JP5025347B2 - Light source device, synthetic light source device, optical scanning device, and image forming apparatus - Google Patents
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本発明は、光源装置、合成光源装置、光走査装置、及び画像形成装置に関する。 The present invention relates to a light source device, a combined light source device, an optical scanning device, and an image forming apparatus.
電子写真方式の画像形成装置で高い画像品質を得るためには、露光走査が感光体ドラム上の適正な位置で行われ、かつビームスポットが感光体ドラム上で適正に結像されなければならない。このためには、光源から出射される光が変動することなく、適正に感光体ドラム上に到達するように工夫する必要がある。そこで、光源及びコリメータレンズ等の取り付けに際しては、高い位置精度を求められている。従来から、光源の位置精度を確保するために、光源やコリメータレンズの固定方法について種々の提案がなされている。 In order to obtain high image quality in an electrophotographic image forming apparatus, exposure scanning must be performed at an appropriate position on the photosensitive drum, and a beam spot must be appropriately imaged on the photosensitive drum. For this purpose, it is necessary to devise so that the light emitted from the light source properly reaches the photosensitive drum without fluctuation. Therefore, high positional accuracy is required when attaching a light source, a collimator lens, and the like. Conventionally, in order to ensure the positional accuracy of the light source, various proposals have been made for fixing methods of the light source and the collimator lens.
例えば、特許文献1には、レーザ溶接により鏡筒を光源の搭載された基台に固定する構造が提案されている。具体的な光源装置の構成では、レーザ溶接でコリメータレンズが装填された鏡筒を基台に固定されている。そして、基台に対する鏡筒の保持構造が、光軸に対し左右方向は対称となっている。これは、コリメータレンズが装着された鏡筒を光源装置にネジ止めする際に発生する取り付け誤差によって、コリメータレンズと光源との位置変動が発生する不具合を解消することを目的としている。鏡筒と光源の搭載された基台とを溶接する位置は光軸と直交する光学素子の主点を含む平面としており、溶接点は複数の方が良いともしている。 For example, Patent Document 1 proposes a structure in which a lens barrel is fixed to a base on which a light source is mounted by laser welding. In a specific configuration of the light source device, a lens barrel loaded with a collimator lens is fixed to a base by laser welding. And the holding structure of the lens barrel with respect to the base is symmetrical in the left-right direction with respect to the optical axis. The purpose of this is to eliminate the problem that the position variation between the collimator lens and the light source occurs due to an attachment error that occurs when the lens barrel on which the collimator lens is mounted is screwed to the light source device. The position where the lens barrel and the base on which the light source is mounted is a plane including the principal point of the optical element orthogonal to the optical axis, and a plurality of welding points are better.
他の方法として、特許文献2には、半導体レーザを、直接、基板に圧入し、コリメートレンズの光軸方向位置及び光軸垂直方向位置を調整した状態でレンズホルダを基板に接着する方法が提案されている。この光源装置の場合は、コリメータレンズの光軸方向及び光軸垂直方向位置の調整は、接着前に実施され、光源装置の周辺には接着剤が充填されている。この光源装置の製造方法においては、光源装置の部品点数を削減し、組み立て工数を削減することができるとしている。 As another method, Patent Document 2 proposes a method in which a semiconductor laser is directly press-fitted into a substrate and the lens holder is adhered to the substrate in a state where the optical axis direction position and the optical axis vertical direction position of the collimating lens are adjusted. Has been. In the case of this light source device, the adjustment of the optical axis direction and the optical axis vertical direction position of the collimator lens is performed before bonding, and the periphery of the light source device is filled with an adhesive. In this method of manufacturing a light source device, the number of parts of the light source device can be reduced and the number of assembling steps can be reduced.
さらに他の方法として、特許文献3には、光源とコリメータレンズの光軸方向の間隔を移動可能に保持し、鏡筒部の熱膨張に応じて、光源とコリメータレンズの間隔を補正する構造の光源装置が開示されている。具体的な光源装置の構成としては、光源にジンバルバネやバイメタル等の位置補正手段を設け、環境温度変化に応じて光源とコリメータレンズの距離が変化しても、光源とコリメータレンズの距離を補正可能にしている。この構造の光源装置は、環境温度変化による光スポットの広がりやぼけ等の悪化を防止することができるとしている。
上述のように、従来から、光源の位置精度を確保するために、光源及びコリメータレンズ等の取り付けに関して多くの提案がなされているが、問題が全て解決したわけではない。特許文献1に記載の光源装置の構成では、基台に対する鏡筒の保持構造が、光軸に対し左右方向は対称となっているものの、上下方向は対称になっていないので、環境温度の変動により、レンズ光軸が上下変動するという問題が発生する。特に複数の光源装置を合成する場合、光源装置間に温度差があると、コリメータレンズの高さ方向の変動量が各光源装置によって異なり、複数の光源装置からの光線の相対位置ずれが生じるので、画質に悪影響を及ぼしてしまう。最近の画像の高ドット密度化に伴い、走査間隔が小さくなりつつある状況においては、光源及び光軸のズレによる、走査間隔の変動は大きな問題となっている。 As described above, conventionally, many proposals have been made regarding the mounting of a light source, a collimator lens, and the like in order to ensure the positional accuracy of the light source, but not all of the problems have been solved. In the configuration of the light source device described in Patent Document 1, the structure for holding the lens barrel with respect to the base is symmetrical in the horizontal direction with respect to the optical axis, but is not symmetrical in the vertical direction. This causes a problem that the lens optical axis fluctuates up and down. Particularly when combining a plurality of light source devices, if there is a temperature difference between the light source devices, the amount of fluctuation in the height direction of the collimator lens varies depending on each light source device, and the relative positional deviation of the light rays from the plurality of light source devices occurs. Adversely affects image quality. In a situation where the scanning interval is becoming smaller with the recent increase in the dot density of the image, the variation in the scanning interval due to the deviation of the light source and the optical axis is a serious problem.
特許文献2に記載の光源装置の場合は、光源装置のコリメータレンズの周辺には接着剤が充填されおり、環境温度の変化等で接着剤が膨張収縮するので、コリメータレンズの位置ずれが生じ、光源とコリメータレンズの光軸ずれを引き起こすという問題があった。 In the case of the light source device described in Patent Document 2, the periphery of the collimator lens of the light source device is filled with an adhesive, and the adhesive expands and contracts due to a change in environmental temperature or the like. There has been a problem that the optical axis of the light source and the collimator lens is shifted.
特許文献3に記載の光源装置の構成では、環境温度変化によって光源とコリメータレンズの距離が変化しても、ジンバルバネによって光源とコリメータレンズの距離を補正可能にしている。しかしながら、ジンバルバネで補正をすると、光源が光軸を中心に回転してしまう。発光素子が一つの場合は、光源が回転しても問題ないが、複数の発光素子を備える光源では光軸を中心とした回転方向の位置を変化させると、被走査面上の光スポットの配置が変化し、走査間隔が変動してしまうので問題である。また、バイメタルや圧電素子及びマグネット等による間隔調整は、光源とコリメータレンズの距離の補正には有益であるが、複数の発光素子を備える光源の実装面の傾きを補正することはできないので問題である。 In the configuration of the light source device described in Patent Document 3, the distance between the light source and the collimator lens can be corrected by the gimbal spring even if the distance between the light source and the collimator lens changes due to a change in environmental temperature. However, when correction is performed with a gimbal spring, the light source rotates around the optical axis. In the case of a single light emitting element, there is no problem even if the light source rotates, but in a light source having a plurality of light emitting elements, if the position in the rotation direction about the optical axis is changed, the arrangement of the light spots on the surface to be scanned Changes and the scanning interval fluctuates. In addition, adjustment of the distance using a bimetal, a piezoelectric element, a magnet, or the like is useful for correcting the distance between the light source and the collimator lens. is there.
焦点位置ずれしたときのスポット径は一般に下式により求められる。 The spot diameter when the focal position is deviated is generally obtained by the following equation.
上式に従って具体的なスポット径の変化を試算してみると、例えば、波長680nmで、スポット直径100μmであったとした場合、焦点位置ずれが1mmあったすると、上式より、スポット直径は100.4μmとなり、0.4%の変化しかしない。従来の走査光学系の場合、例えば240dpiであったなら、スポット直径は100μm前後であり、上記のようにスポット直径の変化が小さく焦点深度が大きいため、光源配列面の傾きによる焦点位置ずれがあっても、スポット直径の変化は問題にはならなかった。しかし、スポット直径が小さくなると、例えばスポット直径が40μmとなった場合、焦点位置が1mmずれるとスポット直径が45.5μmととなり、14%も変化してしまう。記録媒体上の焦点位置と光源位置の関係は光学系の縦倍率で決まり、例えば縦倍率が100であれば、光源位置ずれが1/100mmのとき焦点位置ずれが1mmとなる。このように、焦点位置、見方を変えると光源の位置が1mmずれただけでも、同一走査中のスポット直径が大きくばらつくということは、複数の発光素子を持つ光源装置において、発光素子間に位置ずれが生じると、それぞれのスポットの大きさが大きくばらついてしまい、均質な画像形成が困難となることを表している。 When a specific change in the spot diameter is estimated according to the above equation, for example, when the spot diameter is 100 μm at a wavelength of 680 nm, the spot diameter is 100 .mu. 4 μm, only a 0.4% change. In the case of the conventional scanning optical system, for example, if it is 240 dpi, the spot diameter is around 100 μm, and since the change of the spot diameter is small and the focal depth is large as described above, there is a focus position shift due to the inclination of the light source array surface. However, the change in spot diameter was not a problem. However, when the spot diameter is reduced, for example, when the spot diameter is 40 μm, if the focal position is shifted by 1 mm, the spot diameter becomes 45.5 μm, which is changed by 14%. The relationship between the focal position on the recording medium and the light source position is determined by the vertical magnification of the optical system. For example, if the vertical magnification is 100, the focal position deviation is 1 mm when the light source positional deviation is 1/100 mm. As described above, when the focal position and the way of viewing are changed, even if the position of the light source is shifted by 1 mm, the spot diameter during the same scanning varies greatly. In a light source device having a plurality of light emitting elements, the position shifts between the light emitting elements. When this occurs, the size of each spot varies greatly, indicating that it is difficult to form a uniform image.
図8は、5つの発光素子を等間隔に配列した光源の光源配列面の傾きの様子を示した図である。50は、図示していないコリメータレンズ等の光を受光する光学素子の光軸方向を示す矢印であり、直線51は光源配列面がこの光軸と垂直である状態を示し、点線52は光源配列面が光軸と垂直でない、傾いた状態を示す。53は個々の発光素子を表す。発光素子53の発光方向は光源配列面の法線方向である。点線52で示す光源配列面の状態の場合、中央の発光素子を基準にすると、一番外側(図の最も上又は下)の発光素子は、中央の発光素子のすぐ隣の発光素子よりも光軸方向に2倍ずれている。このことは、同じ傾きであっても光源素子数が、例えば中央の3個である場合に比べて5個とした場合、最大の光源位置ずれ量が2倍となることを示している。光源配列面が同じ傾きであっても、光源配列数がさらに多くなると、発光素子間の間隔はほとんど変わらないので、光源位置ずれもそれに応じて大きくなる。走査面の焦点位置ずれはこの光源位置ずれに比例して発生する。よって、従来のように、光源配列面における発光素子数が少ない、又は一つの場合は、焦点位置ずれが小さいのでスポット径に影響することが少なかった。しかし、光源配列面における発光素子数が多くなると、焦点位置ずれが大きくなり、それに伴ってスポット直径のばらつきが大きくなることが問題となってきた。
FIG. 8 is a diagram showing a state of inclination of a light source array surface of a light source in which five light emitting elements are arrayed at equal intervals.
本発明の目的は、上記課題を踏まえ、複数の発光素子を備える光源の配列面の設置方向を容易に精密に調整できる光源装置、及び合成光源装置、並びにこれらを備えた光走査装置、及び画像形成装置を提供することである。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a light source device, a composite light source device, an optical scanning device including these, and an image, which can easily and precisely adjust the installation direction of the arrangement surface of the light sources including a plurality of light emitting elements. A forming apparatus is provided.
上記課題を解決するため本発明者等は、以下の発明を完成した。
本発明は、配列面上に配列された複数の発光素子を備える光源と、前記光源を保持する光源ホルダと、前記光源からの光を透過させる光学素子と、前記光学素子を保持する鏡筒と、前記鏡筒を保持する鏡筒ホルダを備えた光源装置であって、前記光源ホルダと前記鏡筒ホルダとを弾性体を介して伸縮可能に結合する結合用ネジと、前記鏡筒ホルダを前記光学素子の光軸を中心として回転可能に保持するベースと、前記光学素子の光軸方向を微調整したのちに前記鏡筒を前記鏡筒ホルダに固定する固定ネジを備え、前記光源ホルダは、前記結合用ネジを挿入するための、前記結合用ネジの直径に対し余裕寸法を有する直径の開口であって、前記発光素子の配列方向と同じ方向に配列され、且つ、前記光源に対し対称になるように配置されている複数の開口を有し、前記固定ネジは、前記光学素子の光軸に対し垂直方向から前記鏡筒を突き当て固定するよう配置されていることを特徴とする光源装置である。
In order to solve the above problems, the present inventors have completed the following invention.
The present invention includes a light source including a plurality of light emitting elements arranged on an arrangement surface, a light source holder that holds the light source, an optical element that transmits light from the light source, and a lens barrel that holds the optical element. , a light source device provided with a barrel holder for holding the lens barrel, a coupling screw to telescopically couple the barrel holder and the light source holder via the elastic body, the lens barrel holder the A base that is rotatably held around the optical axis of the optical element, and a fixing screw that fixes the lens barrel to the lens barrel holder after finely adjusting the optical axis direction of the optical element, the light source holder, An opening having a diameter having a margin with respect to the diameter of the coupling screw for inserting the coupling screw, arranged in the same direction as the arrangement direction of the light emitting elements, and symmetrical with respect to the light source Are arranged to be Has an opening number, the fixing screws, it is a light source device according to claim in which the optical axis of the optical element is arranged so as to secure abutting the barrel from the vertical direction.
好ましい本発明は、前記結合用ネジは、前記光学素子の光軸に対して前記光源の配列面の傾きを調整できることを特徴とする前記光源装置である。
また、参考の発明は、複数の発光素子を備える光源と、前記光源を保持する光源ホルダと、前記光源からの光を透過させる光学素子と、前記光学素子を保持する鏡筒を備えた光源装置であって、前記光源ホルダと鏡筒とを押圧部材を介して伸縮可能に結合する結合部材を有することを特徴とする光源装置である。
In a preferred aspect of the present invention, the coupling screw is capable of adjusting an inclination of an array surface of the light sources with respect to an optical axis of the optical element.
The reference invention includes a light source including a plurality of light emitting elements, a light source holder that holds the light source, an optical element that transmits light from the light source, and a lens barrel that holds the optical element. The light source device includes a coupling member that couples the light source holder and the lens barrel so as to extend and contract via a pressing member.
好ましい本発明は、前記結合部材が、光学素子の光軸に対して光源の発光方向を制御して光源ホルダと鏡筒とを結合できることを特徴とする前記光源装置である。 In a preferred aspect of the present invention, the coupling member is capable of coupling the light source holder and the lens barrel by controlling the light emitting direction of the light source with respect to the optical axis of the optical element.
好ましい本発明は、前記光源ホルダは、前記結合用ネジを挿入するための、前記結合用ネジの直径に対し余裕寸法を有する直径の開口であって、前記複数の開口の配列方向と垂直な方向に、且つ、前記光源に対し対称になるように配置されている複数の開口をさらに有することを特徴とする前記光源装置である。 In a preferred aspect of the present invention, the light source holder is an opening having a diameter having a margin with respect to the diameter of the coupling screw for inserting the coupling screw, the direction being perpendicular to the arrangement direction of the plurality of openings The light source device further includes a plurality of openings arranged symmetrically with respect to the light source.
好ましい本発明は、前記結合部材は、ネジであることを特徴とする前記光源装置である。 In a preferred aspect of the present invention, the coupling member is a screw.
好ましい本発明は、前記押圧部材は、弾性体であることを特徴とする前記光源装置である。 In a preferred aspect of the present invention, the pressing member is an elastic body.
好ましい本発明は、前記弾性体は、ゴム又はバネであることを特徴とする前記光源装置である。 In a preferred aspect of the present invention, the elastic body is a rubber or a spring.
本発明は、複数の光源装置から出射した光線を合成して合成光線として出射する合成光源装置であって、前記光源装置が前記本発明の光源装置であることを特徴とする合成光源装置である。 The present invention is a combined light source device that combines light beams emitted from a plurality of light source devices and outputs them as a combined light beam, wherein the light source device is the light source device of the present invention. .
本発明は、光源装置又は合成光源装置と、前記光源装置又は前記合成光源装置から出射した光線を偏向走査する偏光装置とを備えた光走査装置であって、前記光源装置が前記光源装置であり、前記合成光源装置が前記合成光源装置であることを特徴とする光走査装置である。 The present invention includes a light source device or synthetic light source device, an optical scanning device provided with a polarizing device for deflecting and scanning the light beam emitted from said light source apparatus or the synthetic light source device, the light source device is located at the light source device The combined light source device is the combined light source device .
本発明は、感光体と、前記感光体を帯電させる帯電装置と、画像情報を光走査により前記感光体上に静電潜像として形成する光走査装置と、前記静電潜像にトナーを付着してトナー像を形成する現像装置と、前記トナー像を記録媒体上に転写する転写装置と、転写されたトナー像を記録媒体上に定着する定着装置とを備えた画像形成装置であって、前記光走査装置が前記本発明の光走査装置であることを特徴とする画像形成装置である。 The present invention relates to a photoconductor, a charging device for charging the photoconductor, an optical scanning device for forming image information as an electrostatic latent image on the photoconductor by optical scanning, and a toner attached to the electrostatic latent image. An image forming apparatus comprising: a developing device that forms a toner image; a transfer device that transfers the toner image onto a recording medium; and a fixing device that fixes the transferred toner image onto the recording medium. An image forming apparatus, wherein the optical scanning device is the optical scanning device of the present invention.
本発明によれば、複数の発光素子を備える光源の配列面の設置方向を容易に精密に調整できる光源装置、及び合成光源装置、並びにこれらを備えた光走査装置、及び画像形成装置を提供することができる。 According to the present invention, there are provided a light source device, a composite light source device, an optical scanning device including the same, and an image forming apparatus that can easily and precisely adjust the installation direction of an array surface of light sources including a plurality of light emitting elements. be able to.
本発明を実施するための最良の形態を必要に応じて図面を参照にして説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明の好ましい形態における例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。 The best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings as necessary. Note that it is easy for a person skilled in the art to make other embodiments by changing or correcting the present invention within the scope of the claims, and these changes and modifications are included in the scope of the claims. The following description is an example of a preferred embodiment of the present invention, and does not limit the scope of the claims.
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態を図1、図5、図6、図7、図10を参照にしながら説明する。図1、図10は、本発明の第1の実施形態の光源装置20の斜視図と断面図であり、図5はその光源装置20を用いた光走査装置11の概略構成図である。図6は、複数の光源装置20を備えた合成光源装置を含む光走査装置11を用いた画像形成装置の概略構成図であり、図7は光源ホルダの平面図である。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 5, 6, 7, and 10. FIG. 1 and 10 are a perspective view and a cross-sectional view of the
まず、本発明の第1の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を、図6を参照にして説明する。トナー像を形成するためのドラム形状の感光体18は、図示しないモータによって一定の周速度で時計回りに回転している。この感光体18の表面は、帯電装置10に対向する部分で所定の極性に均一に帯電された後、後述する光走査装置11からの光線により露光され、記録されるべき画像情報に対応した静電潜像が形成される。この露光位置の回転方向下流側には現像装置12が配置され、現像装置12により感光体18上の潜像からトナー像が形成される。
First, a schematic configuration of the image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. A drum-shaped
記録媒体である印刷用紙13は、搬送ローラ対などの搬送装置14で搬送されて転写装置15と感光体18との間に導入され、転写装置15で印刷用紙13の背面にトナーと逆極性の帯電を行なうことにより、感光体18上のトナー像を印刷用紙13上に転写される。トナー像の転写後、転写されなかった感光体18上の残留トナーは、清掃装置16によって除去され、清掃された感光体18の表面は、再度耐電装置10により帯電され次の現像操作が繰り返される。感光体18からトナー像が転写された印刷用紙13は定着装置17へ搬送される。
The
定着装置17は、一定温度に加熱制御したヒートローラ17aと、それに圧接する加圧ローラ17bとを含んで構成されている。ここを通過するとき、印刷用紙13上に保持されたトナー像は加圧溶融され印刷用紙13上に定着される。この定着処理後、印刷用紙13は、画像形成装置の外部に排出され、印刷済み用紙としてストックされる。
The fixing
図5は、前記光走査装置11の内部構成を示す概略構成図である。後述する光源装置20から発した光線21は、副走査方向のみ所定の曲率をもつシリンドリカルレンズ23を通り、回転多面鏡24によって偏向走査され、Fθレンズ25を通り、折り返しミラー28で反射し、図示しない感光体18上に露光スポットとして結像され、帯電した感光体表面に静電潜像を形成する。なお、図中の矢印X方向は、光の走査方向(主走査方向)を示している。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing an internal configuration of the
偏向走査された光線の一部は、ミラー26によって光センサ27へ導かれ、そこからの出力信号により、前記光源装置20から発せられる光線の書き込み変調を開始する。
A part of the deflected and scanned light beam is guided to the
図1は、本発明の第1の実施形態となる光源装置20の斜視図である。また、図10は、図1に示した光源装置20の断面図である。この光源装置20は、複数の発光素子を備える光源30と、光源30を固定している光源ホルダ31と、光源ホルダ31とコリメータレンズホルダ34との結合部に介在している弾性体であるゴム32と、光学素子であるコリメータレンズ41と、コリメータレンズ41を保持した鏡筒33と、鏡筒ホルダであるコリメータレンズホルダ34と、コリメータレンズホルダ34を光走査装置の筺体に保持しているベース36と、光源ホルダ31とコリメータレンズホルダ34とを結合させている4本のネジ351乃至354と、光走査装置におけるコリメータレンズ41の光軸方向を微調整したのち固定する突きあて固定ネジ37とを備えている。
FIG. 1 is a perspective view of a
光源ホルダ31は、円板状で図7に示すような開口をもつフランジ型の形状をしており、中央の孔に光源30をネジまたは溶接などで固定する。光源30は複数の発光素子を備えており、発光素子はどのような配列でもよいが、ここでは、発光素子は図7に示す左右方向に一列に並んでいる。そして、光源ホルダ31には、発光素子の配列方向および、その垂直方向にそれぞれ光源を中心にして対称になるようにネジの挿入口が設置されている。ネジの挿入口は、ネジ351乃至354を挿入する挿入口であるが、ネジ山が切っていない、ネジの直径より大きい所謂だぼ孔となっている。こうすることで、追って説明するネジ351乃至354による光源30の光出射方向の調整を容易に行なうことができる。なお、ここでは、複数の光源は1次元配列したものを走査方向(図7では水平方向)に配列する場合を考えているが、副走査方向(図7では縦方向)に配列していても、2次元配列であってもよく、ネジの挿入口は一方の配列と同じ方向とそれに垂直な方向に、光源を中心としてそれぞれ対称に配置することが好ましい。
The
弾性体であるゴム32も形状は光源ホルダ31と類似しており、中央の開口が光源ホルダ31の開口異状の大きさがある。このゴム32は光源30から出射した光線がコリメータレンズ41側へ透過していく開口を有し、光源ホルダ31とコリメータレンズホルダ34との結合部に介在し、両者が互いに相対移動しないように押圧していればどのような形態でも、どのような材質でもよい。この実施形態では、比較的薄いほぼ光源ホルダ31と類似の形状のゴム板とした。
The shape of the
押圧部材の弾性体であるゴム32以外の例としては、バネ、スポンジ、プラスチック等がありこれでも同様の効果が得られる。(図1ではゴムの例を示した。)バネを利用した場合、例えばゴム32のように光源ホルダ31全体を押圧する一つのコイルバネでもよいし、それぞれのネジ351乃至354に嵌め込んだコイルバネでもよい。
Examples other than the
コリメータレンズホルダ34は、コリメータレンズ41及び光源ホルダ31を保持して、光源30からの光線以外の光のコリメータレンズ41への侵入を阻止している。コリメータレンズホルダ34の光源ホルダ31との結合部は、光源ホルダ31のネジ351乃至354用の4個の孔に対応するネジ穴が配置されている。このネジ穴は、ネジ351乃至354と結合するためのネジ山が形成されている。このようにして、コリメータレンズホルダ34と光源ホルダ31とはゴム32を介して、それぞれの結合部を付き合わせて4個のネジ351乃至354によって結合される。
The
このように、発光素子の配列方向および、その垂直方向の位置にネジで4点止めすることにより、後述するように従来から課題となっていた、発光素子の配列面である光源30実装面の法線とコリメータレンズ41の光軸との平行からのずれである「光源の実装面の傾き」の補正が容易に可能となる。また、ネジによる調整であるので、ネジの進行方向絵の進みはネジの一回転でネジ山一つ分と非常に少なく、「光源の実装面の傾き」の精密な調整が可能である。
Thus, by fixing four points with screws in the arrangement direction of the light emitting elements and the position in the vertical direction of the light emitting elements, the mounting surface of the
「光源実装の傾き」の補正を含めた光源装置の調整、製造方法について説明する。コリメータレンズホルダ34には、コリメータレンズ41を実装した鏡筒33を実装し、光軸に対し垂直方向から突き当て固定ネジ37で固定する。次に、図7に示した光源ホルダ31とほぼ同じ形状をしている弾性体であるゴム32を、光源ホルダ31とコリメータレンズホルダ34の間に挟み込んで、光源ホルダ31をコリメータレンズホルダ34にネジ351乃至354で結合する。なお、光源ホルダ31及びゴム32にはネジ351乃至354を通すネジより大きめのネジ孔、所謂だぼ孔があり、ネジ山は切っていないでネジとネジ孔の間には移動しろ(遊び)がある。ネジ351乃至354はコリメータレンズホルダ34にあるネジ山の切ってあるネジ穴に固定される。この場合、光源ホルダ31とコリメータレンズホルダ34とは完全に固定しないで、光源ホルダ31がネジとネジ孔の間の遊び分だけ移動可能な状態にしておく。
A light source device adjustment and manufacturing method including correction of “light source mounting inclination” will be described. A
その後、光源30の中央の発光素子からの光線がコリメータレンズ41の中央を通るよう、光源ホルダ31とコリメータレンズホルダ34の光軸の垂直方向位置を調整し、固定する。調整は、光源ホルダ31にあいているネジ351から354を通すための孔の余裕寸法を利用する。このとき、光源ホルダ31とコリメータレンズホルダ34の間にあるゴム32が変形する程度までネジ351から354を締めておくことにより、ゴム32がスペーサかつ緩衝材として機能するから、振動等の外乱に強い構成となる。
Thereafter, the vertical positions of the optical axes of the
光源30の中央の発光素子からの光線がコリメータレンズ41から出たとき平行光となる様にコリメータレンズ鏡筒の光軸方向位置を調整、固定する。次に、複数発光素子の両端の発光素子からの光線を個別に点灯させ、コリメータレンズ41から出た光の平行度を測定する。平行度が同一でない場合、複数発光素子の並びの方向にあるネジ351、及び352を締めるあるいは緩めて、複数光源の両端の光線のコリメータレンズ41から出た光の平行度が同じになるよう、光源の実装面の傾きを調整する。
The position of the collimator lens barrel in the optical axis direction is adjusted and fixed so that the light from the light emitting element at the center of the
なお、光源30が2次元配列の場合は、発光素子の並び方向とその垂直方向の端部の光線を個別に点灯させ、ネジ351、352及びネジ353、354を締めるあるいは緩めて、複数発光素子の両端の発光素子からの光線のコリメータレンズから出た光の平行度が同じになるよう、光源実装面の傾き(光源ユニット全体の傾き)を調整する。この場合に、ネジによる固定位置が4箇所で、且つ発光素子の並び方向と固定用のネジ孔の並び方向とが同じ方向と垂直方向とにしておくと、発光素子の一つの並び方向の傾き調整においては、同じ並び方向のネジ孔のネジだけを調整すればよく、非常に傾き調整が楽になる。
When the
この後、コリメータレンズホルダ34、光源ホルダ31からなる、光源装置20全体を光軸を中心として回転させ、感光体の被光走査面上のスポット配列の走査間隔を所定の値に調整しコリメータレンズホルダ34はネジでベース36に固定される。
Thereafter, the entire
図9は感光体の被走査面上のスポット配列を示したものである。60はスポット、61はスポット配列の方向を示しており、光源装置全体を光軸を中心として回転させると、回転に伴って図9における傾け角θが変化する。これに伴って、スポットの感光体進行方向の走査間隔Pも変化する。よって、傾け角θを調整することで、走査間隔Pを目的の幅にすることが可能となる。
FIG. 9 shows a spot arrangement on the scanned surface of the photoreceptor.
上述のように光源装置20を組み立てる際に、光源30の実装面の傾きを調整することにより、発光素子の数が多くても、前記実装面の傾きが無いので、スポット径が小さい条件であっても感光体上のスポット径を均一にできる。また、走査するスポット径が小さく焦点深度が狭くてもスポット直径のばらつきの少ない安定した静電潜像を作成することが可能となる。さらに、光源装置20組立後に何らかの理由で発光素子の実装面がコリメータレンズ41の光軸に対してずれを生じた場合にも、ネジ351乃至354の調整で容易に修正することができる。このため、複数の発光素子を備える光源の実装面の位置及び傾きを容易に精密に調整して組み立てるだけでなく、容易に補正できる合成光源装置、光走査装置、画像形成装置を提供することが可能となる。
When the
(第2の実施形態)
図2は第2の実施形態の光源装置を説明するための図である。図2は、第2の実施形態の光源装置の断面図である。この実施形態例でも、第1の実施形態で説明した、光走査装置および画像形成装置の部分は同じである。この光源装置20は、複数の発光素子を備える光源30と、光源ホルダ31と弾性体であるバネ40とコリメータレンズ41を実装した鏡筒33とネジ351乃至354を備えている(ネジ353と354は図示していない)。
(Second Embodiment)
FIG. 2 is a diagram for explaining the light source device of the second embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view of the light source device of the second embodiment. Also in this embodiment, the parts of the optical scanning device and the image forming apparatus described in the first embodiment are the same. The
光源ホルダ31の形状は第1の実施形態例で説明した図7に示した光源ホルダ30と同様である。光源ホルダ31は図7の中央の孔に光源30をネジまたは溶接で実装、固定してある。光源30は複数の一列に配列した発光素子を備えており、発光素子の配列方向および、その垂直方向にネジ山の切っていないネジを通す孔がくる様に光源を実装する。この第2の実施例の特徴は、鏡筒33に光源ホルダ31のネジ山の切っていないネジを通す孔の位置に対応したネジ穴を設け、鏡筒33に到達するまでの長いネジを挿入したことにある。そのため、コリメータレンズホルダを省き、光源装置がコリメータレンズ41の鏡筒33と光源ホルダ31の構成となり、実施形態1に示した光源装置よりも部品点数を少なくできる。また、コリメータレンズ41及び光源30の光軸周りの構造を光軸を中心に対称とすることができるので、環境温度変動があっても、コリメータレンズ41の光軸垂直方向位置変動が生じない効果がある。
The shape of the
本実施形態例における光源装置の調整、組み立て方法は第1の実施形態例と同じであり、この実施形態例でも、光源実装面の傾きを調整できる。また、本例では、弾性体をバネ40とし、図2に示すように4つのネジの中心に実装する。バネ40を用いることにより、耐久性が高くなり、ネジの締め付け調整範囲やバネ強さがゴムより自由に選定できる利点がある。なお弾性体は、バネでなく、スポンジやゴムやプラスチック等の樹脂であっても同様の効果が得られる。
The method for adjusting and assembling the light source device in this embodiment is the same as that in the first embodiment, and the tilt of the light source mounting surface can also be adjusted in this embodiment. In this example, the elastic body is a
(第3の実施形態)
図3は、第3の実施形態を説明するための図である。図3は、光源装置を2式備え、ベース36にネジ37で突き当て固定する。いわゆる合成光源装置の例である。図3では第2の実施形態例の光源装置45がふたつ配置されている例を示している。この場合、光源装置45を2式備え、互いに角度をもってシリンドリカルレンズ23を光が透過し、図5を参照すれば回転多面鏡24位置でほぼ交差するように実装している。この構成の場合、部品点数が少なくてすむので安価に単一の光源装置のビーム数の2倍のビーム数の光源装置を得られるという利点がある。
(Third embodiment)
FIG. 3 is a diagram for explaining the third embodiment. In FIG. 3, two sets of light source devices are provided and fixed to the base 36 with
(第4の実施形態)
図4は、第4の実施形態を説明するための図である。図4は、光源装置を2式備え、ベース36にネジ37で突き当て固定する。図4では第2の実施形態例の光源装置45を示している。この実施形態例では、光源装置45を2式備え、プリズム46で、反射する光線と透過する光線を合成する。この場合、各光源装置45からの光線の光軸と合成後の光線の光軸を一致させることができるので、収差の少ない光学系を実現できるから、安定した小さなスポット径を得られるという利点がある。
(Fourth embodiment)
FIG. 4 is a diagram for explaining the fourth embodiment. In FIG. 4, two sets of light source devices are provided, and fixed to the base 36 with
10:帯電装置、11:光走査装置、12:現像装置、13:印刷用紙、14:搬送装置、15:転写装置、16:清掃装置、17:定着装置、17a:ヒートローラ、
17b:加圧ローラ、18:感光体、20:光源装置、21:光線、24:回転多面鏡、25:Fθレズ、26:ミラー、27:光センサ、28:折り返しミラー、30:光源、31:光源ホルダ、32:弾性体(ゴム)、33:鏡筒、34:コリメータレンズホルダ、351,352,353,354:ネジ、36:ベース、37:突き当て固定ネジ、
40:弾性体(バネ)、41:コリメータレンズ、45:光源装置、46:プリズム、
50:光軸方向、51:法線が光軸と平行となる光源配列、
52:法線が光軸に対し傾いた光源配列、53:光源素子。
10: charging device, 11: optical scanning device, 12: developing device, 13: printing paper, 14: transport device, 15: transfer device, 16: cleaning device, 17: fixing device, 17a: heat roller,
17b: pressure roller, 18: photoconductor, 20: light source device, 21: light beam, 24: rotating polygon mirror, 25: Fθ lens, 26: mirror, 27: optical sensor, 28: folding mirror, 30: light source, 31 : Light source holder, 32: elastic body (rubber), 33: lens barrel, 34: collimator lens holder, 351, 352, 353, 354: screw, 36: base, 37: abutting fixing screw,
40: elastic body (spring), 41: collimator lens, 45: light source device, 46: prism,
50: optical axis direction, 51: light source array whose normal is parallel to the optical axis,
52: Light source array in which normals are inclined with respect to the optical axis, 53: Light source element.
Claims (8)
前記光源ホルダと前記鏡筒ホルダとを弾性体を介して伸縮可能に結合する結合用ネジと、前記鏡筒ホルダを前記光学素子の光軸を中心として回転可能に保持するベースと、前記光学素子の光軸方向を微調整したのちに前記鏡筒を前記鏡筒ホルダに固定する固定ネジを備え、
前記光源ホルダは、前記結合用ネジを挿入するための、前記結合用ネジの直径に対し余裕寸法を有する直径の開口であって、前記発光素子の配列方向と同じ方向に配列され、且つ、前記光源に対し対称になるように配置されている複数の開口を有し、
前記固定ネジは、前記光学素子の光軸に対し垂直方向から前記鏡筒を突き当て固定するよう配置されていることを特徴とする光源装置。 A light source including a plurality of light emitting elements arranged on an arrangement surface, a light source holder that holds the light source, an optical element that transmits light from the light source, a lens barrel that holds the optical element, and the lens barrel A light source device having a lens barrel holder for holding
A coupling screw which telescopically couple the barrel holder and the light source holder via the elastic body, a base that rotatably supports the barrel holder around the optical axis of said optical element, said optical element A fixing screw for fixing the lens barrel to the lens barrel holder after finely adjusting the optical axis direction of
The light source holder is an opening having a diameter having a margin with respect to the diameter of the coupling screw for inserting the coupling screw, arranged in the same direction as the arrangement direction of the light emitting elements, and Having a plurality of openings arranged symmetrically with respect to the light source;
The light source device , wherein the fixing screw is disposed so as to abut and fix the lens barrel from a direction perpendicular to the optical axis of the optical element .
前記光源装置が請求項1〜5のいずれか一項に記載の光源装置であることを特徴とする合成光源装置。 A combined light source device that combines light beams emitted from a plurality of light source devices and emits them as a combined light beam,
The said light source device is a light source device as described in any one of Claims 1-5 , The synthetic | combination light source device characterized by the above-mentioned.
前記光源装置は請求項1〜5のいずれか一項に記載の光源装置であり、前記合成光源装置は請求項6に記載の合成光源装置あることを特徴とする光走査装置。 An optical scanning device comprising: a light source device or a combined light source device; and a polarizing device that deflects and scans light beams emitted from the light source device or the combined light source device ,
The light source device is a light source apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the synthetic light source device an optical scanning device, characterized in that there synthesizing light source apparatus according to claim 6.
前記光走査装置が請求項7に記載の光走査装置であることを特徴とする画像形成装置。 A photoconductor, a charging device for charging the photoconductor, an optical scanning device for forming image information as an electrostatic latent image on the photoconductor by optical scanning, and a toner image by attaching toner to the electrostatic latent image An image forming apparatus comprising: a developing device that forms a toner image; a transfer device that transfers the toner image onto a recording medium; and a fixing device that fixes the transferred toner image onto the recording medium.
An image forming apparatus according to claim 7 , wherein the optical scanning apparatus is the optical scanning apparatus according to claim 7 .
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