JP4922118B2 - Optical scanning apparatus and image forming apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置に具備される光走査装置、及び、その光走査装置を備えたレーザプリンタ、レーザプロッタ、デジタル複写機、普通紙ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の画像形成装置に関する。   The present invention relates to an optical scanning device provided in an electrophotographic image forming apparatus, and an image of a laser printer, a laser plotter, a digital copying machine, a plain paper facsimile, or a composite machine of these equipped with the optical scanning device. The present invention relates to a forming apparatus.

レーザプリンタ、レーザプロッタ、デジタル複写機、普通紙ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等で用いられる電子写真方式の画像形成装置においては、近年、カラー化、高速化が進み、像担持体である感光体を複数(通常は4つ)有するタンデム方式対応の画像形成装置が普及してきている。このタンデム方式の画像形成装置では、記録材を搬送する転写ベルト(または中間転写ベルト)に沿って例えば4つの感光体を並設し、各感光体を帯電手段で帯電した後、書込ユニットで各感光体上に潜像を形成し、各感光体上の潜像を現像手段の色の異なる現像剤(例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー)で各々現像して顕像化し、この各色の顕像を転写ベルトで搬送される記録材(または中間転写ベルト)に重ね合わせて転写し、カラー画像を形成する。   In electrophotographic image forming apparatuses used in laser printers, laser plotters, digital copying machines, plain paper facsimiles, or multi-function machines of these types, in recent years, colorization and high speed have been advanced, and photoconductors that are image carriers. An image forming apparatus compatible with a tandem method having a plurality of (usually four) is widely used. In this tandem image forming apparatus, for example, four photoconductors are arranged side by side along a transfer belt (or intermediate transfer belt) that conveys a recording material, and each photoconductor is charged by a charging unit and then written by a writing unit. A latent image is formed on each photoconductor, and the latent image on each photoconductor is developed and visualized with developers of different colors (for example, yellow, magenta, cyan, and black toners) of the developing means. The color images are transferred onto a recording material (or an intermediate transfer belt) conveyed by a transfer belt so as to form a color image.

また、電子写真方式のカラー画像形成装置としては、感光体を1つのみ有し、色の数だけ感光体を回転して中間転写体に順次重ね合わせて転写し、中間転写体上にカラー画像を形成した後、記録材に一括して転写するという、所謂1ドラム−中間転写方式のものもあるが、この場合には、4色、1ドラムだと、1枚の画像形成毎に感光体を4回転する必要が有り、タンデム方式に比べて生産性が劣る。   The electrophotographic color image forming apparatus has only one photoconductor, rotates the photoconductor by the number of colors, and sequentially superimposes and transfers the image onto the intermediate transfer member. There is also a so-called one-drum-intermediate transfer method in which the image is formed and transferred onto the recording material in a lump. In this case, if there are four colors and one drum, the photoconductor is formed every time one image is formed. Must be rotated four times, and productivity is inferior compared to the tandem method.

このようにタンデム方式の画像形成装置では、1ドラム−中間転写方式に比べて高速化が図れ、カラー画像形成の生産性を向上することができるが、タンデム方式の画像形成装置の場合、光走査装置を用いた書込ユニットで複数の感光体に光書込みを行うために、どうしても光走査装置の光源数が増えてしまい(例えば感光体が4つの場合には、通常4つの光源が必要となる)、それに伴い、部品点数の増加、複数光源間の波長差に起因する色ずれ、コストアップ等の問題が生じてしまう。
また、書込ユニットの故障の原因として半導体レーザの劣化が挙げられている。このため光源数が多くなると、故障の確率が増え、リサイクル性が劣化する。
As described above, the tandem image forming apparatus can increase the speed and improve the productivity of color image formation as compared with the one-drum-intermediate transfer system. However, in the case of the tandem image forming apparatus, optical scanning is possible. In order to perform optical writing on a plurality of photoconductors by a writing unit using the apparatus, the number of light sources of the optical scanning device inevitably increases (for example, when there are four photoconductors, four light sources are usually required). As a result, problems such as an increase in the number of components, a color shift due to a wavelength difference between a plurality of light sources, and an increase in cost occur.
Further, deterioration of the semiconductor laser is cited as a cause of the failure of the writing unit. For this reason, if the number of light sources increases, the probability of failure increases and the recyclability deteriorates.

そこで、タンデム方式の画像形成装置に用いる光走査装置で光源の数を増やさない工夫がなされた例がある(例えば、特許文献1参照)。この従来技術では、ピラミダルミラーまたは平板ミラーを用いて、共通の光源からのビームが異なる被走査面を走査するようにしている。しかし、この方法では、光源数は低減できるが、偏向ミラーの面数は最大2面までになり、高速化に対して課題が残る。
また、上記の問題を解決するため、光源からの1本の光束を光束分割手段で副走査方向にずらした2本の光束に分割し、互いに角度をずらして重ねた2枚のポリゴンミラーを同軸に回転させる偏向手段で走査し、相異なる2本の被走査面を走査する構成の光走査装置が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
In view of this, there is an example in which the optical scanning device used in the tandem image forming apparatus is devised so as not to increase the number of light sources (see, for example, Patent Document 1). In this prior art, a scanning surface with different beams from a common light source is scanned using a pyramid mirror or a flat mirror. However, with this method, the number of light sources can be reduced, but the number of deflecting mirrors is limited to a maximum of two, and there remains a problem with speeding up.
In order to solve the above problem, one light beam from the light source is split into two light beams shifted in the sub-scanning direction by the light beam splitting means, and two polygon mirrors that are overlapped at different angles are coaxial. There has been proposed an optical scanning device that is configured to scan with two different scanning surfaces by using a deflecting means that is rotated in order (see, for example, Patent Document 2).

この従来技術では、共通の光源からのビームが異なる被走査面を走査する手段として、位相をずらして2段に重ねたポリゴンミラーを用いようとするものであるが、位相をずらしたポリゴンミラーは汎用品ではなく、コストアップが懸念される。また、ポリゴンミラーの加工性も要求され、それぞれの段の面倒れが異なることや面精度も異なることから、画像品質の劣化が懸念される。   In this prior art, as means for scanning the surface to be scanned with different beams from a common light source, a polygon mirror with two phases shifted and shifted is used. It is not a general-purpose product and there is a concern about cost increase. In addition, the workability of the polygon mirror is also required, and the surface tilt of each step is different and the surface accuracy is different.

特開2002−23085号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-23085 特開2006−284822号公報JP 2006-284822 A

本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、高速・高品位な画像出力を維持しつつ更なるコストダウンを可能とし、さらにレイアウト性も向上することができる構成の光走査装置を提供すること、また、高速・高品位な画像出力を維持しつつ、入射ビームと走査ビームの分離性を向上させることができる構成の光走査装置を提供することを目的とし、さらには、その光走査装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an optical scanning device having a configuration capable of further reducing costs while maintaining high-speed and high-quality image output and further improving layout. Another object of the present invention is to provide an optical scanning device having a configuration capable of improving the separation between the incident beam and the scanning beam while maintaining high-speed and high-quality image output. An object is to provide an image forming apparatus provided.

上記目的を達成するため、本発明では以下のような手段を採っている。
本発明の第1の手段は、変調駆動される光源と、多面の反射鏡を有する偏向手段と、前記偏向手段により走査されたビームを被走査面に導く走査光学系を有する光走査装置において、前記光源と前記偏向手段の間に該光源からのビームを分割する光束分割手段を備え、かつ前記偏向手段が4面の反射面を有し、同一のタイミングにおいて前記光束分割手段により分割されたビームのそれぞれが、前記偏向手段の相異なる反射面に入射するとともに、前記偏向手段に入射する際の前記分割されたビーム同士の成す角が略π/2となることを特徴とする。
また、本発明の第2の手段は、第1の手段の光走査装置において、前記光束分割手段により分割されたビームの前記偏向手段への入射角を設定する入射ミラーを有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention adopts the following means.
According to a first aspect of the present invention, there is provided an optical scanning apparatus including a light source to be modulated and driven, a deflecting unit having a multi-surface reflecting mirror, and a scanning optical system for guiding a beam scanned by the deflecting unit to a surface to be scanned. A beam splitting unit that splits a beam from the light source between the light source and the deflecting unit, the deflecting unit having four reflecting surfaces, and the beams split by the beam splitting unit at the same timing Are incident on different reflecting surfaces of the deflecting means, and the angle formed by the divided beams when entering the deflecting means is approximately π / 2 .
The second means of the present invention is characterized in that in the optical scanning device of the first means, an incident mirror is provided for setting an incident angle of the beam divided by the light beam dividing means to the deflecting means. .

本発明の第3の手段は、第2の手段の光走査装置において、前記入射ミラーが、前記走査光学系の走査レンズと略等しい位置に配置されることを特徴とする。
また、本発明の第4の手段は、第3の手段の光走査装置において、前記入射ミラーと前記走査レンズの一部が接触していることを特徴とする。
さらに本発明の第5の手段は、第3または第4の手段の光走査装置において、前記入射ミラーの端面に反射防止処理が施されていることを特徴とする。
According to a third means of the present invention, in the optical scanning device of the second means, the incident mirror is disposed at a position substantially equal to the scanning lens of the scanning optical system.
According to a fourth means of the present invention, in the optical scanning device of the third means, the incident mirror and a part of the scanning lens are in contact with each other.
Further, the fifth means of the present invention is characterized in that, in the optical scanning device of the third or fourth means, the end face of the incident mirror is subjected to antireflection treatment.

本発明の第6の手段は、第1または第2の手段の光走査装置において、
前記偏向手段に最も近い前記光走査光学系の走査レンズの入射面における主走査方向の端部は平坦部を有しており、前記平坦部には反射コーティングが施されており、前記光束分割手段により分割されたビームは前記平坦部にて反射され、前記偏向手段の反射面に入射することを特徴とする。
According to a sixth means of the present invention, in the optical scanning device of the first or second means,
An end in the main scanning direction on the incident surface of the scanning lens of the optical scanning optical system closest to the deflecting unit has a flat part, and the flat part is provided with a reflective coating, and the light beam dividing unit The beam divided by is reflected by the flat portion and is incident on the reflecting surface of the deflecting means.

本発明の第7の手段は、第1〜第6のいずれか1つの手段の光走査装置において、前記光束分割手段により分割されたビームのうちの主走査方向において前記光源側から遠ざかる方向に走査するように入射された少なくとも一方のビームを受光する同期検知手段を、前記少なくとも一方のビームの前記偏向手段への入射ビームを境として、前記少なくとも一方のビームの走査方向と反対側に配備することを特徴とする。
また、本発明の第8の手段は、第1〜第6のいずれか1つの手段の光走査装置において、前記光源側の同期検知を、該光源の光量制御用の受光手段で行うこと特徴とする。
According to a seventh means of the present invention, in the optical scanning device of any one of the first to sixth means, scanning in a direction away from the light source side in the main scanning direction of the beams divided by the light beam dividing means. Synchronous detection means for receiving at least one of the incident beams is arranged on the opposite side of the scanning direction of the at least one beam with the incident beam to the deflecting means of the at least one beam as a boundary. It is characterized by.
The eighth means of the present invention is characterized in that, in the optical scanning device of any one of the first to sixth means, the light source side synchronization detection is performed by a light receiving means for controlling the light amount of the light source. To do.

本発明の第9の手段は、第1〜第8のいずれか1つの手段の光走査装置において、前記被走査面に形成される複数の走査線の副走査方向のピッチを調整するピッチ調整手段を有し、該ピッチ調整手段が前記光束分割手段と前記偏向手段の間に配置されることを特徴とする。
また、本発明の第10の手段は、第1〜第9のいずれか1つの手段の光走査装置において、前記光源を複数有し、該複数の光源が副走査方向に異なる位置に配置されていることを特徴とする。
According to a ninth means of the present invention, in the optical scanning device of any one of the first to eighth means, a pitch adjusting means for adjusting the pitch in the sub-scanning direction of the plurality of scanning lines formed on the scanned surface. And the pitch adjusting means is disposed between the light beam dividing means and the deflecting means.
According to a tenth means of the present invention, in the optical scanning device of any one of the first to ninth means, the plurality of light sources are provided, and the plurality of light sources are arranged at different positions in the sub-scanning direction. It is characterized by being.

本発明の第11の手段は、第1〜第10のいずれか1つの手段の光走査装置において、共通の光源が相異なる被走査面を走査する時に、それぞれの被走査面に対して互いに異なる光量を設定することを特徴とする。
また、本発明の第12の手段は、第1〜第11のいずれか1つの手段の光走査装置において、前記光源に面発光型半導体レーザを用いることを特徴とする。
According to an eleventh means of the present invention, in the optical scanning device according to any one of the first to tenth means, when a common light source scans different scanned surfaces, the scanned surfaces differ from each other. The amount of light is set.
According to a twelfth means of the present invention, in the optical scanning device of any one of the first to eleventh means, a surface emitting semiconductor laser is used as the light source.

本発明の第13の手段は、光源からのビームを被走査面である像担持体に照射して潜像を形成する書込ユニットを備えた画像形成装置において、前記書込ユニットに第1〜第12のいずれか1つの手段の光走査装置を備えたことを特徴とする。
また、本発明の第14の手段は、第13の手段の画像形成装置において、前記像担持体を複数備え、前記書込ユニットで複数の像担持体にそれぞれ形成した潜像を色の異なる現像剤で現像して顕像化し、前記複数の像担持体に形成した各色の顕像を直接または中間転写体を介して記録材に重ね合せて転写して多色またはフルカラー画像を形成することを特徴とする。
According to a thirteenth aspect of the present invention, in an image forming apparatus including a writing unit that forms a latent image by irradiating a beam from a light source onto an image carrier that is a surface to be scanned. An optical scanning device according to any one of the twelfth means is provided.
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the image forming apparatus of the thirteenth aspect, a plurality of the image carriers are provided, and the latent images formed on the plurality of image carriers by the writing unit are developed in different colors. Developing with a developer to form a visible image, and forming a multicolor or full-color image by transferring the visible images of each color formed on the plurality of image carriers onto a recording material directly or via an intermediate transfer member. Features.

第1の手段の光走査装置では、光源と前記偏向手段の間に該光源からのビームを分割する光束分割手段を備え、かつ前記偏向手段が4面の反射面を有し、同一のタイミングにおいて前記光束分割手段により分割されたビームのそれぞれが、前記偏向手段の相異なる反射面に入射するとともに、前記偏向手段に入射する際の前記分割されたビーム同士の成す角が略π/2となることにより、一つの光源で異なる被走査面を走査することが可能となり、高速を維持しつつ、光源数の削減によるコストダウンを達成可能な走査装置を実現することが可能となる。またレイアウト性を向上することができる光走査装置を実現することが可能となる。 In the optical scanning device of the first means, a light beam splitting means for splitting the beam from the light source is provided between the light source and the deflecting means, and the deflecting means has four reflecting surfaces, and at the same timing. Each of the beams split by the light beam splitting unit is incident on different reflecting surfaces of the deflecting unit, and an angle formed by the split beams when entering the deflecting unit is approximately π / 2. Accordingly, it becomes possible to scan different scanning surfaces with one light source, and it is possible to realize a scanning device capable of achieving cost reduction by reducing the number of light sources while maintaining high speed. Also it is possible to realize an optical scanning apparatus capable of improving the layout properties.

の手段の光走査装置では、第1の手段の構成及び効果に加え、分割されたビームの前記偏向手段への入射角を設定する入射ミラーを有し、また第3の手段の光走査装置では、第2の手段の構成に加え、該入射ミラーが、前記走査光学系の走査レンズと略等しい位置に配置されることにより、入射ビームと走査ビームの分離性を向上させることが可能となる。
また、第4の手段の光走査装置では、第3の手段の構成及び効果に加え、前記入射ミラーと前記走査レンズの一部が接触していることにより、入射ビームと走査ビームを分離性を向上させることが可能となり、また、入射ミラーの配置位置の設定も容易になる。
さらに第5の光走査装置では、第3または第4の手段の構成及び効果に加え、前記入射ミラーの端面に反射防止処理が施されていることにより、走査ビームの反射を防ぎ、ゴーストを防止することが可能となる。
In the optical scanning device of the second means, in addition to the configuration and effects of the first means, the optical scanning device has an incident mirror for setting the incident angle of the split beam to the deflection means, and the optical scanning of the third means In the apparatus, in addition to the configuration of the second means, the incident mirror is arranged at a position substantially equal to the scanning lens of the scanning optical system, so that the separation between the incident beam and the scanning beam can be improved. Become.
Further, in the optical scanning device of the fourth means, in addition to the configuration and effect of the third means, the incident mirror and the scanning lens are in contact with each other, so that the incident beam and the scanning beam are separated. It becomes possible to improve, and the setting of the arrangement position of the incident mirror becomes easy.
Further, in the fifth optical scanning device, in addition to the configuration and effect of the third or fourth means, the end face of the incident mirror is subjected to antireflection treatment, thereby preventing reflection of the scanning beam and preventing ghost. It becomes possible to do.

第6の手段の光走査装置では、第1または第2の手段の構成及び効果に加え、前記偏向手段に最も近い前記光走査光学系の走査レンズの入射面における主走査方向の端部は平坦部を有しており、前記平坦部には反射コーティングが施されており、前記光束分割手段により分割されたビームは前記平坦部にて反射され、前記偏向手段の反射面に入射することにより、前記反射コーティングが入射ミラーの代わりとなるため、第3の手段の効果に加え、コストダウンが可能となる。 In the optical scanning device of the sixth means, in addition to the configuration and effect of the first or second means, the end in the main scanning direction on the incident surface of the scanning lens of the optical scanning optical system closest to the deflecting means is flat. A reflection coating is applied to the flat portion, the beam divided by the light beam dividing means is reflected by the flat portion, and is incident on the reflection surface of the deflecting means, Since the reflective coating replaces the incident mirror, the cost can be reduced in addition to the effects of the third means.

第7の手段の光走査装置では、第1〜第6のいずれか1つの手段の構成及び効果に加え、前記光束分割手段により分割されたビームのうちの主走査方向において前記光源側から遠ざかる方向に走査するように入射された少なくとも一方のビームを受光する同期検知手段を、前記少なくとも一方のビームの前記偏向手段への入射ビームを境として、前記少なくとも一方のビームの走査方向と反対側に配備することにより、レイアウト自由度をより向上することができる。
また、第8の手段の光走査装置では、第1〜第6のいずれか1つの手段の構成及び効果に加え、前記光源側の同期検知を、該光源の光量制御用の受光手段(例えば半導体レーザの光出力をモニタする受光素子)で行うことにより、同期検知手段の数を減らせるため、さらなるコストダウンを達成可能な光走査装置を実現することが可能となる。
In the optical scanning device of the seventh means, in addition to the configuration and effect of any one of the first to sixth means, the direction away from the light source in the main scanning direction of the beams divided by the light beam dividing means Synchronous detection means for receiving at least one of the beams incident so as to scan in the direction is arranged on the opposite side of the scanning direction of the at least one beam with the incident beam to the deflecting means of the at least one beam as a boundary. As a result, the degree of freedom in layout can be further improved.
Further, in the optical scanning device of the eighth means, in addition to the configuration and effect of any one of the first to sixth means, the light source side synchronization detection is performed by using a light receiving means (for example, a semiconductor) for controlling the light amount of the light source. Since the number of synchronization detection means can be reduced by using a light-receiving element that monitors the light output of the laser, it is possible to realize an optical scanning device that can achieve further cost reduction.

第9の手段の光走査装置では、第1〜第8のいずれか1つの手段の構成及び効果に加え、前記被走査面に形成される複数の走査線の副走査方向のピッチを調整するピッチ調整手段を有し、該ピッチ調整手段が前記光束分割手段と前記偏向手段の間に配置されることにより、被走査面上の副走査方向の走査線間隔を精度良く補正することができる。
また、第10の手段の光走査装置では、第1〜第9のいずれか1つの手段の構成及び効果に加え、前記光源を複数有し、該複数の光源が副走査方向に異なる位置に配置されていることにより、副走査方向に異なる光束を一つの光束分割素子で光束分割可能となり、さらなるコストダウンが達成可能となる。
In the optical scanning device of the ninth means, in addition to the configuration and effect of any one of the first to eighth means, a pitch for adjusting the pitch in the sub-scanning direction of the plurality of scanning lines formed on the surface to be scanned By having an adjusting unit and the pitch adjusting unit is disposed between the light beam dividing unit and the deflecting unit, it is possible to accurately correct the scanning line interval in the sub-scanning direction on the surface to be scanned.
Further, in the optical scanning device of the tenth means, in addition to the configuration and effect of any one of the first to ninth means, the plurality of light sources are provided, and the plurality of light sources are arranged at different positions in the sub-scanning direction. As a result, different light beams in the sub-scanning direction can be divided by one light beam dividing element, and further cost reduction can be achieved.

第11の手段の光走査装置では、第1〜第10のいずれか1つの手段の構成及び効果に加え、共通の光源が相異なる被走査面を走査する時に、それぞれの被走査面に対して互いに異なる光量を設定することができるので、光量調整により、それぞれの色の光量調整が可能となり、色再現性の優れた高品位な画像を出力することが可能となる。
また、第12の手段の光走査装置では、第1〜第11のいずれか1つの手段の構成及び効果に加え、前記光源に面発光型半導体レーザを用いることにより、高速な光走査装置を実現することが可能となる。
In the optical scanning device of the eleventh means, in addition to the configuration and effect of any one of the first to tenth means, when a common light source scans different scanned surfaces, each scanned surface is scanned. Since different amounts of light can be set, the amount of light of each color can be adjusted by adjusting the amount of light, and a high-quality image with excellent color reproducibility can be output.
In the optical scanning device of the twelfth means, in addition to the configuration and effect of any one of the first to eleventh means, a high-speed optical scanning device is realized by using a surface emitting semiconductor laser as the light source. It becomes possible to do.

第13の手段の画像形成装置では、書込ユニットに第1〜第12のいずれか1つの手段の光走査装置を備えたことにより、高速・高品位を維持しつつコストダウンが可能な画像形成装置を実現することが可能となる。
また、第14の手段の画像形成装置では、第13の手段の構成及び効果に加え、前記像担持体を複数備え、前記書込ユニットで複数の像担持体にそれぞれ形成した潜像を色の異なる現像剤で現像して顕像化し、前記複数の像担持体に形成した各色の顕像を直接または中間転写体を介して記録材に重ね合せて転写して多色またはフルカラー画像を形成することにより、高速・高品位を維持しつつコストダウンが可能なカラー画像形成装置を実現することが可能となる。
In the image forming apparatus of the thirteenth means, the optical scanning device of any one of the first to twelfth means is provided in the writing unit, so that image formation capable of reducing cost while maintaining high speed and high quality is achieved. An apparatus can be realized.
In addition to the configuration and effect of the thirteenth means, the image forming apparatus of the fourteenth means includes a plurality of the image carriers, and the latent image formed on each of the plurality of image carriers by the writing unit is colored. Developing with different developers to make visible images, and transferring the visible images of each color formed on the plurality of image bearing members onto a recording material directly or via an intermediate transfer member to form a multicolor or full color image As a result, it is possible to realize a color image forming apparatus capable of reducing costs while maintaining high speed and high quality.

[実施形態1]
以下、本発明の構成、動作及び作用効果を、図面を参照して詳細に説明する。
図1は本発明の一実施形態を示す光走査装置の概略斜視図である。同図において符号1、1’ は光源としての半導体レーザ(LD)、2,2’ は入射ミラー、3、3’ はカップリングレンズ、4は光束分割手段としてのハーフミラープリズム、5a、5b、5c、5dはシリンドリカルレンズ、6は防音ガラス、7は偏向手段としての偏向器(例えば4つの偏向反射面を有するポリゴンミラー)、8(8a,8b)は第1走査レンズ、9は光路折返し用のミラー、10(10a,10b)は第2走査レンズ、11(11a,11b)は被走査面としての感光体、12は開口絞り(アパーチャ)をそれぞれ示している。
[Embodiment 1]
Hereinafter, the configuration, operation, and effects of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic perspective view of an optical scanning device showing an embodiment of the present invention. In the figure, reference numerals 1 and 1 'are semiconductor lasers (LD) as light sources, 2, 2' are incident mirrors, 3 and 3 'are coupling lenses, 4 is a half mirror prism as light beam splitting means, 5a and 5b, 5c and 5d are cylindrical lenses, 6 is a soundproof glass, 7 is a deflector as a deflecting means (for example, a polygon mirror having four deflecting reflecting surfaces), 8 (8a and 8b) is a first scanning lens, and 9 is for optical path folding. , 10 (10a, 10b) are second scanning lenses, 11 (11a, 11b) are photoreceptors as scanning surfaces, and 12 is an aperture stop (aperture).

半導体レーザ1、1’ から出射した2本の発散光束はカップリングレンズ3、3’ により、弱い収束光束、または平行光束、または弱い発散光束に変換される。カップリングレンズ3、3’ を出たビームは被走査面上でのビーム径を安定させるための開口絞り12を通過し、ハーフミラープリズム4に入射する。ハーフミラープリズム4に入射した共通の光源からのビームはそれぞれ2つに分割され、ハーフミラープリズム4を出射するビームは全部で4本のビームとなる。この場合、光源1,1’ の配置が副走査方向のみに異なるため、ハーフミラープリズム4は共通で使用でき、副走査方向に異なる2本のビームを4本のビームに分割することとなる。   The two divergent light beams emitted from the semiconductor lasers 1, 1 'are converted into weak convergent light beams, parallel light beams, or weak divergent light beams by the coupling lenses 3, 3'. The beam that has exited the coupling lens 3, 3 ′ passes through the aperture stop 12 for stabilizing the beam diameter on the surface to be scanned and enters the half mirror prism 4. The beams from the common light source incident on the half mirror prism 4 are each divided into two beams, and the beams emitted from the half mirror prism 4 become a total of four beams. In this case, since the arrangement of the light sources 1 and 1 ′ is different only in the sub-scanning direction, the half mirror prism 4 can be used in common, and two beams that are different in the sub-scanning direction are divided into four beams.

図2は本発明の実施形態であるハーフミラープリズム4である。ハーフミラープリズム4は光束分割手段として働き、4aがハーフミラーとなっており、透過光と反射光を1:1の割合で分離する。なお、ハーフミラー4aでの分離の割合は1:1で有る必要はなく、他の光学系の条件に合わせて設定してももちろん構わない。
ハーフミラープリズム4を出射したビームは上下段それぞれに配備されるシリンドリカルレンズ5a,5b、5c,5dにより、ポリゴンミラー7の偏向反射面の近傍にて主走査方向に長い線像に変換される。
FIG. 2 shows a half mirror prism 4 according to an embodiment of the present invention. The half mirror prism 4 functions as a beam splitting means, and 4a is a half mirror, which separates transmitted light and reflected light at a ratio of 1: 1. The separation ratio in the half mirror 4a does not need to be 1: 1, and may be set according to the conditions of other optical systems.
The beam emitted from the half mirror prism 4 is converted into a line image that is long in the main scanning direction in the vicinity of the deflection reflection surface of the polygon mirror 7 by cylindrical lenses 5a, 5b, 5c, and 5d provided in the upper and lower stages.

なお、図1では、ハーフミラープリズム4で2方向に分割された光束のうち、シリンドリカルレンズ5a,5bと入射ミラー2’ を介して偏向器7の片側へ入射された一方側の入射光を偏向器7で偏向し、2つの感光体11a,11bを走査する走査光学系(第1走査レンズ8a,8b、光路折返し用のミラー9、第2走査レンズ10a,10b)のみを図示しているが、実際は偏向器7を挟んで、図示された光学系と同様の走査光学系が略対称な位置に配備された構成となっており、ハーフミラープリズム4で分割された他方の光束も、シリンドリカルレンズ5c,5dと入射ミラー2を介して偏向器7の他方側へ入射して偏向され、同様の構成の図示しない走査光学系を介して図示しない2つの感光体を走査するようになっている。   In FIG. 1, out of the light beams divided in two directions by the half mirror prism 4, incident light on one side incident on one side of the deflector 7 via the cylindrical lenses 5a and 5b and the incident mirror 2 ′ is deflected. Only the scanning optical system (the first scanning lenses 8a and 8b, the optical path folding mirror 9, and the second scanning lenses 10a and 10b) that deflects by the device 7 and scans the two photoconductors 11a and 11b is illustrated. Actually, a scanning optical system similar to the optical system shown in the figure is disposed with the deflector 7 interposed therebetween, and the other light beam divided by the half mirror prism 4 is also a cylindrical lens. The light is incident and deflected to the other side of the deflector 7 via the incident mirror 2 and 5c, 5d, and scans two photosensitive members (not shown) via a scanning optical system (not shown) having the same configuration.

図3は分割光による光走査を説明するための図である。同図(a)に示すように、ハーフミラープリズム4で分割された共通の光源からの入射光(図中の入射光x,入射光y)は、それぞれ入射ミラー2,2’ で光路を調節して偏向器(図示の例では4つの偏向反射面を有するポリゴンミラー)7の異なる面に入射するようにしており、略π/2の位相差(約90°)をつけている。位相差が90°近傍であれば分割された光束が同時に有効走査領域を走査することがない。例として、図3(a)に示す上側の有効走査領域xを走査している時(反射光aが反射光b、反射光cへと走査される時)の下側の反射光について説明する。   FIG. 3 is a diagram for explaining the optical scanning by the divided light. As shown in FIG. 4A, the incident light from the common light source divided by the half mirror prism 4 (incident light x and incident light y in the figure) is adjusted by the incident mirrors 2 and 2 ', respectively. Thus, the light is incident on different surfaces of a deflector (polygon mirror having four deflecting reflecting surfaces in the illustrated example), and has a phase difference of approximately π / 2 (about 90 °). If the phase difference is near 90 °, the divided light beams do not scan the effective scanning area at the same time. As an example, the lower reflected light when scanning the upper effective scanning region x shown in FIG. 3A (when the reflected light a is scanned into the reflected light b and reflected light c) will be described. .

上側の入射光xが反射光aとなる時は、図3(b)に示すように下側の反射光は位相差が90°なので走査領域に入らない。偏向器7が回転して上側の入射光が反射光bとなる時は、図3(c)に示すように下側の反射光はb’ となり走査領域に入らない。また、さらに偏向器7が回転して、上側の入射光が反射光cとなる時も、図3(d)に示すように下側の反射光はc’ となり走査領域に入らない。すなわち、図3(b)から図3(c)を経て図3(d)までの間、下側の反射光は、走査領域に入らないことが分かる。これは、入射光の位相差が90°であり、偏向器7の反射面数が4面であるため、反射光の位相差が必ず90°になることで上記関係が成立するのである。この上側の入射光(入射光x)が有効走査領域x内を走査している時は、下側の入射光yは有効走査領域y外を走査しており、感光体面上を走査しない関係は、位相差が90°より少しずれても成立するのは上記関係から自明である。逆に下側の入射光yが有効走査領域y内を走査している時は、上側の入射光xは有効走査領域x外を走査しており、感光体面上を走査しないことも上下対称配置となっているため自明である。   When the upper incident light x becomes the reflected light a, the lower reflected light does not enter the scanning region because the phase difference of the lower reflected light is 90 ° as shown in FIG. When the deflector 7 rotates and the upper incident light becomes the reflected light b, the lower reflected light becomes b 'as shown in FIG. 3C and does not enter the scanning region. Further, when the deflector 7 further rotates and the upper incident light becomes the reflected light c, the lower reflected light becomes c ′ as shown in FIG. 3D and does not enter the scanning region. That is, it can be seen that the reflected light on the lower side does not enter the scanning region from FIG. 3B through FIG. 3C to FIG. 3D. This is because the phase difference of incident light is 90 ° and the number of reflecting surfaces of the deflector 7 is four, so that the above relationship is established when the phase difference of reflected light is always 90 °. When the upper incident light (incident light x) scans within the effective scanning region x, the lower incident light y scans outside the effective scanning region y, and there is no relationship on the surface of the photoconductor. It is self-evident from the above relationship that it is established even if the phase difference is slightly shifted from 90 °. Conversely, when the lower incident light y scans the effective scanning area y, the upper incident light x scans outside the effective scanning area x, and it does not scan on the photosensitive surface. This is self-evident.

光源の変調駆動は、上側の入射光xが有効走査領域x内を走査している時は対応する色(例えばマゼンタ)の画像情報に基づき光源の変調駆動を行う。さらに、下側の入射光yが有効走査領域y内を走査している時は対応する色(例えばブラック)の画像情報に光源の変調駆動を行うことで、共通の光源で2色分の画像を走査することが可能となる。   When the upper incident light x scans within the effective scanning region x, the light source is modulated and driven based on image information of the corresponding color (for example, magenta). Further, when the lower incident light y scans within the effective scanning region y, the light source is driven to modulate the image information of the corresponding color (for example, black), so that an image for two colors with a common light source. Can be scanned.

ここで、図4に示すように、ハーフミラープリズム4で分割された共通の光源からの入射光(図中の入射光x,入射光y)を偏向器7の同一の反射面に入射させることも出来るが、走査領域を跨って光線をミラーで折り返す必要があり、レイアウト性が悪くなる。また、偏向器7の同一の反射面に入射させると、分割された光束は副走査方向に異なる位置で偏向器7に入射させる必要があるため、ハーフミラープリズム4とミラーにより、副走査方向の位置を変えなければならない。従って、図1や図3に示すように、偏向器7の異なる反射面に分割された光束を入射させた方がレイアウト性も向上する。   Here, as shown in FIG. 4, incident light (incident light x, incident light y in the figure) from the common light source divided by the half mirror prism 4 is incident on the same reflecting surface of the deflector 7. However, it is necessary to fold the light beam with a mirror across the scanning area, which deteriorates the layout. Further, if the light beam is incident on the same reflecting surface of the deflector 7, the divided light beams need to be incident on the deflector 7 at different positions in the sub-scanning direction. You have to change the position. Therefore, as shown in FIG. 1 and FIG. 3, the layout is improved when the divided light beams are incident on different reflecting surfaces of the deflector 7.

図5は複数色用の露光のタイミングチャートである。同図において縦軸は光量、横軸は時間をそれぞれ表す。
前述したように、ハーフミラープリズム4で分割された共通の光源からのビームを偏向器7で偏向走査して2つの感光体11a,11b(例えばブラックとマゼンタ用の感光体)の露光を行い、なおかつ、有効走査領域において、それぞれ全点灯する場合のタイムチャートを同図に示す。実線がブラックに相当する部分、点線がマゼンタに相当する部分を示している。ブラック、マゼンタにおける書き出しのタイミングは、有効走査幅外に配備される同期検知手段(同期検知センサ)で走査ビームを検知することにより決定される。なお、図1では同期検知手段は図示されていないが、通常はフォトダイオード等の受光素子を用いた同期検知センサが用いられる。
FIG. 5 is a timing chart of exposure for a plurality of colors. In the figure, the vertical axis represents the amount of light and the horizontal axis represents time.
As described above, the beam from the common light source divided by the half mirror prism 4 is deflected and scanned by the deflector 7 to expose the two photoconductors 11a and 11b (for example, black and magenta photoconductors), In addition, a time chart in the case where all the lights are lit in the effective scanning region is shown in FIG. A solid line indicates a portion corresponding to black, and a dotted line indicates a portion corresponding to magenta. The timing of writing in black and magenta is determined by detecting the scanning beam with a synchronization detection means (synchronization detection sensor) arranged outside the effective scanning width. Although the synchronization detection means is not shown in FIG. 1, a synchronization detection sensor using a light receiving element such as a photodiode is usually used.

図6は色によって露光量を異ならせるためのタイミングチャートである。図5ではブラックとマゼンタの領域での光量を同じに設定しているが、実際には光学素子の透過率、反射率が相対的に異なるため、光源の光量を同じにしてしまうと、感光体に到達するビームの光量が異なってしまう。そこで、図6に示すように、異なる感光体面を走査するときに互いの設定光量を異ならせることにより、異なる感光体面上に到達するビーム光量を等しくできる。   FIG. 6 is a timing chart for varying the exposure amount depending on the color. In FIG. 5, the light amounts in the black and magenta regions are set to be the same. However, since the transmittance and reflectance of the optical element are actually different, if the light amount of the light source is the same, the photoconductor The amount of light reaching the beam will be different. Therefore, as shown in FIG. 6, when the different photoconductor surfaces are scanned, the light amounts of the beams reaching the different photoconductor surfaces can be made equal by making the set light amounts different from each other.

ところで、図1に記載の2つの光源1、1’ から出射した各々のビームは、ハーフミラープリズム4で分割されて異なる2つの感光体11a,11bにそれぞれ露光されるので、2つの感光体11a,11bには、それぞれ一回の走査で2つの走査線が形成される。このとき、画素密度に応じて、走査線の副走査方向のピッチを調整する必要がある。副走査方向のピッチ調整の方法としてよく用いられる方法としては、光源ユニット(光源1、1’ 、カップリングレンズ3、3’ 、開口絞り12を1つのユニットとする)を主走査方向および副走査方向に垂直な軸を中心に回転させる方法があるが、この場合、ある感光体においては、所望のピッチとすることができるが、もう一方の感光体については光束分割手段(ハーフミラープリズム)4以降の光学素子の形状誤差、取り付け誤差等によりピッチ誤差が生じる。
この不具合を解決するためには光束分割素子(ハーフミラープリズム)4と偏向手段(偏向器)7の間に副走査方向のピッチを調整する手段を配備する必要がある。
By the way, each beam emitted from the two light sources 1 and 1 'shown in FIG. 1 is divided by the half mirror prism 4 and exposed to two different photoconductors 11a and 11b. , 11b, two scanning lines are formed in one scan. At this time, it is necessary to adjust the pitch of the scanning lines in the sub-scanning direction according to the pixel density. As a method often used as a pitch adjustment method in the sub-scanning direction, the light source unit (the light sources 1, 1 ′, the coupling lenses 3, 3 ′, and the aperture stop 12 as one unit) is used as the main scanning direction and the sub-scanning. There is a method of rotating about an axis perpendicular to the direction. In this case, a certain photosensitive member can have a desired pitch, but the other photosensitive member has a light beam splitting means (half mirror prism) 4. Pitch errors occur due to subsequent optical element shape errors, mounting errors, and the like.
In order to solve this problem, it is necessary to provide means for adjusting the pitch in the sub-scanning direction between the light beam splitting element (half mirror prism) 4 and the deflecting means (deflector) 7.

ここで、図7はピッチ調整手段の一例を示す図である。同図(a)は片側調整の手段、同図(b)は両側調整の手段を示す図である。
ここでは一例として、ハーフミラープリズム4と偏向器7の間に配置された光学素子5(例えば図1のシリンドリカルレンズ5a,5b、5c,5d)にピッチ調整手段を設けた場合について説明する。
シリンドリカルレンズ5は21a(または21b、21c)の中間部材を介して光走査装置のハウジング(図示を省略)に装着される。それぞれの装着面には予め硬化性樹脂(例えば光硬化性樹脂)を塗布しておく。このとき、中間部材21a(または21b、21c)はハウジングに対し、「主走査方向に平行な軸回りの偏心調整」と「光軸方向の調整」が可能であり、シリンドリカルレンズ5は中間部材21a(または21b、21c)に対して「光軸に平行な軸回りの偏心調整」、「副走査方向の配置調整」が可能であり、ハウジングに対して中間部材21a(または21b、21c)が調整可能な方向の少なくとも1つと、中間部材21a(または21b、21c)に対してシリンドリカルレンズ5の調整可能な方向の少なくとも1つが異なっている。このような構成とすることで、複数の光学特性(ビームウエスト径太り、ビームウエスト位置ずれ低減、ビームスポット位置ずれ低減)を同時に確保でき、なおかつ、シリンドリカルレンズ5を光軸に平行な回りに偏心調整可能とすることで、副走査方向の走査線間隔を最適に設定することができる。また、中間部材21aのシリンドリカルレンズ5に接する面とハウジングに接する面は平面となっていて調整が容易になっている。調整が終了したら硬化性樹脂を所定の方法(例えば紫外線照射等)で硬化させることにより、相互の位置を固定させる。
Here, FIG. 7 is a diagram showing an example of the pitch adjusting means. FIG. 4A is a diagram showing one-side adjustment means, and FIG. 4B is a diagram showing both-side adjustment means.
Here, as an example, a case where pitch adjusting means is provided in the optical element 5 (for example, the cylindrical lenses 5a, 5b, 5c, 5d in FIG. 1) disposed between the half mirror prism 4 and the deflector 7 will be described.
The cylindrical lens 5 is attached to a housing (not shown) of the optical scanning device via an intermediate member 21a (or 21b, 21c). A curable resin (for example, a photocurable resin) is previously applied to each mounting surface. At this time, the intermediate member 21a (or 21b, 21c) can be “adjusted eccentrically about an axis parallel to the main scanning direction” and “adjusted in the optical axis direction” with respect to the housing, and the cylindrical lens 5 is connected to the intermediate member 21a. (Or 21b, 21c) can be adjusted “eccentric adjustment around an axis parallel to the optical axis” and “position adjustment in the sub-scanning direction”, and the intermediate member 21a (or 21b, 21c) can be adjusted with respect to the housing. At least one of the possible directions is different from at least one of the adjustable directions of the cylindrical lens 5 with respect to the intermediate member 21a (or 21b, 21c). By adopting such a configuration, a plurality of optical characteristics (thickening the beam waist diameter, reducing beam waist position deviation, and beam spot position deviation) can be secured simultaneously, and the cylindrical lens 5 is decentered around the optical axis. By making the adjustment possible, the scanning line interval in the sub-scanning direction can be set optimally. Further, the surface of the intermediate member 21a that is in contact with the cylindrical lens 5 and the surface that is in contact with the housing are flat and easy to adjust. When the adjustment is completed, the mutual position is fixed by curing the curable resin by a predetermined method (for example, ultraviolet irradiation).

図8は実際の調整方法の一例を説明するための図である。同図(a)は片側調整、同図(b)は両側調整の例を示している。
シリンドリカルレンズ5を冶具で保持しておき、調整すべき方向(ここでは光軸方向位置、光軸に平行な軸回りの偏心、副走査方向の位置)にシリンドリカルレンズ5を移動する。その後、硬化性樹脂(例えば紫外線硬化樹脂)を塗布した中間部材21a(または21b、21c)をシリンドリカルレンズ5およびハウジングの台座22に押し当て、紫外線を照射しシリンドリカルレンズ5を固定する。このような構成とすることで、簡単な構造で容易に複数方向の調整が可能となる。ここで、中間部材21a(または21b、21c)は透明とすることにより、紫外線硬化樹脂による固定がより容易になる。
なお、図7(a)のように1つの中間部材21aを用いて光学素子(シリンドリカルレンズ5等)を保持することも可能だが、光ビームを挟んで互いに逆側に複数の中間部材21b、21cを配備することも可能であり、このような構成とすることにより、例えば、ハウジングと中間部材21(樹脂を想定)の線膨張係数が異なるとき、温度上昇が発生しても光軸に対して光学素子に関し対称的に応力が発生するので、光学素子の姿勢変化は小さくなる。
FIG. 8 is a diagram for explaining an example of an actual adjustment method. FIG. 4A shows an example of one-side adjustment, and FIG. 4B shows an example of both-side adjustment.
The cylindrical lens 5 is held by a jig, and the cylindrical lens 5 is moved in the direction to be adjusted (here, the position in the optical axis direction, the eccentricity around the axis parallel to the optical axis, the position in the sub-scanning direction). Thereafter, the intermediate member 21a (or 21b, 21c) coated with a curable resin (for example, an ultraviolet curable resin) is pressed against the cylindrical lens 5 and the pedestal 22 of the housing, and the cylindrical lens 5 is fixed by irradiating ultraviolet rays. With such a configuration, adjustment in a plurality of directions can be easily performed with a simple structure. Here, by making the intermediate member 21a (or 21b, 21c) transparent, it becomes easier to fix with the ultraviolet curable resin.
Although it is possible to hold an optical element (such as the cylindrical lens 5) using one intermediate member 21a as shown in FIG. 7A, a plurality of intermediate members 21b, 21c are arranged on opposite sides of the light beam. By adopting such a configuration, for example, when the linear expansion coefficients of the housing and the intermediate member 21 (assuming resin) are different, even if the temperature rises, the optical axis Since stress is generated symmetrically with respect to the optical element, the posture change of the optical element is reduced.

通常、画像形成装置に用いる半導体レーザは光量自動制御(Auto Power Control:以下APCと称す)を行い、光出力の安定化を図っている。APCとは半導体レーザの光出力をフォトダイオード(PD)等の受光素子によりモニタし、半導体レーザの光出力に比例する受光電流の検出信号により、半導体レーザの順方向電流を所望の値に制御する方式のことである。
半導体レーザが端面発光型半導体レーザの場合、上記受光素子はカップリングレンズに向かって出射する方向と逆方向に出射した光をモニタするフォトダイオードを用いることが多いが、APCを行なう際に、余計なゴースト光が入射すると、上記受光素子で検出する光量が増加してしまう。
Usually, a semiconductor laser used in an image forming apparatus performs automatic light quantity control (hereinafter referred to as APC) to stabilize light output. With APC, the optical output of a semiconductor laser is monitored by a light receiving element such as a photodiode (PD), and the forward current of the semiconductor laser is controlled to a desired value by a detection signal of the received light current proportional to the optical output of the semiconductor laser. It is a method.
When the semiconductor laser is an edge-emitting type semiconductor laser, the light receiving element often uses a photodiode that monitors light emitted in the direction opposite to the direction emitted toward the coupling lens. When a ghost light is incident, the amount of light detected by the light receiving element increases.

例えば、偏向器7の反射面へのビームの入射角が0のとき、その反射面が光源方向に正対しているので、この位置でAPCを行なうと、反射ビームが光源に戻り、モニタ用の受光素子で検出する光量が増加してしまう。そこで、入射角が0であるときはAPCを行なわないように設定しておく。この構成をとることにより、適切な濃度で、濃度むらの少ない画像出力が可能となる。   For example, when the incident angle of the beam to the reflecting surface of the deflector 7 is 0, the reflecting surface faces the light source direction. Therefore, when APC is performed at this position, the reflected beam returns to the light source and is used for monitoring. The amount of light detected by the light receiving element increases. Therefore, it is set so that APC is not performed when the incident angle is zero. By adopting this configuration, it is possible to output an image with an appropriate density and with little density unevenness.

次に同期検知手段の配置例としては、図9の下側に示すように、光源と反対側は有効走査領域外にフォトダイオード等の同期検知センサを置いて走査光を検知することが可能であるが、光源側は有効走査領域近傍に入射光があるため、同期検知センサを設置する余裕がない。そのため、光源側の同期検知は、図9の上側に示すように、入射光を境として光源側の反射光を同期検知に使用する。
また、上記の方式に代えて、前記APC用の受光素子を利用し、偏向器7の反射面へのビームの入射角が0の時の受光素子の光出力を使用して同期検知することも可能である。これは、入射角0の時には偏向器7の反射面からの反射光がそのままLDに戻ることから、APC用の受光素子にもLDへ戻った光が検知され、その信号を利用して同期検知用の信号として利用するのである。このようにAPC用の受光素子で同期検知をすることにより、同期検知専用のセンサ数を減らすことができ、さらに部品点数が下がり、かつコストダウン効果も期待できる。
Next, as an example of the arrangement of the synchronization detection means, as shown in the lower side of FIG. 9, it is possible to detect the scanning light by placing a synchronization detection sensor such as a photodiode outside the effective scanning area on the side opposite to the light source. However, since there is incident light in the vicinity of the effective scanning area on the light source side, there is no room for installing a synchronous detection sensor. Therefore, as shown in the upper side of FIG. 9, the light source side synchronous detection uses reflected light on the light source side for the synchronous detection with the incident light as a boundary.
In place of the above method, the APC light receiving element may be used to perform synchronous detection using the light output of the light receiving element when the incident angle of the beam to the reflecting surface of the deflector 7 is zero. Is possible. This is because, when the incident angle is 0, the reflected light from the reflecting surface of the deflector 7 returns to the LD as it is, so that the light returned to the LD is also detected by the APC light receiving element, and this signal is used to detect synchronization. It is used as a signal. Thus, by performing synchronization detection with a light receiving element for APC, the number of sensors dedicated to synchronization detection can be reduced, the number of parts can be reduced, and a cost reduction effect can be expected.

上述した本発明の技術は、集積化された面発光型半導体レーザを光源とした時も当然有効であり、例えば40チャンネルの面発光型半導体レーザを用いる場合、光源が2つで4色40チャンネルのビームを得ることができ、40ビーム書込みの高速性を維持したまま光源のコストダウンが可能となる。   The above-described technology of the present invention is also effective when an integrated surface emitting semiconductor laser is used as a light source. For example, when a 40 channel surface emitting semiconductor laser is used, two light sources and four colors and 40 channels are used. Thus, the cost of the light source can be reduced while maintaining the high speed of 40-beam writing.

[実施形態2]
以上の実施形態1の光走査装置では、光源(半導体レーザ)1,1’ と偏向器7の間に光源からのビームを分割し、分割したそれぞれのビームを偏向器7に向けて略π/2の位相差(約90°)をつけて入射させる光束分割手段(ハーフミラープリズム)4を備え、かつ偏向器7が4面の反射面を有することにより、一つの光源で異なる被走査面を走査することが可能となり、高速を維持しつつ、光源数の削減によるコストダウンを達成可能な走査装置を実現することができる。
しかし、実施形態の1の構成では、偏向器7への入射角がπ/4と狭く入射ビームと走査ビームの分離が困難となることがある。そこで、本実施形態では高速・高品位な画像出力を維持しつつ、入射ビームと走査ビームの分離性を向上させる光走査装置を実現するものである。
[Embodiment 2]
In the optical scanning device of the first embodiment described above, the beam from the light source is divided between the light source (semiconductor laser) 1, 1 ′ and the deflector 7, and each divided beam is directed to the deflector 7 by approximately π / 2 is provided with a light beam splitting means (half mirror prism) 4 that enters with a phase difference of about 2 (about 90 °), and the deflector 7 has four reflecting surfaces, so that different scanning surfaces can be obtained with one light source. It is possible to scan, and it is possible to realize a scanning device capable of achieving cost reduction by reducing the number of light sources while maintaining high speed.
However, in the configuration of the first embodiment, the incident angle to the deflector 7 is as narrow as π / 4, and it may be difficult to separate the incident beam and the scanning beam. Therefore, the present embodiment realizes an optical scanning device that improves the separation between the incident beam and the scanning beam while maintaining high-speed and high-quality image output.

すなわち、本実施形態では、図11に示すように、光源(半導体レーザ)1,1’ と偏向器7の間に該光源からのビームを分割し、分割したそれぞれのビームを偏向器に向けて略π/2の位相差をつけて入射させる光束分割手段(ハーフミラープリズム)4を備え、かつ偏向器7が4面の反射面を有する光走査装置において、偏向器7への入射角を設定する入射ミラー2’ が、走査レンズ8(8a,8b)と略等しい位置に配置される構成としたものである。   That is, in this embodiment, as shown in FIG. 11, the beam from the light source is divided between the light sources (semiconductor lasers) 1 and 1 ′ and the deflector 7, and the divided beams are directed to the deflector. In an optical scanning device having a light beam splitting means (half mirror prism) 4 that makes an incident with a phase difference of approximately π / 2 and the deflector 7 has four reflecting surfaces, the incident angle to the deflector 7 is set. The incident mirror 2 ′ is arranged at a position substantially equal to the scanning lens 8 (8a, 8b).

なお、図11の光走査装置では、第2走査レンズ10(10a,10b)の図示を省略しているが、基本的な構成は図1と同様である。
また、図11においても、ハーフミラープリズム4で2方向に分割された光束のうち、シリンドリカルレンズ5a,5bと入射ミラー2’ を介して偏向器7の片側へ入射された一方側の入射光を偏向器7で偏向し、2つの感光体11a,11bを走査する走査光学系のみを図示しているが、実際は偏向器7を挟んで、図示された光学系と同様の走査光学系が略対称な位置に配備された構成となっており、ハーフミラープリズム4で分割された他方の光束も、シリンドリカルレンズ5c,5dと入射ミラー2を介して偏向器7の他方側へ入射して偏向され、同様の構成の図示しない走査光学系を介して図示しない2つの感光体を走査するようになっている。従って、図11の他方側の入射ミラー2も、図示しない走査レンズと略等しい位置に配置される構成となっている。
In the optical scanning device of FIG. 11, the second scanning lens 10 (10a, 10b) is not shown, but the basic configuration is the same as that of FIG.
Also in FIG. 11, of the light beams divided in two directions by the half mirror prism 4, incident light on one side incident on one side of the deflector 7 via the cylindrical lenses 5a and 5b and the incident mirror 2 'is shown. Only the scanning optical system that deflects with the deflector 7 and scans the two photoconductors 11a and 11b is shown, but actually, the scanning optical system similar to the illustrated optical system is substantially symmetrical with the deflector 7 interposed therebetween. The other light beam divided by the half mirror prism 4 is also incident on the other side of the deflector 7 through the cylindrical lenses 5c and 5d and the incident mirror 2, and is deflected. Two photosensitive members (not shown) are scanned via a scanning optical system (not shown) having the same configuration. Therefore, the incident mirror 2 on the other side in FIG. 11 is also arranged at a position substantially equal to a scanning lens (not shown).

ここで、上記の構成とした理由について述べる。
図12に、入射光と走査光(図中、反射光と示す)の関係を示す。
通常の光学系では入射角(入射角:被走査面に垂直な方向と入射光のなす角と定義する)は55°〜70°程度であるのに対し、本実施形態の位相差90°をつける方式では、入射角は45°となってしまう。また、半画角は通常の走査光学系では35°〜40°程度である。そのため、入射光と入射光に最も近い走査光のなす角度、すなわち、走査光入射角と半画角の差は通常の光学系では15°〜35°取れるのに対し、位相差90°をつける方式では5°〜10°しか角度差が得られない。その狭い角度差で入射光と走査光を分離する必要がある。
しかし、入射光と走査光の角度差が小さいため、図12に示すように偏向器7に近い位置Aでは、入射光と走査光を分離することは難しく、無理に入射ミラー2’ を偏向器7の近くに配置すると、走査光が入射ミラーで蹴られてしまうことがある。
Here, the reason for the above configuration will be described.
FIG. 12 shows the relationship between incident light and scanning light (shown as reflected light in the figure).
In an ordinary optical system, the incident angle (incident angle: defined as the angle between the direction perpendicular to the surface to be scanned and the incident light) is about 55 ° to 70 °, whereas the phase difference of 90 ° in the present embodiment is set. In the attaching method, the incident angle is 45 °. The half angle of view is about 35 ° to 40 ° in a normal scanning optical system. Therefore, the angle between the incident light and the scanning light closest to the incident light, that is, the difference between the incident angle of the scanning light and the half angle of view is 15 ° to 35 ° in a normal optical system, but a phase difference of 90 ° is added. In the system, an angle difference of only 5 ° to 10 ° can be obtained. It is necessary to separate incident light and scanning light by the narrow angle difference.
However, since the angle difference between the incident light and the scanning light is small, it is difficult to separate the incident light and the scanning light at the position A close to the deflector 7 as shown in FIG. If it is arranged near 7, the scanning light may be kicked by the incident mirror.

そこで偏向器7から最も遠い位置である第1走査レンズ8(8a,8b)と略等しい位置に入射ミラー2’を配置すると、入射光と走査光の角度差が小さい本実施形態の光学系においても走査光が蹴られてしまうことなく入射ビームを偏向器7へ入射させることが可能となる。また、この場合、入射ミラー2’ と第1走査レンズ8(8a,8b)の一部が接触するように配置すると、位置合わせや組み付け等が容易になる。
また、入射ミラー2’ の端面へ走査ビームが入射し、入射ミラー2’ の端面で反射した光がゴーストとなって有効走査領域内へ入り、画像にゴーストによるスジが入ることが懸念されるため、入射ミラー2’ の端面には反射防止コーティング処理を施した方が良い。
Therefore, when the incident mirror 2 ′ is disposed at a position substantially equal to the first scanning lens 8 (8a, 8b) which is the farthest position from the deflector 7, the optical system of this embodiment has a small angle difference between the incident light and the scanning light. In addition, the incident beam can be incident on the deflector 7 without the scanning light being kicked. Further, in this case, if the incident mirror 2 ′ and the first scanning lens 8 (8a, 8b) are arranged so as to be in contact with each other, alignment, assembly, and the like are facilitated.
Further, there is a concern that the scanning beam is incident on the end face of the incident mirror 2 ′, and the light reflected by the end face of the incident mirror 2 ′ becomes a ghost and enters the effective scanning area, and streaks due to the ghost enter the image. It is better to apply an antireflection coating to the end face of the incident mirror 2 '.

なお、入射ミラー2’ を第1走査レンズ8(8a,8b)の近傍に配置する代わりに、図13に示すように、第1走査レンズ8(8a,8b)の入射光側(第1走査レンズの入射光との交点近傍)に平面部を設け、その平面部に反射コーティング2”を施し、入射光を反射コーティング部2” で反射させ、偏向器7へ入射光を導いてもよい。この場合、第1走査レンズ8の平面部に設けた反射コーティング部2” が入射ミラーの機能を担うため、別途に入射ミラー2’ を設ける必要が無く、入射ミラーが省略できるので、コストダウン効果もある。
また、上記の説明では、一方側の入射ミラー2’ を例に挙げて説明したが、他方側の入射ミラー2についても同様である。
Instead of disposing the incident mirror 2 ′ in the vicinity of the first scanning lens 8 (8a, 8b), as shown in FIG. 13, the incident light side (first scanning) of the first scanning lens 8 (8a, 8b) is used. A plane portion may be provided near the intersection with the incident light of the lens, and a reflective coating 2 ″ may be applied to the plane portion, the incident light may be reflected by the reflective coating portion 2 ″, and the incident light may be guided to the deflector 7. In this case, since the reflective coating portion 2 ″ provided on the plane portion of the first scanning lens 8 functions as an incident mirror, it is not necessary to separately provide the incident mirror 2 ′, and the incident mirror can be omitted, thereby reducing the cost. There is also.
In the above description, the incident mirror 2 ′ on one side has been described as an example, but the same applies to the incident mirror 2 on the other side.

以上の実施形態2の光走査装置では、基本的な構成は図1と同様であり、入射ミラー2,2’ の配置位置を第1走査レンズと略等しい位置にした点、あるいは、第1走査レンズの入射光側(走査レンズの入射光との交点近傍)に平面部を設け、その平面部に反射コーティング2” を施し、入射光を反射コーティング部2” で反射させ、偏向器7へ入射光を導くようにした点、が異なっているだけであり、その他の構成(図2〜9を参照して説明した構成)は、実施形態1と同様であるので、ここでは説明を省略する。   In the optical scanning device of the second embodiment described above, the basic configuration is the same as that in FIG. 1, and the arrangement positions of the incident mirrors 2 and 2 ′ are substantially equal to the first scanning lens, or the first scanning A flat part is provided on the incident light side of the lens (near the intersection with the incident light of the scanning lens), a reflective coating 2 "is applied to the flat part, and the incident light is reflected by the reflective coating part 2" and enters the deflector 7. The only difference is that light is guided, and the other configuration (the configuration described with reference to FIGS. 2 to 9) is the same as that of the first embodiment, and thus the description thereof is omitted here.

[実施形態3]
次に、上述した本発明の光走査装置を書込ユニットに備えた画像形成装置の実施形態について説明する。
図10は本発明の一実施形態を示す多色画像形成装置の概略構成図である。同図において符号31は像担持体である感光体、32は感光体を帯電する帯電器、33は帯電された各感光体に画像信号に応じて変調されたビームを露光して静電潜像を形成する前述の光走査装置を用いた書込ユニット、34は感光体上の潜像を各色のトナーで現像して顕像化する現像器、35は感光体上の転写残トナーを清掃するクリーニング手段、36は感光体上の顕像を記録材に転写するための転写用帯電手段、37は記録材を担持搬送する転写ベルト、38a,38bは転写ベルトが架張される駆動ローラと従動ローラ、39は記録材に転写された画像を定着する定着手段、40はシート状の記録材(例えば記録紙)Sが収容された給紙カセット、41は記録材Sを給紙する給紙ローラ、42は給紙ローラで給紙される記録材Sを1枚づつに分離する分離ローラ、43,44は記録材を搬送する搬送ローラ、45は各感光体上での画像形成にタイミングを合せて記録材Sを転写ベルト37に送り出すレジストローラをそれぞれ示している。また、符号に付けたY、M、C、Kは画像の色を表し、それぞれY:イエロー、M:マゼンダ、C:シアン、K:ブラックを示している。
[Embodiment 3]
Next, an embodiment of an image forming apparatus provided with the above-described optical scanning device of the present invention in a writing unit will be described.
FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a multicolor image forming apparatus showing an embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 31 is a photoconductor as an image carrier, 32 is a charger for charging the photoconductor, 33 is an electrostatic latent image formed by exposing each charged photoconductor to a beam modulated in accordance with an image signal. A writing unit using the above-described optical scanning device for forming the image; 34, a developing unit for developing the latent image on the photoconductor with each color toner to make it visible; and 35, cleaning the transfer residual toner on the photoconductor Cleaning means 36 is a transfer charging means for transferring the visible image on the photosensitive member to the recording material, 37 is a transfer belt for carrying and transporting the recording material, 38a and 38b are driven by a driving roller on which the transfer belt is stretched. 40, a fixing means for fixing the image transferred to the recording material, 40, a paper feed cassette containing a sheet-like recording material (for example, recording paper) S, and 41, a paper feeding roller for feeding the recording material S , 42 indicates a recording material S fed by a paper feed roller. Separating rollers for separating the recording materials one after another, 43 and 44 are conveying rollers for conveying the recording material, and 45 is a registration roller for feeding the recording material S to the transfer belt 37 in synchronization with image formation on each photoconductor. . Further, Y, M, C, and K attached to the reference numerals represent the colors of the image, and indicate Y: yellow, M: magenta, C: cyan, and K: black, respectively.

4つの感光体31Y、31M、31C、31Kは転写ベルト37に沿って並設され、それぞれ時計回り方向に回転し、回転方向の順に帯電器32Y、32M、32C、32K、現像器34Y、34M、34C、34K、転写用帯電手段36Y、36M、36C、36K、クリーニング手段35Y、35M、35C、35Kが配備されている。   The four photoconductors 31Y, 31M, 31C, and 31K are juxtaposed along the transfer belt 37, rotate in the clockwise direction, and in the order of the rotation direction, the chargers 32Y, 32M, 32C, and 32K, the developing devices 34Y, 34M, 34C, 34K, transfer charging means 36Y, 36M, 36C, 36K, and cleaning means 35Y, 35M, 35C, 35K are provided.

帯電器32Y、32M、32C、32Kは、感光体表面を均一に帯電するための帯電装置を構成するものであり、この帯電器には、ローラ状やブラシ状等の接触帯電方式の帯電部材や、帯電チャージャ等の非接触帯電方式のもの等がある。この帯電器32Y、32M、32C、32Kと現像器34Y、34M、34C、34Kの間の感光体表面に書込ユニット33によりそれぞれビームが照射され、感光体31Y、31M、31C、31Kに静電潜像が形成されるようになっている。そして、静電潜像に基づき、現像器34Y、34M、34C、34Kにより感光体面上にY、M、C、Kの各色のトナー像が形成される。さらに、転写用帯電手段36Y、36M、36C、36Kにより、転写ベルト37で搬送される記録材Sに各色のトナー像が順次重ね合わせて転写された後、最終的に定着手段39により記録材Sに画像が定着される。   The chargers 32Y, 32M, 32C, and 32K constitute a charging device for uniformly charging the surface of the photosensitive member. The charger includes a charging member of a contact charging method such as a roller or brush. There are non-contact charging types such as charging chargers. The writing unit 33 irradiates the photosensitive member surfaces between the chargers 32Y, 32M, 32C, and 32K and the developing devices 34Y, 34M, 34C, and 34K with the writing unit 33, and electrostatically applies to the photosensitive members 31Y, 31M, 31C, and 31K. A latent image is formed. Then, based on the electrostatic latent image, toner images of respective colors Y, M, C, and K are formed on the photoreceptor surface by the developing units 34Y, 34M, 34C, and 34K. Further, after the toner images of the respective colors are sequentially superimposed and transferred onto the recording material S conveyed by the transfer belt 37 by the transfer charging units 36Y, 36M, 36C, and 36K, the recording material S is finally transferred by the fixing unit 39. The image is fixed on the screen.

なお、図1(または図11)に示した光走査装置では、2つの感光体11a,11bに対応する図のみ示しているが、図10に示す画像形成装置の書込ユニット33内には、図1(または図11)に示す光走査装置と同様の構成に加えて、前述の実施形態1,2で述べたように、偏向器7を挟んで、図示された光学系と同様の走査光学系が対称な位置に配備された構成となっており、上記の4つの感光体31Y、31M、31C、31Kに対応した光走査を行うことができるようになっている。   In the optical scanning device shown in FIG. 1 (or FIG. 11), only the figure corresponding to the two photoconductors 11a and 11b is shown, but in the writing unit 33 of the image forming apparatus shown in FIG. In addition to the same configuration as that of the optical scanning device shown in FIG. 1 (or FIG. 11), as described in the first and second embodiments, the scanning optical system similar to the optical system shown in FIG. The system is arranged at symmetrical positions so that optical scanning corresponding to the above-described four photoconductors 31Y, 31M, 31C, and 31K can be performed.

次に実施形態1(図1)または実施形態2(図11)に示した構成の光走査装置の光学系の具体的な実施データを以下に示す。
・光源1,1’ の波長:655nm
・カップリングレンズ3,3’ の焦点距離:15mm
・カップリング作用:コリメート作用
・ポリゴンミラー7:偏向反射面数:4
内接円半径:7mm
また、光束分割手段であるハーフミラープリズム4と偏向器(ポリゴンミラー)7の間に焦点距離110mmのシリンドリカルレンズ5,5’ が配備されており、偏向器7の反射面近傍にて主走査方向に長い線像を形成している。
Next, specific implementation data of the optical system of the optical scanning apparatus having the configuration shown in Embodiment 1 (FIG. 1) or Embodiment 2 (FIG. 11) is shown below.
-Wavelength of light source 1, 1 ': 655nm
-Focal length of coupling lens 3, 3 ': 15mm
-Coupling action: Collimating action-Polygon mirror 7: Number of deflecting reflecting surfaces: 4
Inscribed circle radius: 7mm
Further, cylindrical lenses 5 and 5 ′ having a focal length of 110 mm are arranged between the half mirror prism 4 which is a light beam splitting means and the deflector (polygon mirror) 7, and in the main scanning direction near the reflecting surface of the deflector 7. A long line image is formed.

偏向器以降のレンズデータを以下に示す。
第1走査レンズ8a,8bの第1面および第2走査レンズ10a,10bの両面は以下の式(1)、(2)で表現される。
Lens data after the deflector is shown below.
The first surfaces of the first scanning lenses 8a and 8b and both surfaces of the second scanning lenses 10a and 10b are expressed by the following equations (1) and (2).

・主走査非円弧式
主走査面内における面形状は非円弧形状をなしており、光軸における主走査面内の近軸曲率半径をRm、光軸からの主走査方向の距離をY、円錐常数をK、高次の係数をA1、A2、A3、A4、A5、A6、・・・とするとき、光軸方向のデプスをXとして次の多項式(1)で表している。
X=(Y2/Rm)/[1+√{1−(1+K)(Y/Rm)2}
+A1・Y+A2・Y+A3・Y+A4・Y+A5・Y+A6・Y+・・
・・・(1)
ここで奇数次の係数A1、A3、A5・・にゼロ以外の数値を代入した場合、主走査方向に非対称形状を有する。
なお、本実施例では偶数次のみを用いており、主走査方向に対称系である。
Main scanning non-arc type The surface shape in the main scanning surface is a non-arc shape, the paraxial radius of curvature in the main scanning surface on the optical axis is Rm, the distance in the main scanning direction from the optical axis is Y, and the cone When the constant is K and the higher-order coefficients are A1, A2, A3, A4, A5, A6,..., The depth in the optical axis direction is X and is expressed by the following polynomial (1).
X = (Y2 / Rm) / [1 + √ {1- (1 + K) (Y / Rm) 2}
+ A1 ・ Y + A2 ・ Y 2 + A3 ・ Y 3 + A4 ・ Y 4 + A5 ・ Y 5 + A6 ・ Y 6 + ・ ・
... (1)
Here, when a numerical value other than zero is substituted for the odd-order coefficients A1, A3, A5,..., It has an asymmetric shape in the main scanning direction.
In this embodiment, only the even order is used, and it is a symmetric system in the main scanning direction.

・副走査曲率式
副走査曲率が主走査方向に応じて変化する式を以下の式(2)に示す。
Cs(Y)=1/Rs(0)
+B1・Y+B2・Y+B3・Y+B4・Y+B5・Y+・・
・・・(2)
ここでYの奇数乗係数のB1、 B3、B5、・・がゼロ以外の数値を代入した場合、副走査の曲率半径が主走査方向に非対称となる。
また、第1走査レンズの第2面は回転対称非球面であり、以下の式(3)で表現される。
Sub-scanning curvature formula The following formula (2) shows a formula in which the sub-scanning curvature changes according to the main scanning direction.
Cs (Y) = 1 / Rs (0)
+ B1 · Y + B2 · Y 2 + B3 · Y 3 + B4 · Y 4 + B5 · Y 5 + ··
... (2)
Here, when a value other than zero is substituted for the odd odd power coefficients B1, B3, B5,..., The radius of curvature of sub-scanning becomes asymmetric in the main scanning direction.
Further, the second surface of the first scanning lens is a rotationally symmetric aspheric surface, and is expressed by the following equation (3).

・回転対称非球面
光軸における近軸曲率半径をR、光軸からの主走査方向の距離をY、円錐常数をK、高次の係数をA1、A2、A3、A4、A5、A6、・・とするとき光軸方向のデプスをXとして次の多項式で表している。
X=(Y2/R)/[1+√{1−(1+K)(Y/Rm)2}
+A1・Y+A2・Y+A3・Y+ A4・Y+A5・Y+A6・Y+・・
・・・(3)
A rotationally symmetric aspheric surface The paraxial radius of curvature of the optical axis is R, the distance from the optical axis in the main scanning direction is Y, the cone constant is K, the higher order coefficients are A1, A2, A3, A4, A5, A6,. When represented by the following polynomial, the depth in the optical axis direction is X.
X = (Y2 / R) / [1 + √ {1- (1 + K) (Y / Rm) 2}
+ A1 • Y + A2 • Y 2 + A3 • Y 3 + A4 • Y 4 + A5 • Y 5 + A6 • Y 6 + ••
... (3)

第1走査レンズの第1面の形状
Rm=−279.9、Rs=−61.0
K=−2.900000E+01
A4=1.755765E−07
A6=−5.491789E−11
A8=1.087700E−14
A10=−3.183245E−19
A12=−2.635276E−24
B1=−2.066347E−06
B2=5.727737E−06
B3=3.152201E−08
B4=2.280241E−09
B5=−3.729852E−11
B6=−3.283274E−12
B7=1.765590E−14
B8=1.372995E−15
B9=−2.889722E−18
B10=−1.984531E−19
なお、上記で「E+01」は「×1001」、「E−07」は「×10-07」を意味しており、以下でも同様である。
The shape of the first surface of the first scanning lens Rm = −279.9, Rs = −61.0
K = -2.900,000E + 01
A4 = 1.755765E-07
A6 = −5.491789E-11
A8 = 1.087700E-14
A10 = -3.183245E-19
A12 = −2.6635276E-24
B1 = −2.066347E-06
B2 = 5.727737E-06
B3 = 3.1252201E-08
B4 = 2.280241E-09
B5 = −3.729852E-11
B6 = −3.283274E-12
B7 = 1.765590E-14
B8 = 1.732929E-15
B9 = −2.889722E-18
B10 = -1.984531E-19
In the above, “E + 01” means “× 10 01 ” and “E-07” means “× 10 -07 ”, and the same applies to the following.

第1走査レンズの第2面の形状
R=−83.6
K=−0.549157
A4=2.748446E−07
A6=−4.502346E−12
A8=−7.366455E−15
A10=1.803003E−18
A12=2.727900E−23
Shape of second surface of first scanning lens R = −83.6
K = −0.549157
A4 = 2.748446E-07
A6 = −4.502346E-12
A8 = -7.366455E-15
A10 = 1.803003E-18
A12 = 2.727900E-23

第2走査レンズの第1面の形状
Rm=6950、Rs=110.9
K=0.000000+00
A4=1.549648E−08
A6=1.292741E−14
A8=−8.811446E−18
A10=−9.182312E−22
B1=−9.593510E−07
B2=−2.135322E−07
B3=−8.079549E−12
B4=2.390609E−12
B5=2.881396E−14
B6=3.693775E−15
B7=−3.258754E−18
B8=1.814487E−20
B9=8.722085E−23
B10=−1.340807E−23
The shape of the first surface of the second scanning lens Rm = 6950, Rs = 110.9
K = 0.000000 + 00
A4 = 1.549648E-08
A6 = 1.292741E-14
A8 = −8.811446E-18
A10 = −9.182312E-22
B1 = −9.593510E-07
B2 = −2.135322E-07
B3 = −8.079549E-12
B4 = 2.390609E-12
B5 = 2.881396E-14
B6 = 3.693775E-15
B7 = -3.258754E-18
B8 = 1.814487E-20
B9 = 8.72085E-23
B10 = −1.3340807E-23

第2走査レンズの第2面の形状
Rm=766、Rs=−68.22
K=0.000000+00
A4=−1.150396E−07
A6=1.096926E−11
A8=−6.542135E−16
A10=1.984381E−20
A12=−2.411512E−25
B2=3.644079E−07
B4=−4.847051E−13
B6=−1.666159E−16
B8=4.534859E−19
B10=−2.819319E−23
なお、使用波長における走査レンズの屈折率は全て1.52724である。
The shape of the second surface of the second scanning lens Rm = 766, Rs = −68.22
K = 0.000000 + 00
A4 = -1.150396E-07
A6 = 1.096926E-11
A8 = −6.5542135E-16
A10 = 1.9844381E-20
A12 = −2.411512E−25
B2 = 3.644079E-07
B4 = −4.847051E-13
B6 = −1.666159E-16
B8 = 4.534859E-19
B10 = −2.819319E-23
Note that the refractive index of the scanning lens at the operating wavelength is 1.52724.

以下に光学配置を示す。
偏向器の偏向反射面から第1走査レンズの第1面までの距離d1:64mm
第1走査レンズの中心肉厚d2:22.6mm
第1走査レンズの第2面から第2走査レンズの第1面までの距離d3:75.9mm
第2走査レンズの中心肉厚d4:4.9mm
第2走査レンズの第2面から被走査面までの距離d5:158.7mm
The optical arrangement is shown below.
Distance d1: 64 mm from the deflection reflection surface of the deflector to the first surface of the first scanning lens
Center wall thickness d2 of the first scanning lens: 22.6 mm
The distance d3 from the second surface of the first scanning lens to the first surface of the second scanning lens: 75.9 mm
Center wall thickness d4 of second scanning lens: 4.9 mm
Distance d2: 158.7 mm from the second surface of the second scanning lens to the surface to be scanned

なお、図1に示す光走査装置では、屈折率1.514、厚さ1.9mmの防音ガラス6と防塵ガラス(図示せず)が配置されており、防音ガラス6は、ゴースト光の発生を防止するために、偏向回転面内において主走査方向に平行な方向に対し10deg傾けて設置されている。
また、防塵ガラスについては図示されていないが、第2走査レンズ10a,10bと被走査面11a,11bの間に配備されている。
In the optical scanning device shown in FIG. 1, a soundproof glass 6 and a dustproof glass (not shown) having a refractive index of 1.514 and a thickness of 1.9 mm are arranged, and the soundproof glass 6 generates ghost light. In order to prevent this, it is installed at an angle of 10 deg with respect to the direction parallel to the main scanning direction in the deflection rotation plane.
Moreover, although not shown about dustproof glass, it is arrange | positioned between the 2nd scanning lenses 10a and 10b and the to-be-scanned surfaces 11a and 11b.

本発明の一実施形態を示す光走査装置の概略斜視図である。It is a schematic perspective view of the optical scanning device which shows one Embodiment of this invention. 光束分割手段の一実施形態を示すハーフミラープリズムの斜視図である。It is a perspective view of the half mirror prism which shows one Embodiment of a light beam splitting means. 分割光による光走査を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the optical scanning by a division | segmentation light. 分割光を偏向器の同じ反射面に入射した場合の問題点の説明図である。It is explanatory drawing of the problem at the time of dividing light entering into the same reflective surface of a deflector. 複数色用の露光のタイミングチャートを示す図である。It is a figure which shows the timing chart of the exposure for multiple colors. 色によって露光量を異ならせるためのタイミングチャートを示す図である。It is a figure which shows the timing chart for varying the exposure amount according to a color. ピッチ調整手段の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a pitch adjustment means. 実際のピッチ調整方法の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the actual pitch adjustment method. 同期検知センサの配置位置の説明図である。It is explanatory drawing of the arrangement position of a synchronous detection sensor. 本発明の一実施形態を示す多色画像形成装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a multicolor image forming apparatus showing an embodiment of the present invention. 本発明の別の実施形態を示す光走査装置の概略斜視図である。It is a schematic perspective view of the optical scanning device which shows another embodiment of this invention. 入射ミラーによる偏向器への入射光と、偏向器の走査光(反射光)の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the incident light to the deflector by an incident mirror, and the scanning light (reflected light) of a deflector. 図12の入射ミラーに代えて、走査レンズに反射コートを施した例を示す図である。It is a figure which shows the example which replaced with the incident mirror of FIG. 12, and gave the reflective coating to the scanning lens.

符号の説明Explanation of symbols

1、1’ :光源(半導体レーザ(LD))
2,2’ :入射ミラー、
2” :反射コーティング
3、3’ :カップリングレンズ
4:光束分割手段(ハーフミラープリズム)
5(5a、5b、5c、5d):シリンドリカルレンズ
6は防音ガラス
7:偏向手段(偏向器)
8(8a,8b):第1走査レンズ
9:光路折返し用のミラー
10a,10b:第2走査レンズ
11a,11b:被走査面
12:開口絞り(アパーチャ)
31Y、31M、31C、31K
32Y、32M、32C、32K:帯電器
33:書込ユニット
34Y、34M、34C、34K:現像器
35Y、35M、35C、35K:クリーニング手段
36Y、36M、36C、36K:転写用帯電手段
37:転写ベルト
38a:駆動ローラ
38b:従動ローラ
39:定着手段
40:給紙カセット
41:給紙ローラ
42:分離ローラ
43,44:搬送ローラ
45:レジストローラ
S:記録材
1, 1 ': Light source (semiconductor laser (LD))
2, 2 ': incident mirror,
2 ": reflective coating 3, 3 ': coupling lens 4: beam splitting means (half mirror prism)
5 (5a, 5b, 5c, 5d): Cylindrical lens 6 is soundproof glass 7: Deflection means (deflector)
8 (8a, 8b): first scanning lens 9: mirror for turning back the optical path 10a, 10b: second scanning lens 11a, 11b: surface to be scanned 12: aperture stop (aperture)
31Y, 31M, 31C, 31K
32Y, 32M, 32C, 32K: Charger 33: Writing unit 34Y, 34M, 34C, 34K: Developer 35Y, 35M, 35C, 35K: Cleaning means 36Y, 36M, 36C, 36K: Transfer charging means 37: Transfer Belt 38a: Drive roller 38b: Driven roller 39: Fixing means 40: Paper feed cassette 41: Paper feed roller 42: Separation roller 43, 44: Conveyance roller 45: Registration roller S: Recording material

Claims (14)

変調駆動される光源と、多面の反射鏡を有する偏向手段と、前記偏向手段により走査されたビームを被走査面に導く走査光学系を有する光走査装置において、
前記光源と前記偏向手段の間に該光源からのビームを分割する光束分割手段を備え、かつ前記偏向手段が4面の反射面を有し、同一のタイミングにおいて前記光束分割手段により分割されたビームのそれぞれが、前記偏向手段の相異なる反射面に入射するとともに、前記偏向手段に入射する際の前記分割されたビーム同士の成す角が略π/2となることを特徴とする光走査装置。
In an optical scanning device having a light source to be modulated and driven, a deflecting unit having a multi-surface reflecting mirror, and a scanning optical system for guiding a beam scanned by the deflecting unit to a surface to be scanned.
A beam splitting unit that splits a beam from the light source between the light source and the deflecting unit, the deflecting unit having four reflecting surfaces, and the beams split by the beam splitting unit at the same timing Are incident on different reflecting surfaces of the deflecting means, and the angle formed by the divided beams when entering the deflecting means is approximately π / 2 .
請求項1記載の光走査装置において、
前記光束分割手段により分割されたビームの前記偏向手段への入射角を設定する入射ミラーを有することを特徴とする光走査装置。
The optical scanning device according to claim 1,
An optical scanning apparatus comprising an incident mirror for setting an incident angle of the beam divided by the light beam dividing means to the deflecting means .
請求項2記載の光走査装置において、前記入射ミラーが、前記走査光学系の走査レンズと略等しい位置に配置されることを特徴とする光走査装置。 Te second aspect of the optical scanning apparatus smell, the incident mirror, an optical scanning device characterized in that it is arranged substantially equal to a position between the scanning optical system of the scanning lens. 請求項3記載の光走査装置において、
前記入射ミラーと前記走査レンズの一部が接触していることを特徴とする光走査装置。
The optical scanning device according to claim 3.
An optical scanning device, wherein the incident mirror and a part of the scanning lens are in contact with each other.
請求項3または4記載の光走査装置において、
前記入射ミラーの端面に反射防止処理が施されていることを特徴とする光走査装置。
The optical scanning device according to claim 3 or 4,
An optical scanning device, wherein an end face of the incident mirror is subjected to an antireflection treatment.
請求項1または2記載の光走査装置において、
前記偏向手段に最も近い前記光走査光学系の走査レンズの入射面における主走査方向の端部は平坦部を有しており、前記平坦部には反射コーティングが施されており、前記光束分割手段により分割されたビームは前記平坦部にて反射され、前記偏向手段の反射面に入射することを特徴とする光走査装置。
The optical scanning device according to claim 1 or 2,
An end in the main scanning direction on the incident surface of the scanning lens of the optical scanning optical system closest to the deflecting unit has a flat part, and the flat part is provided with a reflective coating, and the light beam dividing unit The beam divided by is reflected by the flat part and enters the reflecting surface of the deflecting means.
請求項1〜6のいずれか1項に記載の光走査装置において、
前記光束分割手段により分割されたビームのうちの主走査方向において前記光源側から遠ざかる方向に走査するように入射された少なくとも一方のビームを受光する同期検知手段を、前記少なくとも一方のビームの前記偏向手段への入射ビームを境として、前記少なくとも一方のビームの走査方向と反対側に配備することを特徴とする光走査装置。
In the optical scanning device according to any one of claims 1 to 6,
Synchronous detection means for receiving at least one beam incident so as to scan in the main scanning direction away from the light source side in the main scanning direction among the beams divided by the light beam dividing means, and the deflection of the at least one beam. An optical scanning device, wherein the optical scanning device is disposed on the side opposite to the scanning direction of the at least one beam with a beam incident on the means as a boundary .
請求項1〜6のいずれか1項に記載の光走査装置において、
前記光源側の同期検知を、該光源の光量制御用の受光手段で行うこと特徴とする光走査装置。
In the optical scanning device according to any one of claims 1 to 6,
An optical scanning device characterized in that the light source side synchronization detection is performed by a light receiving means for controlling the light amount of the light source.
請求項1〜8のいずれか1項に記載の光走査装置において、
前記被走査面に形成される複数の走査線の副走査方向のピッチを調整するピッチ調整手段を有し、該ピッチ調整手段が前記光束分割手段と前記偏向手段の間に配置されることを特徴とする光走査装置。
In the optical scanning device according to any one of claims 1 to 8,
Pitch adjusting means for adjusting the pitch in the sub-scanning direction of the plurality of scanning lines formed on the surface to be scanned is provided, and the pitch adjusting means is disposed between the light beam dividing means and the deflecting means. An optical scanning device.
請求項1〜9のいずれか1項に記載の光走査装置において、
前記光源を複数有し、該複数の光源が副走査方向に異なる位置に配置されていることを特徴とする光走査装置。
The optical scanning device according to any one of claims 1 to 9,
An optical scanning device comprising a plurality of the light sources, wherein the plurality of light sources are arranged at different positions in the sub-scanning direction.
請求項1〜10のいずれか1項に記載の光走査装置において、
共通の光源が相異なる被走査面を走査する時に、それぞれの被走査面に対して互いに異なる光量を設定することを特徴とする光走査装置。
In the optical scanning device according to any one of claims 1 to 10,
An optical scanning device characterized in that when a common light source scans different scanning surfaces, different light amounts are set for the respective scanning surfaces.
請求項1〜11のいずれか1項に記載の光走査装置において、
前記光源に面発光型半導体レーザを用いることを特徴とする光走査装置。
In the optical scanning device according to any one of claims 1 to 11,
A surface-emitting type semiconductor laser is used as the light source.
光源からのビームを被走査面である像担持体に照射して潜像を形成する書込ユニットを備えた画像形成装置において、
前記書込ユニットに請求項1〜12のいずれか1項に記載の光走査装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
In an image forming apparatus including a writing unit that forms a latent image by irradiating an image carrier, which is a surface to be scanned, with a beam from a light source.
An image forming apparatus comprising the optical scanning device according to claim 1 in the writing unit.
請求項13記載の画像形成装置において、
前記像担持体を複数備え、前記書込ユニットで複数の像担持体にそれぞれ形成した潜像を色の異なる現像剤で現像して顕像化し、前記複数の像担持体に形成した各色の顕像を直接または中間転写体を介して記録材に重ね合せて転写して多色またはフルカラー画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 13.
A plurality of the image carriers are provided, and latent images formed on the plurality of image carriers by the writing unit are developed with developers of different colors to be visualized, and each color formed on the plurality of image carriers is developed. An image forming apparatus for forming a multicolor or full color image by transferring an image on a recording material directly or via an intermediate transfer member.
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