方に向けて配設されている。これらの光源12A〜12Dは、例えば、互いに以下のような立体的な位置関係となるように配列されている。すなわち、光源12A〜12Dは、図6および図8に示したように、第1の方向(X軸方向)に沿ってこの順に配列され、特に、図6に示したように、それぞれの高さ位置HA〜HDがHC,HA,HD,HBの順になるように、第1の方向(X軸方向)および第2の方向(Z軸方向)を含む面内において千鳥配列(ジグザグ配列)されている。また、光源12A〜12Dは、図7に示したように、各光源から出射されたレーザ光が第1の方向(X軸方向)を含む面(X軸およびY軸を含む面)内において互いに近づくこととなるように配列されている。さらに、光源12A〜12Dは、図8に示したように、内側の2つの光源12A,12Dから出射されたレーザ光12A,12Dが、第2の方向(Z軸方向)を含む面(投射面;Y軸およびZ軸を含む面)内において互いに平行になり、かつ外側の2つの光源12B,12Cから出射されたレーザ光12B,12Cが、第2の方向を含む面(投射面)内において互いに近づくこととなるように配列されている。内側の2つの光源12A,12Dから出射されたレーザ光12A,12Dと外側の2つの光源12B,12Cから出射されたレーザ光12B,12Cとは、例えば、ポリゴンミラー30の偏向面30Mにおいて互いに交わっている。なお、図8では、各レーザ光LA〜LDの光路を見やすくするために、各光源12A〜12D間を極端に離間させた状態を示している。
【0037】
コリメーターレンズ13A〜13Dは、主に、光源12A〜12Dから出射されたレーザ光をそれぞれ平行光束にするためのものであり、例えば、図7に示したように、いずれも支持台16上に固定された状態でホルダ11の収納部11Yに収納されている。ホルダ11には、例えば、図6に示したように、コリメータレンズ13A〜13Dが固定された各支持台16に対応して、収納部11Yを貫通して支持台16と連結された4つの調整ネジ17が設けられている。この調整ネジ17は、例えば、偏心ネジよりなるものであり、この調整ネジ17を利用して支持台16を移動させることにより、各コリメーターレンズ13A〜13Dの位置を調整可能になっている。
【0038】
絞り14A〜14Dは、主に、光源12A〜12Dから出射されたレーザ光のうちの一部のみを通過させるためのスリット状の開口を有する光学部品であり、収納部11Yの前面に配設されている。
【0039】
シリンドリカルレンズ15A〜15Dは、主に、レーザ光の非点収差を補正するためのものであり、例えば、いずれも支持板18上に固定されている。各支持板18にはスリット部が設けられており、このスリット部に、各支持板18をホルダ11(基部11X)に固定するための調整ネジ19が設けられている。この調整ネジ19を利用して支持板18を前後にスライドさせることにより、各シリンドリカルレンズ15A〜15Dの位置を調整可能になっている。
【0040】
次に、図1〜図10を参照して、光走査装置の動作について説明する。図9および図10は光走査装置の動作時におけるレーザ光の光路を表すものであり、図9は光路を上方から見た状態,図10は側方から見た状態をそれぞれ示している。なお、図9および図10では、図4および図5に示した一連の構成要素のうち、レーザ光の走査機構に関わる主要な構成要素のみを示している。
【0041】
この光走査装置では、ポリゴンミラー30が等速回転されている状態において、まず、光学ベース1の上面側に配設された光源装置10からY,M,C,Bの4色に対応した4つのレーザ光LA〜LDが出射される。続いて、光源装置10から出射されたレーザ光LA〜LDが反射ミラー20で反射されてポリゴンミラー30に導かれたのち、ポリゴンミラー30の各偏向面30Mにおいて順次反射偏向される。続いて、ポリゴンミラー30により偏向されたレーザ光LA〜LDが、fθレンズ40(41,42)を透過する。
【0042】
fθレンズ40を透過したレーザ光LA〜LDのうち、レーザ光LA,LBは、反射ミラー50Yで反射され、開口1Kを通じて光学ベース1の下面側に導かれたのち、さらに、反射ミラー70Yで反射される。反射ミラー70Yで反射されたレーザ光LA,LBのうち、レーザ光LAは、シリンドリカルミラー90Aで反射され、カバーガラス100Aを透過したのち、感光ドラム110A上を走査する。一方、レーザ光LBは、反射ミラー80Yおよびシリンドリカルミラー90Bで順次反射され、カバーガラス100Bを透過したのち、感光ドラム110B上を走査する。
【0043】
また、fθレンズ40を透過したレーザ光LC,LDは、反射ミラー50Xで反射され、開口1Kを通じて光学ベース1の下面側に導かれたのち、さらに、反射ミラー70Xで反射される。反射ミラー70Xで反射されたレーザ光LC,LDのうち、レーザ光LCは、反射ミラー80Xおよびシリンドリカルミラー90Cで順次反射され、カバーガラス100Cを透過したのち、感光ドラム110C上を走査する。一方、レーザ光LDは、シリンドリカルミラー90Dで反射され、カバーガラス100Dを透過したのち、感光ドラム110D上を走査する。
【0044】
このようにして、光源装置10から出射された4つのレーザ光LA〜LDにより、走査対象としての4つの感光ドラム110A〜110D上の被走査面がそれぞれ走査される。
【0045】
本実施の形態に係る光走査装置では、1つのホルダ11に4つの光源12A〜12Dが一括して支持されてなる光源装置10を備えるようにしたので、以下の理由により、レーザ光の光路のずれを抑制し、色ずれの影響を抑制することができる。
【0046】
すなわち、4つの光源12A〜12Dを光走査装置に搭載する手法としては、例えば、本実施の形態において説明したように光源12A〜12Dをホルダ11に一括して支持させずに、各光源12A〜12Dを分散配置する手法も考えられる。この手法を利用した場合には、光走査装置の設計上、各光源12A〜12Dの配置位置を自由に設定できるという利点がある。
【0047】
しかしながら、各光源12A〜12Dを分散配置した場合には、上記した利点が得られる一方、その光走査装置を搭載したフルカラー型レーザプリンタにおいて色ずれが顕著になり、高画質化が困難になるという問題が生じる。なぜなら、例えば、各光源12A〜12Dを分散配置して光学ベース1に固定させた場合には、光走査装置の組立時において生じる力学的負荷や組立後の環境温度(例えば高温になったり、温度が位置によって異なる等)に起因して光学ベース1が歪むと、この光学ベース1の歪みに起因して各光源12A〜12D間の位置関係にずれが生じるため、光源12A〜12Dから出射されるレーザ光LA〜LDの光路間の相対的な位置関係がずれてしまうからである。この光路のずれを矯正すべく、各光源12A〜12Dや各シリンドリカルミラー90A〜90Dの向きを調整することも考えられるが、そのための調整機構を搭載することにより装置構成が煩雑化すると共に、製造コストがアップすることは否めない。
【0048】
これに対して、本実施の形態では、1つのホルダ11に4つの光源12A〜12Dが一括して支持されるため、図3および図5に示したように、光源12A〜12Dは、光学ベース1上の特定の箇所(ホルダ11の配置箇所)に集中配置される。この場合には、光学ベース1のうち、ホルダ11の配置箇所周辺が歪んだとしても、その歪みによる影響は、ホルダ11により支持された各光源12A〜12Dに対してほぼ同程度に及ぶこととなる。すなわち、光源12A〜12Dを分散配置させた場合と比較して、光学ベース1の歪みに起因して光源12A〜12D全体の配置位置に位置ずれが生じたとしても、各光源12A〜12D間の位置関係に大きな位置ずれが生じないため、各レーザ光LA〜LDの光路間の相対的な位置関係のずれが小さくなる。しかも、本実施の形態では、光源12A〜12Dやシリンドリカルレンズ90A〜90Dの向きを調整する調整機構を新たに搭載する必要がなく、4つの光源12A〜12Dをホルダ11に一括支持させるだけでレーザ光LA〜LDの光路のずれを抑制可能なため、装置構成の煩雑化やコストアップを招くこともない。
【0049】
したがって、本実施の形態では、光源装置10(光源12A〜12D)から出射されたレーザ光LA〜LDの光路のずれを防止可能になると共に、この光走査装置を搭載したフルカラー型レーザプリンタにおいて、簡略な装置構成および低コストを維持したまま、色ずれの影響を抑制することができる。
【0050】
さらに、本実施の形態では、ホルダ11に一括支持されるように4つの光源12A〜12Dを集中配置することにより、光源12A〜12Dの占有領域が小さくなるため、光走査装置を小型化することができると共に、光源12A〜12D以外の構成要素の配設位置に係る自由度を確保することができる。
【0051】
また、本実施の形態では、4つの光源12A〜12Dを支持させるために1つのホルダ11しか必要としないため、各光源12A〜12Dを4つのホルダに個別に支持させる場合と比較して、光源支持用のホルダ個数を削減することができる。しかも、このホルダ個数の削減に伴い、製造コストを安くすることができると共に、組立を簡単にすることができる。
【0052】
また、本実施の形態では、4つの光源12A〜12Dを1つのホルダ11に支持させることにより光源装置10を構成したので、この光源装置10を利用して構成した光走査装置では、レーザ光LA〜LDの光路のずれが防止され、色ずれを抑制することができる。特に、本実施の形態では、光源12A〜12Dと共に、レーザ光LA〜LDの光学的調整や補正等に必要なコリメーターレンズ13A〜13D、絞り14A〜14Dおよびシリンドリカルレンズ15A〜15Dなどの部品もホルダ11に一括して支持させることにより、これらの部品を光源12A〜12Dと別個に配設する場合と比較して、光走査装置の構成が簡略化され、かつ組立も容易になる。
【0053】
また、本実施の形態では、光源装置10の各光源12A〜12Dを、図8に示したように、第2の方向(Z軸方向)を含む面(投射面)内において、内側の2つの光源12A,12Dから出射されたレーザ光LA,LDが互いに平行になり、かつ外側の2つの光源12B,12Cから出射されたレーザ光LB,LCが互いに近づくこととなるように配列すると共に、ポリゴンミラー30の偏向面30Mにいて、レーザ光LA,LDとレーザ光LB,LCとが互いに交わるようにしたので、偏向用のポリゴンミラー30を小型化することができる。その理由を比較例と対比して説明する。
【0054】
図11および図12は、ポリゴンミラー30の小型化に係る効果を説明するためのものであり、図11は本実施の形態に係る光走査装置におけるレーザ光LA〜LDの光路,図12は比較例としての光走査装置におけるレーザ光LA〜LDの光路をそれぞれ示している。なお、図11および図12は、図8と同様に第2の方向を含む面(投射面)を表しており、両図では、ポリゴンミラー30について、その任意の偏向面30Mのみを線状に示している。
【0055】
比較例(図12参照)では、各光源から出射されたレーザ光LA〜LDが互いに平行となるように光源12A〜12Dが配列されている。この場合には、ポリゴンミラー30(偏向面30M)の厚みが、互いに平行な4本のレーザ光LA〜LDの幅に対応する厚みT2だけ必要となる。
【0056】
これに対して、本実施の形態(図11参照)では、第2の方向を含む面(投射面)内において内側の2つのレーザ光LA,LDのみが互いに平行になり、かつ外側の2つのレーザ光LB,LCが互いに近づくこととなるように光源12A〜12Dを配列しているため、レーザ光LA,LDとレーザ光LB,LCとが互いに交わる位置、すなわち4つのレーザ光LA〜LD全体の幅が狭まる位置にポリゴンミラー30を配設すれば、そのポリゴンミラー30の厚みは、互いに平行なレーザ光LA,LD間の幅に対応する厚み、すなわち比較例の場合の厚みT2よりも小さいT1だけで足りる(T1<T2)。したがって、本実施の形態では、ポリゴンミラー30の小型化ならびに光走査装置の小型化が可能となる。特に、ポリゴンミラー30の小型化に基づき、その消費電力を低減し、かつ回転機構を安定化することが可能となる。
【0057】
また、本実施の形態では、第2の方向を含む面(投射面)内においてレーザ光LA,LDが互いに平行になり、かつレーザ光LB,LCが互いに近づくように光源12A〜12Dを配列したので、各光源12A〜12Dから出射されたレーザ光LA〜LDによる感光ドラム110A〜110D上の走査線の湾曲を補正する場合に、その補正を要するレーザ光の数を減らすことができる。その理由は、以下の通りである。
【0058】
図13および図14は、レーザ光LA〜LDによる走査線の湾曲を補正する方法を説明するためのものであり、図13は補正前の状態,図14は補正後の状態をそれぞれ示している。なお、図13および図14のうち、(A)はポリゴンミラー30(偏向面30M)と感光ドラム110A〜110D上の被走査面110Mとの間におけるレーザ光LA〜LDの光路を示し、(B)は各レーザLA〜LDによる光感光ドラム110A〜110D上の走査線PA〜PDを示している。
【0059】
第2の方向を含む面(投射面)内においてレーザ光LA,LDが互いに平行になり、かつレーザ光LB,LCが互いに近づくように光源12A〜12Dを配列した場合には、上記したようにポリゴンミラー30の小型化について利点を有するが、その反面、レーザ光LB,LCの走査機構に不具合を生じる。すなわち、図13に示したように、カバーガラス100A〜100Dが被走査面110Mに平行な場合(図13(A))には、レーザ光LA,LDの走査線PA,PDはいずれも正常に直線状となるが、レーザ光LB,LCの走査線PB,PCはいずれも湾曲してしまう(図13(B))。
【0060】
これらの走査線PB,PCの湾曲現象は、例えば、カバーガラス100B,100Cを利用してほぼ補正可能となる。すなわち、図14に示したように、第1の方向(X軸方向)の軸(すなわち長手方向の軸)を中心としてカバーガラス100B,100Cをそれぞれ傾けることにより(図14(A))、走査線PA,PDと同様に走査線PB,PCが直線状になる。
【0061】
ポリゴンミラー30の小型化の観点から言えば、第2の方向を含む面(投射面)内において全てのレーザ光LA〜LDが互いに近づくように光源12A〜12Dを配列した場合に、ポリゴンミラー30の厚みを最小化することが可能になる。しかしながら、この場合には、全ての走査線PA〜PDが湾曲してしまうため、これらの走査線PA〜PDの湾曲現象を補正するために全てのカバーガラス100A〜100Dの角度をそれぞれ調整しなければならず、カバーガラス100A〜100Dを利用した走査線PA〜PDの湾曲補正を要する箇所が増える。
【0062】
そこで、本実施の形態において説明したように、第2の方向を含む面(投射面)内においてレーザ光LA,LDが互いに平行になり、かつレーザ光LB,LCが互いに近づくように光源12A〜12Dを配列すれば、ポリゴンミラー30の小型化を図ることができると共に、走査線の湾曲補正を必要とするレーザ光の数を減らすことができるのである。
【0063】
なお、本実施の形態では、Y,M,C,Bの4色に対応した4つの光源12A〜12Dをホルダ11に搭載させるようにしたが、必ずしもこれに限られるものではなく、光源の搭載個数は4つ以上の範囲で自由に変更可能である。光源の搭載個数を5つ以上にした場合においても、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【0064】
また、本実施の形態では、光源装置10において、コリメーターレンズ13A〜13Dおよびシリンドリカルレンズ15A〜15Dの双方について位置調整機構を設けるようにしたが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、コリメーターレンズ13A〜13Dまたはシリンドリカルレンズ15A〜15Dのいずれか一方についてのみ位置調整機構を設けるようにしてもよい。この場合には、一方の位置調整機構が不要となるため、光源装置10の構成を簡略化することができる。
【0065】
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々の変形が可能である。具体的には、例えば、上記実施の形態では、本発明の光走査装置を「フルカラー型レーザプリンタ」に適用する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、単一のレーザ光を利用したシングルビーム方式や複数のレーザ光を利用したマルチビーム方式のモノクロ型レーザプリンタにも適用可能である。また、本発明を、光ビームの走査機構を利用して画像を形成可能なレーザプリンタ以外の他のプリンタに適用してもよいし、あるいはプリンタ以外の他の光学機器に適用してもよい。「他の光学機器」の具体例としては、例えば、ファクシミリ、複写機またはこれらの複合機などが挙げられる。
【0066】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の光源装置によれば、光ビームを出射する4つの光源を1つの支持体に支持させるようにしたので、4つの光源を分散配置した場合と比較して、各光源を支持する支持体(光学ベース)が歪んだ場合においても、その歪みの影響が各光源間で大きく異なることがなく、各光源間の相対的な位置関係に大きな位置ずれが生じない。したがって、各光ビーム間における相互の光路ずれを抑制することができる。特に、本光源装置をカラー画像の形成に適用した場合には、色ずれによる画質劣化を抑制することが可能である。しかも、4つの光源のうち、副走査方向に対応する第2の方向における内側の2つの光源から出射された光ビームがその第2の方向を含む面内において互いに平行になるように配列され、かつ、第2の方向における外側の2つの光源から出射された光ビームがその第2の方向を含む面内において互いに近づくこととなるように配列され、外側の2つの光源から出射された光ビームと内側の2つの光源から出射された光ビームとが光偏向器の偏向面において互いに交わるようにしたので、光偏向器の厚みは、第2の方向を含む面内において互いに平行な2つの光ビーム間の幅に対応する厚みで足りる。したがって、光偏向器の小型化を図ることができると共に、被走査面における走査線の湾曲補正を必要とする光ビームの数を減らすことができる。
【0067】
また、請求項5記載の光走査装置によれば、本発明の光源装置を備えるようにしたので、複数の光ビーム間の相互の光路ずれが抑制される。したがって、本光走査装置をカラー画像の形成に適用した場合には、色ずれによる画質劣化を抑制することができる。また、光偏向器の小型化を図ることができると共に、被走査面における走査線の湾曲補正を必要とする光ビームの数を減らすことができる。
【0069】
また、請求項3記載の光源装置によれば、各光源ごとに、コリメーターレンズと、絞りと、シリンドリカルレンズとを備えるようにしたので、これらの構成要素を光源と別個に配設した場合と比較して、さらに光走査装置の構成の簡略化に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係る光走査装置の外観斜視構成を表す斜視図である。
【図2】本発明の一実施の形態に係る光走査装置における下カバーの平面構成を表す平面図である。
【図3】本発明の一実施の形態に係る光走査装置の上面側構成を表す上面図である。
【図4】本発明の一実施の形態に係る光走査装置の下面側構成を表す下面図である。
【図5】本発明の一実施の形態に係る光源装置の斜視構成を拡大して表す斜視図である。
【図6】図5に示した光源装置の背面構成を拡大して表す背面図である。
【図7】図5に示した光源装置の上面構成を拡大して表す上面図である。
【図8】図5に示した光源装置を側面側から見た際の光源の配置構成を表す図である。
【図9】本発明の一実施の形態に係る光走査装置の動作時におけるレーザ光の光路を上方から見た状態を表す図である。
【図10】本発明の一実施の形態に係る光走査装置の動作時におけるレーザ光の光路を側方から見た状態を表す図である。
【図11】本発明の一実施の形態に係る光走査装置におけるポリゴンミラーの小型化に係る効果を説明するための図である。
【図12】比較例としての光走査装置における問題点を説明するための図である。
【図13】本発明の一実施の形態に係る光走査装置におけるレーザ光による走査線の湾曲補正前の状態を表す図である。
【図14】本発明の一実施の形態に係る光走査装置におけるレーザ光による走査線の湾曲補正後の状態を表す図である。
【符号の説明】
1…光学ベース、1K…開口、1R…リブ、1S…収納スペース、10…光源装置、11…ホルダ、11X…基部、11Y…収納部、12A〜12D…光源、13A〜13D…コリメーターレンズ、14A〜14D…絞り、15A〜15D)…シリンドリカルレンズ、16…支持台、17,19…調整ネジ、18…支持板、20,50X,50Y,70X,70Y,80X,80Y…反射ミラー、30…ポリゴンミラー、30M…偏向面、40(41,42)…fθレンズ、60…制御回路基板、60E…コネクタケーブル、90A〜90D…シリンドリカルミラー、100A〜100D…カバーガラス、110A〜110D…感光ドラム、110M…被走査面、LA〜LD…レーザ光、PA〜PD…走査線。
Claims (5)
- 複数の光ビームで被走査面を走査する光走査装置に用いられる光源装置であって、
光ビームを出射する4つの光源と、
主走査方向に対応する第1の方向に沿って前記4つの光源を配列させて支持する1つの支持体とを備え、
光ビームが光偏向器の偏向面において偏向されることにより被走査面を走査し、
前記4つの光源は、
各光源から出射された光ビームが、前記第1の方向を含む面内において互いに近づくこととなるように配列され、
かつ、副走査方向に対応する第2の方向における内側の2つの光源から出射された光ビームが、その第2の方向を含む面内において互いに平行になるように配列され、
かつ、前記第2の方向における外側の2つの光源から出射された光ビームが、その第2の方向を含む面内において互いに近づくこととなるように配列されており、
前記外側の2つの光源から出射された光ビームと前記内側の2つの光源から出射された光ビームとは、前記光偏向器の偏向面において互いに交わっている
ことを特徴とする光源装置。 - 前記4つの光源は、前記第1の方向および前記第2の方向を含む面内において千鳥配列されている
ことを特徴とする請求項1記載の光源装置。 - さらに、
各光源ごとに、コリメーターレンズと、絞りと、シリンドリカルレンズとを備えた
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の光源装置。 - 前記コリメーターレンズまたは前記シリンドリカルレンズの少なくとも一方の位置が調整可能である
ことを特徴とする請求項3記載の光源装置。 - 被走査面を走査する複数の光ビームを出射する光源装置と、前記光源装置から出射された複数の光ビームを偏向させる光偏向器とを備えた光走査装置であって、
前記光源装置が、
光ビームを出射する4つの光源と、
主走査方向に対応する第1の方向に沿って前記4つの光源を配列させて支持する1つの支持体とを備え、
光ビームが光偏向器の偏向面において偏向されることにより被走査面を走査し、
前記4つの光源は、
各光源から出射された光ビームが、前記第1の方向を含む面内において互いに近づくこととなるように配列され、
かつ、副走査方向に対応する第2の方向における内側の2つの光源から出射された光ビームが、その第2の方向を含む面内において互いに平行になるように配列され、
かつ、前記第2の方向における外側の2つの光源から出射された光ビームが、その第2の方向を含む面内において互いに近づくこととなるように配列されており、
前記外側の2つの光源から出射された光ビームと前記内側の2つの光源から出射された光ビームとは、前記光偏向器の偏向面において互いに交わっている
ことを特徴とする光走査装置。
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