JP5072794B2 - Optical scanning device - Google Patents
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Description
本発明は、デジタル複写機、レーザービームプリンタ等の画像形成装置に使用される光走査装置に関し、特に結像レンズの中間に反射部材を設けた光走査装置に関するものである。 The present invention relates to an optical scanning device used in an image forming apparatus such as a digital copying machine or a laser beam printer, and more particularly to an optical scanning device provided with a reflecting member in the middle of an imaging lens.
従来の光走査装置では、光ビームを発生する光源手段から画像信号に応じて光変調され出射した光束を、例えば回転多面鏡(ポリゴンミラー)などの偏向手段を用いて周期的に偏向走査させる。次いで、ポリゴンミラーで偏向された光束を、fθ特性を有するfθレンズ系によって、被走査面である感光性の記録媒体、例えば感光ドラム上にスポット状に結像させ、潜像を形成している。 In a conventional optical scanning apparatus, a light beam modulated and emitted in accordance with an image signal from a light source unit that generates a light beam is periodically deflected and scanned using a deflection unit such as a rotating polygon mirror (polygon mirror). Next, the light beam deflected by the polygon mirror is imaged in a spot shape on a photosensitive recording medium, for example, a photosensitive drum, which is a surface to be scanned, by an fθ lens system having fθ characteristics to form a latent image. .
例えば図7に示すように、光源1から出射されたレーザー光は、コリメータレンズ2によって平行光となり、シリンドリカルレンズ3を経て、アパーチャ4によって所定の大きさに整形される。この光ビームは、回転するポリゴンミラー5によって偏向走査され、結像レンズであるfθレンズ系6(6a、6b)によって、被走査面である感光ドラム上に結像されて光スポットを形成する。その光スポットが感光ドラム100の回転方向に直交して直線走査されることにより潜像が形成される。
For example, as shown in FIG. 7, the laser light emitted from the light source 1 becomes parallel light by the collimator lens 2, passes through the cylindrical lens 3, and is shaped to a predetermined size by the aperture 4. This light beam is deflected and scanned by a rotating
このような光走査装置において、偏向点より結像点までは、場合により300mm程度必要となる。そのため光走査装置の投影面積は広い面積を要する。近年、光走査装置をコンパクト化するため、結像レンズ6a、6b間に折り返しミラー7aを設け、光路を折り返し、コンパクト化が図られてきた。
In such an optical scanning device, about 300 mm is required from the deflection point to the imaging point in some cases. Therefore, the projection area of the optical scanning device requires a large area. In recent years, in order to make the optical scanning device compact, a
一方、前記のような結像レンズ6a、6bの配置は3次元的に0.1mm以下の高い位置精度が要求され、僅かでも加工誤差や歪みが生じると光スポットの不整形や結像位置のズレ、或いは、走査線が曲がる等により、画像品質を著しく劣化させる問題があった。また、光学系レンズは光学的な収差を納めるため2枚以上の複数のレンズで構成される場合が多く、前記の理由で結像レンズ6a、6b間に折り返しミラー7aを設けた場合、結像レンズ6a、6bと折り返しミラー7aの相対位置も高い精度が要求される。
On the other hand, the arrangement of the
このような、光走査装置のコンパクト化、及び、結像光学系の位置精度確保の背景から、例えば特許文献1に記載されている方法は、結像レンズの間に折り返しミラーを設け、第1レンズと重なるように第2レンズを配置する方法が記載されている。 From such background of downsizing the optical scanning device and ensuring the positional accuracy of the imaging optical system, for example, the method described in Patent Document 1 is provided with a folding mirror between the imaging lenses. A method of arranging the second lens so as to overlap the lens is described.
また、例えば特許文献2では、前群レンズと後群レンズの間に反射部材(直交ミラー)を設け、これらの相対位置を規制する手段を備えた固定部材で一体に固定する提案がなされている。
しかしながら、前記特許文献1に記載されている方法によると、第1レンズと第2レンズの位置精度は、両レンズ間に設けられた位置決め部材の出来に左右される、という問題点があった。 However, according to the method described in Patent Document 1, there is a problem that the positional accuracy of the first lens and the second lens depends on the position of the positioning member provided between the two lenses.
また、前記特許文献2で記載されている方法においても、両レンズと折り返しミラーの位置精度は、一体にする固定部材の出来に左右される、という問題点がある。さらに、一体にしたユニットをどのように光学箱に位置保証するかについての記載がない。この構成によれば、両レンズと折り返しミラーを直接光学箱に取り付けるよりも部材を1つ多く介しているため、誤差要因が1つ多い構造である。 Further, the method described in Patent Document 2 also has a problem that the positional accuracy of both lenses and the folding mirror depends on the result of the fixing member integrated. Furthermore, there is no description on how to assure the position of the integrated unit in the optical box. According to this structure, since one member is interposed rather than attaching both lenses and a folding mirror directly to an optical box, it has a structure with one error factor.
そこで、本発明の目的は、光走査装置の小型化を図ると共に、光学箱と反射部材と結像光学手段の相関位置保証をより精度良く実施する光走査装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical scanning device that can reduce the size of the optical scanning device and can more accurately ensure the correlation position of the optical box, the reflecting member, and the imaging optical means.
上記目的は本発明に係る光走査装置にて達成される。要約すれば、本発明は、光ビームを発生する光源と、
前記発生した光ビームを偏向走査する偏向手段と、
前記偏向走査された光ビームを被走査面上にスポットとして結像する結像光学手段と、
を有する光走査装置において、
前記結像光学手段は、前記偏向走査された光ビームを通過させる第1レンズと、前記第1レンズを通過した光ビームを反射する反射部材と、反射された光ビームを通過させる第2レンズとで構成されており、
前記第1レンズと前記第2レンズは、前記反射部材に突き当てて配置されることを特徴とする光走査装置である。
The above object is achieved by an optical scanning device according to the present invention. In summary, the present invention comprises a light source that generates a light beam;
Deflection means for deflecting and scanning the generated light beam;
Imaging optical means for imaging the deflected and scanned light beam as a spot on the surface to be scanned;
In an optical scanning device having
The imaging optical means includes a first lens that passes the deflected and scanned light beam, a reflecting member that reflects the light beam that has passed through the first lens, and a second lens that passes the reflected light beam; Consists of
In the optical scanning device, the first lens and the second lens are disposed so as to abut against the reflecting member.
本発明によれば、光走査装置は、反射部材(折り返しミラー)の反射面に結像レンズ(第1、第2レンズ)を当接させて位置規制を行っている。そのため、従来例のように、両者の相対位置精度が別部品の出来に左右されることはなく、より信頼性が高い。 According to the present invention, the optical scanning device regulates the position by bringing the imaging lens (first and second lenses) into contact with the reflecting surface of the reflecting member (folding mirror). Therefore, unlike the conventional example, the relative positional accuracy between the two is not affected by the production of separate parts, and the reliability is higher.
以下、本発明に係る光走査装置を図面に則して更に詳しく説明する。 Hereinafter, the optical scanning device according to the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
実施例1
図1、図2に、本発明に係る光走査装置100の一実施例の概略構成断面を示す。本実施例にて、光走査装置100は、ポリゴンミラー(偏向手段)5、2つの結像レンズ(第1、第2レンズ8A、8B)が一体成形された結像レンズ(結像光学手段)8、折り返しミラー(反射部材)9を備えている。
Example 1
1 and 2 show a schematic cross section of an embodiment of an
尚、図1、図2には示されていないが、本実施例の光走査装置100もまた、図7に示したように、ポリゴンミラー5へと光束を差し向けるための光学系、即ち、光源1、コリメータレンズ2、シリンドリカルレンズ3、及び、アパーチャ4等を備えている。
Although not shown in FIGS. 1 and 2, the
従って、本実施例の光走査装置100によると、例えば図7に示すように、光源1から出射されたレーザー光は、コリメータレンズ2によって平行光となり、シリンドリカルレンズ3を経て、アパーチャ4によって所定の大きさに整形される。
Therefore, according to the
この光ビームは、図2に示すように、回転するポリゴンミラー5によって偏向走査され、次いで、光ビームは、結像レンズ8の1つの屈折面8aを透過し、次に屈折面8bを透過する。この光ビームは、折り返しミラー9の反射面9aによって反射され、再度、結像レンズ8の屈折面8bを透過し、続いて屈折面8cを経て、最終的に被走査面であるドラム面上にスポットとして結像される。
As shown in FIG. 2, this light beam is deflected and scanned by the rotating
このように、1つのレンズにおいて屈折面を3面(8a、8b、8c)以上有することにより、光走査装置100のコンパクト化が図れるだけでなく、一体的に成形するため、屈折面間の相対的な位置精度が向上するメリットがある。
As described above, by providing three or more refracting surfaces (8a, 8b, 8c) in one lens, not only the
しかしながら、例えば、屈折面8aと8cに副走査方向のパワーを持たせた場合、一体的に成形しているデメリットとして、次のことが考えられる。つまり、これら屈折面8aと8cが独立しており位置調整が可能なレンズ構成と比較して、折り返しミラーの反射面9aに対する相対位置は非常に高い精度が要求される。
However, for example, when the
そこで、本発明においては、高い相対位置精度を要する結像レンズ8と折り返しミラー9を当接させて配置することにより、画像品質の向上を図った。
Therefore, in the present invention, image quality is improved by arranging the
図3は、結像レンズ8の斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view of the
図3に示すように、結像レンズ8の両端部にリブ10、リブ11を設けると共に、突き当て部10a、10bと11aを設け、この3箇所の突き当て部10a、10b、11aを折り返しミラー9の反射面9aに当接させて取り付けることにより、両者の相対位置を精度良く保証することができる。
As shown in FIG. 3, the
このように、位置精度が必要な部材同士を、別部材を介さずに当接して配置することに本発明の特徴はあるが、これを可能にしているのは、折り返しミラー9の反射面9aが1面であり、直交ミラーでないことに起因する。
As described above, there is a feature of the present invention in that members that require positional accuracy are arranged in contact with each other without using another member. However, this is made possible by reflecting the reflecting
従って、本実施例の構成によれば、下側の第1レンズ8Aを通過して反射面9aに入射される光軸OAと、反射されて上側の第2レンズ8Bを通過する光軸OBは互いに平行でない。即ち、結像レンズ8を通過し反射面9aに入射する光と、反射されて再度、結像レンズ8を通過する光は、反射面9aから遠ざかるにつれ距離を持つこととなる。そのために、第1、第2レンズ8A、8Bが一体成形された結像レンズ8は、必然的に反射面9aの近くに配置されていた方が、レンズの小型化が達成できる。
Therefore, according to the configuration of the present embodiment, the optical axis OA that passes through the lower
図1は、本発明の一実施例である光走査装置100の構成を示す断面図である。光走査装置の光学箱13にポリゴンミラー5、結像レンズ8、折り返しミラー9が配置されている。上述のように、結像レンズ8は、端面に設けられたリブ10、11の突き当て部10a、10bと、図示されていない突き当て部11aを、折り返しミラー9の反射面9aに当接して位置保証が成されている。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of an
図4、図5、図6は、本実施例の構成を示す斜視図である。 4, 5 and 6 are perspective views showing the configuration of the present embodiment.
上述のように、結像レンズ8は、折り返しミラー9の反射面9aに当接され、その背面を板ばね14、15の押し当て部14a、15aによって付勢されている。板ばね14、15はその反力を利用し、穴14b、15bを光学箱13に設けられた突起16、17に引っ掛けて固定されている。また、結像レンズ8の高さ方向の規制に関しては、光学箱13に設けられた突起18、19に結像レンズ8の下面を当接させ、上面を板ばね14、15の押し当て部14c、15cで付勢することで実現する。さらに、結像レンズ8のビーム走査方向への位置規制は、光学箱13に設けられた長丸穴20に、結像レンズ8の中央下部に設けられたボス12を嵌合させることで実現する。
As described above, the
一方、折り返しミラー9の位置規制に関しては、反射面9aを、光学箱13に設けられた突き当て部20、21、22の3点に当接させ、光学箱13に取り付けられた板ばね23、24の押し当て部23a、24aで付勢することで実現する。また、折り返しミラー9の下面を、光学箱13に設けられた突起25、26に当接させ、上面を板ばね23、24の押し当て部23b、24bで付勢して姿勢を保持している。
On the other hand, regarding the position regulation of the
ただし、当然この構成においては、折り返しミラー9を付勢する板ばね23、24の押し当て部23a、24aの力が、結像レンズ8を付勢する板ばね14、15の押し当て部14a、15aより強いことが前提である。
However, in this configuration, naturally, the force of the
以上、このような構成にすれば、折り返しミラー9の反射面9aの位置が光学箱13に対して保証される。それによって、折り返しミラー9と高い相関位置関係を持つ結像レンズ8の光学箱に対する位置も高い精度で保証でき、光走査装置のコンパクト化と画像品質の向上が期待できる。
As described above, with such a configuration, the position of the reflecting
また、光走査装置の組み立て時においても、このような簡単な突き当て構成にしておけば、従来のような時間のかかる位置調整をせずとも、高い相対位置精度が保たれ、作業効率が向上する。 Also, when assembling the optical scanning device, if such a simple butting configuration is used, high relative position accuracy can be maintained and work efficiency can be improved without time-consuming position adjustment as in the prior art. To do.
本実施例においては、結像レンズ8は屈折面を3面有したレンズであるとして説明してきたが、従来通り屈折面を2面持つ独立した複数の結像レンズであってもよい。
In the present embodiment, the
以上説明してきたように、本発明による光走査装置100は、折り返しミラー9の反射面9aに結像レンズ8を当接させて位置規制を行っている。そのため従来例のように、両者の相対位置精度が別部品の出来に左右されることはなく、より信頼性が高い。
As described above, the
さらに、折り返しミラー9の反射面9aを光学箱13に当接させて位置規制を行っているため、光学箱13と折り返しミラー9の相対位置精度も高い。総じて、光学箱13と折り返しミラー9と結像レンズ8に高い相関位置精度が保たれ、従来の構成と比較して、走査露光の品質向上を図ることができる。
In addition, since the position is regulated by bringing the reflecting
また、複数の結像レンズ(第1、第2レンズ8A、8B)を上下に配置しているため、小型化が達成される。
In addition, since a plurality of imaging lenses (first and
1 光源
2 コリメータレンズ
3 シリンドリカルレンズ
4 アパーチャ
5 回転多面鏡(偏向手段)
6 結像レンズ(結像光学手段)
7 折り返しミラー(反射部材)
8 結像レンズ(結像光学手段)
8A 第1レンズ
8B 第2レンズ
9 折り返しミラー(反射部材)
10、11 リブ
10a、10b、11a 突き当て部
13 光学箱
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source 2 Collimator lens 3 Cylindrical lens 4
6 Imaging lens (imaging optical means)
7 Folding mirror (reflective member)
8 Imaging lens (imaging optical means)
10, 11
Claims (4)
前記発生した光ビームを偏向走査する偏向手段と、
前記偏向走査された光ビームを被走査面上にスポットとして結像する結像光学手段と、
を有する光走査装置において、
前記結像光学手段は、前記偏向走査された光ビームを通過させる第1レンズと、前記第1レンズを通過した光ビームを反射する反射部材と、反射された光ビームを通過させる第2レンズとで構成されており、
前記第1レンズと前記第2レンズは、前記反射部材に突き当てて配置されることを特徴とする光走査装置。 A light source that generates a light beam;
Deflection means for deflecting and scanning the generated light beam;
Imaging optical means for imaging the deflected and scanned light beam as a spot on the surface to be scanned;
In an optical scanning device having
The imaging optical means includes a first lens that passes the deflected and scanned light beam, a reflecting member that reflects the light beam that has passed through the first lens, and a second lens that passes the reflected light beam; Consists of
The optical scanning device according to claim 1, wherein the first lens and the second lens are disposed so as to abut against the reflecting member.
前記第1レンズを通過して反射面に入射される光軸と、反射されて前記第2レンズを通過する光軸が互いに平行でないことを特徴とする請求項1、2又は3に記載の光走査装置。 The reflective surface of the reflective member is one surface,
4. The light according to claim 1, wherein an optical axis that passes through the first lens and enters the reflecting surface is not parallel to an optical axis that is reflected and passes through the second lens. Scanning device.
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