JP5105250B2 - Optical scanning apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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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、シート状記録媒体(記録紙、葉書、OHPシート等の記録材)を搬送する搬送ベルト(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)で各々現像して可視像化し、この各色の画像を搬送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 type image forming apparatus, for example, four photoconductors are arranged in parallel along a conveyance belt (or intermediate transfer belt) that conveys a sheet-like recording medium (recording material such as recording paper, postcards, and OHP sheets). After each photoconductor is charged by the charging means, a latent image is formed on each photoconductor by the writing unit, and the latent image on each photoconductor is developed with a developer having a different color from the developing means (for example, yellow, magenta, cyan). , Each color toner) is developed into a visible image, and each color image is transferred onto a recording material (or an intermediate transfer belt) conveyed by a conveyance belt 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、これまでにも、以下の(A)〜(C)の目的を達成するために、「共通の光源からのビームを分割し、異なる段の反射鏡にビームを入射させ、異なる被走査面を走査する」という方式が提案されている(例えば特許文献1参照)。
(A)光源数を減らしながらも、高速な画像出力を可能にする光走査装置を提供する。
(B)(A)に伴い、部品点数の低減、低コスト化を実現する。
(C)(A)に伴い、ユニット全体の故障率を減少させて、リサイクル性を向上させる。
Therefore, in order to achieve the following objects (A) to (C), “a beam from a common light source is divided, and the beams are incident on different stages of reflecting mirrors. Has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
(A) An optical scanning device that enables high-speed image output while reducing the number of light sources is provided.
(B) Along with (A), the number of parts is reduced and the cost is reduced.
(C) Along with (A), the failure rate of the entire unit is reduced and the recyclability is improved.
前述の方式においては、共通の光源からのビームを分割するための手段を備えていて、例えば以下の方式で光束を分割している。
(a)ハーフミラープリズムを用いる方式。
(b)ハーフミラーとミラーを組み合わせる方式。
(c)複数の開口部を設けることで、出射したビームを空間的に分割する方式。
The above-described method includes means for dividing a beam from a common light source. For example, the light beam is divided by the following method.
(A) A method using a half mirror prism.
(B) A method combining a half mirror and a mirror.
(C) A method of spatially dividing the emitted beam by providing a plurality of openings.
しかしながら、(a)、(b)の両方式とも、分離手段にミラーを用いているため、ミラーの面精度ばらつきの影響、及び、配置誤差の影響により、ビームスポット径の劣化が発生し易い。また、(a)のハーフミラープリズムは非常に高価であり、コストアップとなる。
(b)のハーフミラーとミラーを組み合わせる方式は、レイアウトが困難であり、なおかつ、偏向回転面内で開き角を有するため、ビームスポット径等の光学特性が劣化する。
(c)の複数の開口部で光束を分割する方式は、光源からのビームの周辺部を用いるため、光量不足や、ビームスポット径太りを生じる。
However, since both of the methods (a) and (b) use the mirror as the separating means, the beam spot diameter is likely to be deteriorated due to the influence of the variation in the surface accuracy of the mirror and the influence of the arrangement error. Further, the half mirror prism (a) is very expensive, which increases the cost.
The method of combining the half mirror and the mirror in (b) is difficult to layout and has an opening angle in the deflection rotation plane, so that the optical characteristics such as the beam spot diameter deteriorate.
In the method (c) of dividing the light beam by the plurality of openings, the peripheral portion of the beam from the light source is used, so that the light amount is insufficient and the beam spot diameter is increased.
そこで本出願人は先に、「共通の光源からのビームを分割し、異なる段の反射鏡にビームを入射させ、異なる被走査面を走査する」という方式を前提とすることで、(A)光源の数を減らしながらも高速な画像出力を可能にする、(B)部品点数の低減、低コスト化を実現する、(C)ユニット全体の故障率が減少してリサイクル性が向上する、というメリットを維持しつつ、なおかつ、前述の問題点を解決することができる光走査装置を提案している(特許文献2参照)。 Accordingly, the applicant of the present application is based on the premise of the method of “dividing a beam from a common light source, causing the beam to enter a reflecting mirror at a different stage, and scanning different surfaces to be scanned” (A) It enables high-speed image output while reducing the number of light sources, (B) reduces the number of parts, reduces costs, and (C) reduces the overall unit failure rate and improves recyclability. An optical scanning device that can solve the above-described problems while maintaining the merit is proposed (see Patent Document 2).
この特許文献2に記載の方式においては、共通の光源からのビームを分割するための手段を備えていて、以下の方式で光束を分割している。
(1)体積位相型回折格子を用い、0次透過光と1次項に分ける。
(2)ブレーズ(鋸歯)状の表面形状、または、ブレーズ(鋸歯)状の表面形状を階段状に近似した形状を持つ回折格子を用い、0次透過光と1次光に分ける。
(3)Duty factorが連続的に変化する矩形凸凹型の回折格子を用い、0次透過光と1次項に分ける。
The method disclosed in
(1) A volume phase type diffraction grating is used and divided into zero-order transmitted light and first-order terms.
(2) A diffractive grating having a blazed (sawtooth) surface shape or a blazed (sawtooth) surface shape approximated in a staircase shape is used to divide into zero-order transmitted light and primary light.
(3) A rectangular convex / concave diffraction grating with a continuously changing duty factor is used to divide into zero-order transmitted light and first-order terms.
しかしながら、前述の特許文献2に記載の方式においても以下のような問題がある。
(1)の体積位相型回折格子は化学反応を用いて作成するため、大量生産に向かず、コストも高い。
(2)および(3)は格子周期の中に更に微細構造を持っており、金型の加工に高精度の治具と時間がかかり、コストが高くなる他、射出成形ではあまりに微細過ぎて転写できない懸念もある。よって、格子周期が波長以下の物は作ることが不可能である。
また、格子周期が細かいほど1次光の射出角が大きく取れるので、(2)および(3)では大きな射出角は取れず、十分な光束分離間隔を取るには光束分離用回折光学素子と回折光学素子の間を長く取る必要があり、装置が大きくなってしまう。
However, the method described in
Since the volume phase type diffraction grating of (1) is prepared by using a chemical reaction, it is not suitable for mass production and the cost is high.
(2) and (3) have a finer structure in the grating period, which requires high-precision jigs and time to process the mold, which increases costs, and is too fine for injection molding to transfer. There are also concerns that cannot be made. Therefore, it is impossible to make an object whose grating period is less than the wavelength.
In addition, since the emission angle of the primary light can be increased as the grating period becomes finer, in (2) and (3), a large emission angle cannot be obtained. It is necessary to take a long space between the optical elements, and the apparatus becomes large.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、大量生産が可能で、低コストでコンパクトな光走査装置を提供すること、また、光源数を減らしながらも、高速な画像出力を可能にする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、部品点数の低減、低コスト化を実現でき、ユニット全体の故障率を減少させて、リサイクル性を向上させることができる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 can provide a compact and low-cost optical scanning device that can be mass-produced, and also enables high-speed image output while reducing the number of light sources. The purpose is to provide an optical scanning device. Further, the optical scanning device can be provided, the number of parts can be reduced and the cost can be reduced, the failure rate of the entire unit can be reduced, and the recyclability can be improved. It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus that can be used.
上記目的を達成するため、本発明では以下のような解決手段を採っている。
本発明の第1の手段は、光源と、複数の偏向反射面を副走査方向に備えた光偏向器と、前記光源からの光束を前記複数の偏向反射面のそれぞれに入射する複数の光束に分割する第1の回折光学素子と、前記第1の回折光学素子で偏向される方向に対し副走査方向において逆方向に偏向する第2の回折光学素子と、前記光偏向器により偏向される光束を被走査面上に集光する走査光学系とを備え、前記光偏向器に入射する複数の光束がそれぞれ異なる被走査面上を走査する光走査装置において、
前記第1と第2の回折光学素子は、表面レリーフ型のDuty factorが場所に寄らず一定のバイナリ回折面を有し、且つ前記第1と第2の回折光学素子の格子周期は等しく、光源波長以下であり、且つ前記第2の回折光学素子の格子の深さは、前記第1の回折光学素子の2倍であり、前記第2の回折光学素子は、前記第1の回折光学素子の張り合わせであり、且つ前記第1と第2の回折光学素子は平行であり、且つ前記第1の回折光学素子によって分割される光束は0次回折光と1次回折光であり、且つ前記第1の回折光学素子に対して光束は斜入射することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention employs the following solutions.
The first means of the present invention includes a light source, an optical deflector provided with a plurality of deflection reflection surfaces in the sub-scanning direction, and a light beam from the light source into a plurality of light beams incident on each of the plurality of deflection reflection surfaces. A first diffractive optical element to be split; a second diffractive optical element deflected in the sub-scanning direction opposite to the direction deflected by the first diffractive optical element; and the light beam deflected by the optical deflector A scanning optical system for condensing the light on the surface to be scanned, and a plurality of light beams incident on the optical deflector scan on different surfaces to be scanned,
In the first and second diffractive optical elements, the surface relief type duty factor has a constant binary diffractive surface regardless of the location, and the grating periods of the first and second diffractive optical elements are equal, The wavelength of the first diffractive optical element is less than the wavelength, and the depth of the grating of the second diffractive optical element is twice that of the first diffractive optical element. and the lamination, and the first and second diffractive optical element are parallel, and wherein the light beam is split by the first diffractive
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、前記第1及び第2の回折光学素子は、熱可塑性樹脂製であることを特徴とする。
また、本発明の第3の手段は、第1の手段の光走査装置において、前記第1の回折光学素子に対して、格子ピッチをΛ、光束の波長をλ、入射角をθとしたときに、条件式:
2Λ sinθ=λ
を概略満たすことを特徴とする。
According to a second means of the present invention, in the optical scanning device of the first means, the first and second diffractive optical elements are made of a thermoplastic resin.
The third aspect of the present invention is the optical scanning device of the first hand stage, with respect to the first diffractive optical element, a grating pitch lambda, the wavelength of the light beam lambda, the incidence angle is θ When the conditional expression:
2Λ sinθ = λ
Is substantially satisfied .
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、前記第1及び第2の回折光学素子は、熱可塑性樹脂製であることを特徴とする。
また、本発明の第5の手段は、第3の手段の光走査装置において、前記第1の回折光学素子に対して、格子ピッチをΛ、光束の波長をλとしたときに、条件式:
Λ≦0.707×λ
を満たすことを特徴とする。
さらに本発明の第6の手段は、第5の手段の光走査装置において、前記第1及び第2の回折光学素子は、熱可塑性樹脂製であることを特徴とする。
A fourth means of the present invention is the optical scanning device of the third hand stage, the first and second diffractive optical element is characterized in that it is made of thermoplastic resin.
According to a fifth means of the present invention, in the optical scanning device of the third means, when the grating pitch is Λ and the wavelength of the light beam is λ with respect to the first diffractive optical element, the conditional expression:
Λ ≦ 0.707 × λ
It is characterized by satisfying.
Further, a sixth means of the present invention is the optical scanning device of the fifth means, wherein the first and second diffractive optical elements are made of a thermoplastic resin.
本発明の第7の手段は、複数の像担持体に光走査により個別的に静電潜像を形成し、これら静電潜像を現像して可視像化し、得られる画像を直接または中間転写体を介して同一のシート状記録媒体上に転写して合成的に画像形成を行うタンデム式の画像形成装置において、前記複数の像担持体に光走査を行う光走査手段として、第1乃至第6のいずれか一つの手段の光走査装置を備えたことを特徴とする。
さらに本発明の第8の手段は、第7の手段の画像形成装置において、前記像担持体は光電導性の感光体であることを特徴とする。
According to a seventh means of the present invention, an electrostatic latent image is individually formed on a plurality of image carriers by optical scanning, the electrostatic latent images are developed and visualized, and the obtained image is directly or intermediately formed. In the tandem type image forming apparatus that performs image formation synthetically by transferring onto the same sheet-like recording medium via a transfer body, first to thirty-first optical scanning means for optically scanning the plurality of image carriers The optical scanning device according to any one of the sixth means is provided.
Further, according to an eighth means of the present invention, in the image forming apparatus of the seventh means, the image carrier is a photoconductive photoconductor.
第1の手段の光走査装置では、前記第1と第2の回折光学素子は表面レリーフ型のDuty factorが場所に寄らず一定のバイナリ回折面を有するため、大量生産が可能で、低コストな光走査装置が実現でき、且つ、前記第1と第2の回折光学素子の格子周期は等しく、光源波長以下であるため、分離角を大きくできるので、コンパクトな光走査装置を実現でき、且つ、前記第1と第2の回折光学素子は平行なので位置合せが容易であり、且つ、前記第2の回折光学素子の格子の深さは前記第1の回折光学素子の2倍であるので、第1の回折光学素子を二つ重ねることにより、第2の回折光学素子になり、該第1及び第2の回折光学素子のピッチを完全に合わせ、平行な2光束に分けることができ、前記第2の回折光学素子は前記第1の回折光学素子の張り合わせであるので、2つの素子のピッチが完全に一致し、金型も1つで済むので、高信頼で低コストな光走査装置が可能になる。 In the optical scanning device of the first means, the first and second diffractive optical elements have a surface relief type duty factor and have a constant binary diffractive surface regardless of the location, so that mass production is possible and low cost. An optical scanning device can be realized, and since the grating periods of the first and second diffractive optical elements are equal and less than or equal to the light source wavelength, the separation angle can be increased, so that a compact optical scanning device can be realized, and said first and second diffractive optical elements Ri alignment easy der so parallel, and, since the depth of the grating of the second diffractive optical element is twice the first diffractive optical element, By superimposing two first diffractive optical elements, a second diffractive optical element can be obtained, and the pitch of the first and second diffractive optical elements can be completely matched and divided into two parallel light beams. The second diffractive optical element is the first diffractive optical element. Since the diffractive optical elements are bonded together, the pitch between the two elements is completely coincident and only one mold is required, so that a highly reliable and low-cost optical scanning device can be realized.
第2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、前記第1及び第2の回折光学素子は熱可塑性樹脂製であるので、大量生産が可能で、低コストな光走査装置が実現できる。 In the optical scanning device of the second means, in addition to the configuration and effects of the first means, the first and second diffractive optical elements are made of thermoplastic resin, so that mass production is possible and low-cost light is provided. A scanning device can be realized .
第3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、前記第1の回折光学素子に対して、格子ピッチをΛ、光束の波長をλ、入射角をθとしたときに、条件式:
2Λ sinθ=λ
を概略満たすので、損失の少ない光束分離ができ、光源パワーが抑えられ、省エネルギーとなる。
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、前記第1及び第2の回折光学素子は、熱可塑性樹脂製であるので、大量生産が可能で、低コストな光走査装置が実現できる。
また、第5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、前記第1の回折光学素子に対して、格子ピッチをΛ、光束の波長をλとしたときに、条件式:
Λ≦0.707×λ
を満たすので、光束分離角が90°以上になり、コンパクトな光走査装置が可能になる。
さらに第6の手段の光走査装置では、第5の手段の構成及び効果に加え、前記第1及び第2の回折光学素子は、熱可塑性樹脂製であるので、大量生産が可能で、低コストな光走査装置が実現できる。
In the optical scanning device of the third means, in addition to the structure and effects of the first hand stage, with respect to the first diffractive optical element, a grating pitch lambda, the wavelength of the light beam lambda, the incidence angle is θ When the conditional expression:
2Λ sinθ = λ
Therefore, the light beam can be separated with little loss, the light source power is suppressed, and the energy is saved.
In the optical scanning device of the fourth means, in addition to the configuration and effects of the third means, the first and second diffractive optical elements are made of thermoplastic resin, so that mass production is possible and low cost. An optical scanning device can be realized.
Further, in the optical scanning device of the fifth means, in addition to the configuration and effects of the third means, the condition is satisfied when the grating pitch is Λ and the wavelength of the light beam is λ with respect to the first diffractive optical element. formula:
Λ ≦ 0.707 × λ
Therefore, the beam separation angle is 90 ° or more, and a compact optical scanning device is possible.
Further in the optical scanning device of the sixth means, in addition to the configuration and effects of the fifth hand stage, the first and second diffractive optical elements are the thermoplastic resin, can be mass-produced, low An inexpensive optical scanning device can be realized.
第7、第8の手段の画像形成装置では、複数の像担持体(光電導性の感光体)に光走査を行う光走査手段として、第1乃至第6のいずれか一つの手段の光走査装置を備えたことにより、光源数を減らしながらも、高速な画像出力を可能にする光走査装置を用いて、部品点数の低減、低コスト化を実現でき、ユニット全体の故障率を減少させて、リサイクル性を向上させることができる画像形成装置を実現することが可能になる。 In the image forming apparatus of the seventh and eighth means, the optical scanning of any one of the first to sixth means is used as the optical scanning means for performing optical scanning on a plurality of image carriers (photoconductive photosensitive members). Equipped with an optical scanner that can reduce the number of light sources, but enables high-speed image output, reduce the number of parts and reduce costs, and reduce the failure rate of the entire unit. Therefore, it is possible to realize an image forming apparatus capable of improving recyclability.
以下、図面を参照しながら、本発明に係る光走査装置、画像形成装置、光束分割用回折光学素子、並びに回折光学素子の実施例について詳細に説明する。
なお、以下の説明において、光走査装置が被走査面上を光走査する方向を主走査方向とし、主走査方向と直交する方向を副走査方向とする。
Embodiments of an optical scanning device, an image forming apparatus, a beam splitting diffractive optical element, and a diffractive optical element according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
In the following description, the direction in which the optical scanning device optically scans the surface to be scanned is defined as the main scanning direction, and the direction orthogonal to the main scanning direction is defined as the sub-scanning direction.
[光走査装置の構成例]
図1は、本発明が実施される光走査装置の基本的な構成例を示す光学配置図である。図1において、符号1,1’は光源としての半導体レーザ、2は半導体レーザ1,1’を保持するベース、3,3’はカップリングレンズ、4は光束分離手段としてのハーフミラープリズム、5a,5bはシリンドリカルレンズ、7は2段のポリゴンミラー(回転多面鏡)7a,7bを有してなる光偏向器、をそれぞれ示している。また、符号6は、光偏向器7の図示しない防音ハウジングの窓に設けられた防音ガラスを示している。
[Configuration example of optical scanning device]
FIG. 1 is an optical layout diagram showing a basic configuration example of an optical scanning device in which the present invention is implemented. In FIG. 1,
半導体レーザ1,1’は、画像信号に基づき変調駆動され、それぞれ1本の発散光ビームを射出する。半導体レーザ1,1’から出射された各光ビームは、カップリングレンズ3,3’により以降の光学系に適したビーム形態(平行光束あるいは弱い発散性もしくは弱い収束性の光束)にカップリングされる。
カップリングレンズ3,3’を通過した各光ビームは、光ビーム幅を規制するアパーチャ12の開口部を通過してビーム整形されたのちにハーフミラープリズム4に入射し、各光ビームはハーフミラープリズム4の作用により副走査方向に2分割される。
The
Each light beam that has passed through the
このように、半導体レーザ1からの1本の光ビームがハーフミラープリズム4で分割されて2本の光ビームとなり、同様に、半導体レーザ1’から射出された1本の光ビームがハーフミラープリズム4で分割されて2本の光ビームとなる。
ハーフミラープリズム4を通過した4本の光ビームは、シリンドリカルレンズ5a,5bに入射し、シリンドリカルレンズ5a,5bの作用により副走査方向に集光され、光偏向器7の2段のポリゴンミラー(回転多面鏡)7a,7bの偏向反射面上または偏向反射面近傍に主走査方向に長い線像として結像する。
なお、ハーフミラープリズム4を通過した光ビームは、防音ガラス6を介して、光偏向器7に入射する。
Thus, one light beam from the
The four light beams that have passed through the half mirror prism 4 are incident on the
The light beam that has passed through the half mirror prism 4 enters the
光偏向器7を構成するポリゴンミラー7a,7bは、副走査方向に上下2段に重ねて配置されていて、駆動モータ(図示省略)によって一定速度で回転駆動されている。上段のポリゴンミラー7aには、半導体レーザ1から射出されてハーフミラープリズム4で分割された2本の光ビームが入射する。下段のポリゴンミラー7bには、半導体レーザ1’から射出されてハーフミラープリズム4で分割された2本の光ビームが入射する。
The polygon mirrors 7a and 7b constituting the
ここで、上段のポリゴンミラー7aと下段のポリゴンミラー7bは、共に4面の偏向反射面を持つ同一形状のものであるが、下段のポリゴンミラー7bの偏向反射面は、上段のポリゴンミラー7aの偏向反射面に対して、回転方向へ所定角:θ(=45°)ずれている。なお、上段のポリゴンミラー7aと下段のポリゴンミラー7bは、一体的に形成してもよいし、別体として組み付けても良い。
Here, the
符号8(8a,8b)は第1走査レンズ、10a,10bは第2走査レンズ、9a,9bは光路折り曲げミラー、11a,11bは光走査面である像担持体(光導電性の感光体)を示している。
第1走査レンズ8a、第2走査レンズ10a、光路折り曲げミラー9aは、1組の走査結像光学系を構成し、上段のポリゴンミラー7aにより偏向される2本の光ビームを、対応する光走査面である感光体11a上に導光し、副走査方向に分離した2つの光ビームスポットを形成する。
また、第1走査レンズ8b、第2走査レンズ10b、光路折り曲げミラー9bは、1組の走査結像光学系を構成し、下段のポリゴンミラー7bにより偏向される2本の光ビームを、対応する光走査面である感光体11b上に導光し、副走査方向に分離した2つの光ビームスポットを形成する。
Reference numeral 8 (8a, 8b) is a first scanning lens, 10a, 10b are second scanning lenses, 9a, 9b are optical path bending mirrors, and 11a, 11b are optical scanning surfaces (image-conducting photoconductors). Is shown.
The
The
半導体レーザ1,1’から射出された光ビームは、光偏向器7の回転軸方向から見て、偏向反射面位置の近傍において主光線が交差するように光学配置が定められている。したがって、偏向反射面に入射してくる対を成す2本の光ビーム相互は、開き角、すなわち、偏向反射面の側から光源の側を見たとき、2本の光ビームの回転軸に直交する面への射影が成す角を有する。この開き角により、感光体11a,11bのそれぞれに形成される2つの光ビームスポットは主走査方向にも分離している。このため、各感光体11a,11bを光走査する2本の光ビームを個別的に検出し、光ビームごとに光走査開始の同期を取ることができる。
The optical arrangement of the light beams emitted from the
このように、光偏向器7の上段のポリゴンミラー7aにより偏向される2本の光ビームにより、感光体11aが2本の光ビームによりマルチビーム走査される。また、光偏向器7の下段のポリゴンミラー7bにより偏向される2本の光ビームにより、感光体11bが2本の光ビームによりマルチビーム走査される。
As described above, the two light beams deflected by the
光偏向器7の上段のポリゴンミラー7aと下段のポリゴンミラー7bの偏向反射面は、互いに回転方向に45度ずれている。そのため、上段のポリゴンミラー7aによる偏向光ビームが感光体11aの光走査を行うとき、下段のポリゴンミラー7bによる偏向光ビームは、感光体11bには導光されない。また、上段のポリゴンミラー7bによる偏向光ビームが感光体11bの光走査を行うとき、下段のポリゴンミラー7aによる偏向光ビームは、感光体11aには導光されない。すなわち、感光体11a,11bの光走査は、「時間的にずれて交互」に行われる。
The deflection reflecting surfaces of the
図7は、この状況を説明する図であって、上下段のポリゴンミラー7a,7bによる光走査の時間的ずれの説明図である。光偏向器7に入射する光ビームは、実際には4本であるが、1本の入射光として描かれており、上下段のポリゴンミラー7a,7bによって偏向される光ビームをそれぞれ偏向光a、偏向光bとして示している。
図7(a)は、入射光が光偏向器7に入射し、上段のポリゴンミラー7aで反射されて偏向された偏向光aが光走査面(感光体11a)へ導光されるときの状況を示している。このとき、下段のポリゴンミラー7bによる偏向光bは、光走査面(感光体11b)には向かわない。
また、図7(b)は、入射光が光偏向器7に入射し、下段のポリゴンミラー7bで反射されて偏向された偏向光bが光走査面(感光体11b)へ導光されるときの状況を示している。このとき、上段のポリゴンミラー7aによる偏向光aは、光走査面(感光体11a)には向かわない。
FIG. 7 is a diagram for explaining this situation, and is a diagram for explaining a time lag in optical scanning by the upper and lower polygon mirrors 7a and 7b. Although there are actually four light beams incident on the
FIG. 7A shows a situation when incident light is incident on the
FIG. 7B shows the case where incident light is incident on the
なお、一方のポリゴンミラーによる偏向光が光走査位置へ導光されている間に、他方のポリゴンミラーによる偏向光がゴースト光として作用しないように、図7に示すように適宜の位置に遮光手段(例えば遮光部材SD)を配置し、光走査面へ導光されない偏向光を遮光手段(遮光部材SD)で遮光するように構成するとよい。
また、光源の変調駆動のタイミングを、上段と下段でずらし、上段に対応する感光体11aを走査するときは、上段に対応する色(例えばブラック)の画像情報に基づき、光源の変調駆動を行い、下段に対応する感光体11bを走査するときは下段に対応する色(例えばマゼンダ)の画像情報に基づき、光源の変調駆動を行うとよい。
In addition, as shown in FIG. 7, light shielding means is provided at an appropriate position so that the deflected light from the other polygon mirror does not act as ghost light while the deflected light from one polygon mirror is guided to the optical scanning position. (For example, a light shielding member SD) may be arranged so that the deflected light that is not guided to the optical scanning surface is shielded by the light shielding means (light shielding member SD).
Also, when the light source modulation drive timing is shifted between the upper and lower stages and the
図8は、共通の光源、例えば図1に示した半導体レーザ1,1’によりブラック画像とマゼンダ画像を書き込み、それぞれの静電潜像を形成する場合において、有効走査領域において全点灯する場合のタイムチャートを示している(図中、実線はブラック画像の書き込みに相当する部分、破線はマゼンダ画像の書き込みに相当する部分を示す)。ブラック画像、マゼンダ画像の書き出しの主走査タイミングは、有効走査領域外に配備されている周知の同期検知手段(図1では図示を省略している。通常はフォトダイオードが用いられる。)で光走査位置へ向かう光ビームを検知することにより決定される。
FIG. 8 shows a case where a black image and a magenta image are written by a common light source, for example, the
なお、図8では、ブラック画像とマゼンダ画像を書き込む時間領域での光源の発光強度を同じに設定しているが、実際には、光源から感光体11a,11bに至る各光路において、光学素子の透過率や反射率に相対的な差異が存在する場合には、各感光体に到達する光ビームの光量が異なる。そこで図9に示すように、各色に対応する各々の感光体面を走査するときに、光源における発光強度(発光光量)を異ならせることで、異なる感光体面上に到達する光量を等しくすることができる。
In FIG. 8, the light emission intensity of the light source is set to be the same in the time domain in which the black image and the magenta image are written, but actually, in each optical path from the light source to the
以上、本発明に係る光走査装置の基本的な構成・動作の一例について説明したが、本発明では、図1に示すような構成の光走査装置において、光束分離手段として、ハーフミラープリズム4に代えて、図2に示すような2つの回折光学素子13,14からなる光束分離手段を用いている。
なお、図2は、本発明に係る光束分離手段の要部を示す、光偏向器7(2段の回転多面鏡7a,7b)以前の光学系の副走査断面図である。
The example of the basic configuration and operation of the optical scanning device according to the present invention has been described above. However, in the optical scanning device having the configuration shown in FIG. Instead, a light beam separating means comprising two diffractive
FIG. 2 is a sub-scan sectional view of the optical system before the optical deflector 7 (two-stage rotary polygon mirrors 7a and 7b), showing the main part of the light beam separating means according to the present invention.
図2において、光束分離手段は第1と第2の回折光学素子13,14からなり、この第1と第2の回折光学素子13,14は、表面レリーフ型のDuty factorが場所に寄らず一定のバイナリ回折面を有し、且つ第1と第2の回折光学素子13,14の格子周期は等しく、光源波長以下であり、且つ第1と第2の回折光学素子13,14は平行であり、且つ第1の回折光学素子13によって分割される光束は0次回折光と1次回折光であり、且つ第1の回折光学素子13に対して光束は斜入射するようになっている。以下、第1と第2の回折光学素子13,14の具体的な実施例を示す。
In FIG. 2, the light beam separating means is composed of first and second diffractive
[実施例1]
先ず、本発明の第1の実施例を示す。
半導体レーザ(LD)などの光源1からの出射光は、カップリングレンズ(例えばコリメートレンズ)3により平行ビームとなり、第1の回折光学素子13に斜入射して、入射光と同じ方向に進む0次回折光と、図中紙面内の上方に回折する1次回折光(ここでは「−1次回折光」とする)が生じる。0次回折光は、下段のポリゴンミラー7bの偏向反射面に入射する。一方、−1次回折光は、第2の回折光学素子14に入射して、この第2の回折光学素子14で再び回折され、上段のポリゴンミラー7aに入射する。第1の回折光学素子13、第2の回折光学素子14と回転多面鏡7の間には、開口を規定するアパーチャ12およびシリンドリカルレンズ5a,5bが配置されている。
[Example 1]
First, the 1st Example of this invention is shown.
Light emitted from a
上段のポリゴンミラー7aに入射する光ビームは、第2の回折光学素子14で再回折後、第1の回折光学素子13で偏向される方向に対し副走査方向について逆方向に偏向されるようにする。こうすることで、半導体レーザ1の波長変化が生じた場合の光偏向器(回転多面鏡)7への入射角変化を低減することができるので、異なる被走査線に向かう光ビームの副走査方向のビームスポット位置変動を低減でき、なおかつ、走査線曲がり変動を低減することができる。
The light beam incident on the
また、更に望ましくは、上段のポリゴンミラー7aに入射する光ビームが第1の回折光学素子13への入射光と平行になるようにするとよい。このときは、上下段とも光偏向器(回転多面鏡)7への副走査方向入射角が同一になり、好ましくは、光偏向器(回転多面鏡)7の回転軸に対し垂直に入射するようにする。これにより、半導体レーザ1の波長変化が生じた場合の、光偏向器(回転多面鏡)7への入射角変化を0にすることができ、異なる被走査線に向かうビームの副走査方向のビームスポット位置変動を低減でき、なおかつ、走査線曲がり変動を低減することができる。このようにするには、第1の回折光学素子13と第2の回折光学素子14の格子ピッチが等しく、且つ、各回折面は互いに平行になるようにするすることで実現することができる。
また、第1の回折光学素子13、第2の回折光学素子14共に熱可塑性樹脂製であり、射出成形等で低コストで大量生産が可能である。
More preferably, the light beam incident on the
The first diffractive
このときの第1の回折光学素子13の構成及び光学特性を図3を用いて説明する。
一例として、波長λ=0.655μm、偏光方向は副走査方向、基板の屈折率N=1.525、回折面の格子の周期Λ=0.575μm、フィルファクターf=0.565、格子の深さD=0.72μmとした。
ここで、図4にベクトル回折理論に基づくフーリエモード法で計算した、第1の回折光学素子13の回折効率の入射角θ依存性を示す。
図4から明らかなように、θ=34.72°で、最も−1次回折光の回折効率が高いので、これを入射角とする。
また、2Λsinθ=0.655μmとなり、波長λと一致している。
The configuration and optical characteristics of the first diffractive
As an example, wavelength λ = 0.655 μm, polarization direction is sub-scanning direction, substrate refractive index N = 1.525, grating period Λ = 0.575 μm of diffraction surface, fill factor f = 0.565, grating depth D = 0.72 μm.
Here, FIG. 4 shows the incident angle θ dependency of the diffraction efficiency of the first diffractive
As is clear from FIG. 4, the diffraction efficiency of -1st order diffracted light is highest at θ = 34.72 °, and this is defined as the incident angle.
Further, 2Λsinθ = 0.655 μm, which matches the wavelength λ.
第1の回折光学素子13の回折角を格子方程式に基づいて求めると、0次回折光は入射光と同じ方向に透過し、−1次回折光に関してはθ−1=21.93°、θ’=34.72°となり、入射光に対して約70°にもなる。−1次回折光の射出角が約70°にもなるのは、Λ<λだからである。
このように、高角度なので半導体レーザ−ポリゴンミラー間が狭くても充分光束分離間隔が取れる。
また、−1次回折光の回折効率を0次回折光より大きく取っているのは、−1次回折光の第2の回折光学素子14での損失を考慮して設計しているためにある。
When the diffraction angle of the first diffractive
Thus, since the angle is high, a sufficient light beam separation interval can be obtained even if the distance between the semiconductor laser and the polygon mirror is narrow.
The reason why the diffraction efficiency of the −1st order diffracted light is larger than that of the 0th order diffracted light is that it is designed in consideration of the loss of the −1st order diffracted light in the second diffractive
次に第2の回折光学素子14の構成及び光学特性を図5を用いて説明する。
基板の屈折率N=1.525、回折面の格子の周期Λ=0.575μm、フィルファクターf=0.565、格子の深さD=1.44μmとした。θ’=34.72、θ”=21.93°となり−1次回折光は入射光と同じ方向に射出する。また、−1次回折光の回折効率は93.8%となる。
Next, the configuration and optical characteristics of the second diffractive
The refractive index N of the substrate was 1.525, the grating period Λ = 0.575 μm of the diffraction surface, the fill factor f = 0.565, and the grating depth D = 1.44 μm. θ ′ = 34.72, θ ″ = 21.93 °, and the −1st order diffracted light is emitted in the same direction as the incident light. The diffraction efficiency of the −1st order diffracted light is 93.8%.
[実施例2]
次に、本発明の第2の実施例を示す。
本実施例では、第2の回折光学素子14の構成以外は第1の実施例と同一である。
第1の実施例で、第2の回折光学素子14の格子深さは第1の回折光学素子13の深さの2倍にしている。
よって、図6に示すように、第2の回折光学素子14の代わりに、第1の回折光学素子13を2つ貼り合せても同じ効果が得られる。
さらに、図6の回折光学素子を用いることにより、全て同じ金型で作ることができるので、周期Λがずれること無く、良好な性能が得られる。
[Example 2]
Next, a second embodiment of the present invention will be shown.
This embodiment is the same as the first embodiment except for the configuration of the second diffractive
In the first embodiment, the grating depth of the second diffractive
Therefore, as shown in FIG. 6, the same effect can be obtained by bonding two first diffractive
Furthermore, by using the diffractive optical element of FIG. 6, all can be made with the same mold, so that good performance can be obtained without a shift in the period Λ.
[実施例3]
次に、本発明の第3の実施例を示す。
本発明の第3の実施例では、第1の回折光学素子13の格子周期と第2の回折光学素子14の格子周期を共に周期Λ=0.463μm(=0.707×λ)とし、第1の回折光学素子13の格子深さをD=0.94μm、入射角θ=45°、第2の回折光学素子14の格子深さをD=1.88μmとし、他は第1の実施例と同じにした。このようにすると、θ−1=27.63°、θ’=45°となり、第1の回折光学素子13からの射出光は入射光に対して90°となり、光束分離間隔に関わらず狭いスペースで光束分離が可能になる。
[Example 3]
Next, a third embodiment of the present invention will be shown.
In the third embodiment of the present invention, both the grating period of the first diffractive
以上の実施例1〜3に示したように、本発明に係る光走査装置では、第1と第2の回折光学素子13,14は表面レリーフ型のDuty factorが場所に寄らず一定のバイナリ回折面を有するため、大量生産が可能で、低コストな光走査装置が実現でき、且つ、第1と第2の回折光学素子13,14の格子周期Λは等しく、光源波長λ以下であるため、分離角を大きくできるので、コンパクトな光走査装置を実現でき、且つ、第1と第2の回折光学素子13,14は平行なので位置合せが容易である。
また、本発明に係る光走査装置では、第1及び第2の回折光学素子13,14は熱可塑性樹脂製であるので、大量生産が可能で、低コストな光走査装置が実現できる。
さらに、本発明に係る光走査装置では、第2の回折光学素子14の格子の深さは第1の回折光学素子13の2倍であるので、図6に示したように第1の回折光学素子13を二つ重ねることにより第2の回折光学素子になり、第1及び第2の回折光学素子の格子ピッチΛを完全に合わせ、平行な2光束に分けることができる。
As shown in the first to third embodiments, in the optical scanning device according to the present invention, the first and second diffractive
In the optical scanning device according to the present invention, since the first and second diffractive
Furthermore, in the optical scanning device according to the present invention, since the grating depth of the second diffractive
本発明に係る光走査装置では、第1の回折光学素子13に対して、格子ピッチをΛ、光束の波長をλ、入射角をθとしたときに、条件式:
2Λ sinθ=λ
を概略満たすので、損失の少ない光束分離ができ、光源パワーが抑えられ、省エネルギーとなる。
また、第1の回折光学素子13に対して、格子ピッチをΛ、光束の波長をλとしたときに、条件式:
Λ≦0.707×λ
を満たすので、光束分離角が90°以上になり、コンパクトな光走査装置が可能になる。
さらに本発明に係る光走査装置では、第2の回折光学素子14を、第1の回折光学素子13の張り合わせで構成することにより、2つの素子の格子ピッチΛが完全に一致し、金型も1つで済むので、高信頼で低コストな光走査装置が可能になる。
In the optical scanning device according to the present invention, with respect to the first diffractive
2Λ sinθ = λ
Therefore, the light beam can be separated with little loss, the light source power is suppressed, and the energy is saved.
Further, with respect to the first diffractive
Λ ≦ 0.707 × λ
Therefore, the beam separation angle is 90 ° or more, and a compact optical scanning device is possible.
Further, in the optical scanning device according to the present invention, the second diffractive
[画像形成装置の構成例]
次に、上述した本発明の光走査装置を備えた画像形成装置の実施例について説明する。
図10は本発明の一実施例を示す多色画像形成装置の概略構成図であり、カラー画像の高速出力に有利なタンデム方式のレーザプリンタの一例を示している。
この画像形成装置は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)に対応する走査光学系を備えた光走査装置33、各走査光学系に対応する感光体31X(X:Y,M,C,K、以下同じ。)、駆動ローラ38aと従動ローラ38bに張架された搬送ベルト37、定着装置39、シート状記録媒体である記録紙を備えた給紙カセット40、排紙トレイ(図示省略)を有してなる。
搬送ベルト37の上方には、光走査装置33によって露光され静電潜像が形成される像担持体として円筒状に形成された光導電性の感光体31Xが、搬送ベルト37の移動方向の上流側からイエロー用(31Y)、マゼンタ用(31M)、シアン用(31C)、ブラック用(31K)の順に配設されている。なお、感光体1Xの径は、全て同一である。
[Configuration example of image forming apparatus]
Next, an embodiment of an image forming apparatus provided with the above-described optical scanning device of the present invention will be described.
FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a multicolor image forming apparatus showing an embodiment of the present invention, and shows an example of a tandem laser printer advantageous for high-speed output of a color image.
This image forming apparatus includes an
Above the
各感光体31Xの周囲には、帯電手段(例えば帯電ローラ)32X、現像手段(1成分現像剤(各色のトナー)または2成分現像剤(各色のトナーとキャリア)を用いて静電潜像をトナーで可視像化する現像装置)34X、転写手段(転写チャージャまたは転写ローラ)36X、クリーニング手段(クリーニングブレード、クリーニングブラシ等からなるクリーニング装置)35Xなどの電子写真方式(電子写真プロセス)に従うプロセス部材が順に配設されている。なお、帯電手段としては、帯電ローラに代えてコロナチャージャを用いることもできる。 Around each photoreceptor 31X, an electrostatic latent image is formed by using charging means (for example, charging roller) 32X, developing means (one-component developer (each color toner) or two-component developer (each color toner and carrier)). A process according to an electrophotographic system (electrophotographic process) such as a developing device 34X for visualizing with toner, a transfer means (transfer charger or transfer roller) 36X, and a cleaning means (cleaning device comprising a cleaning blade, a cleaning brush, etc.) 35X. The members are arranged in order. As a charging unit, a corona charger can be used instead of the charging roller.
搬送ベルト37の周囲には、感光体31Xよりも記録紙搬送経路の上流側にレジストローラ45、ベルト帯電チャージャ(図示省略)が配設され、また、感光体31Xよりも記録紙搬送経路の下流側にベルト分離チャージャ(図示省略)、除電チャージャ(図示省略)、クリーニング装置(図示省略)などが順に配設されている。
このように、画像形成装置は、感光体31Y、31M、31C、31Kを各色毎に設定された光走査面とし、それぞれに対して走査光学系が1対1の対応関係で設けられている。ただし、光偏向器は各色で共有する。
Around the
As described above, in the image forming apparatus, the
光走査装置33は、感光体31Xに光書込を行う光書込装置であって、電子写真プロセスの露光プロセスを実行するもので、帯電手段32Xで均一に帯電された感光体31Xの表面を走査して静電潜像を形成する。形成された静電潜像は、いわゆるネガ潜像であって画像部が露光されている。この静電潜像は、現像手段34Xにより反転現像され、感光体31X上にトナー画像が形成される。
なお、光走査装置33としては、前述の本発明に係る光走査装置(基本的な構成は図1と同様であり、ハーフミラープリズム4に代えて、実施例1〜3のいずれかの光束分離手段を用いたもの)が用いられている。
The
As the
給紙カセット40に収納されたシート状記録媒体(例えば定形の記録紙)Sの最上位の1枚が給紙コロ41により給紙され、給紙された記録紙Sは、分離ローラ42、搬送ローラ43,44を経てレジストローラ45に搬送され、その先端部がレジストローラ45に捕らえられる。レジストローラ45は、感光体31X上のトナー画像が転写位置へ移動するタイミングに合わせて、記録紙Sを転写部へ送り込む。送り込まれた記録紙Sは、転写部においてトナー像と重ね合わせられ転写手段36Xの作用により、トナー画像を静電転写される。
The uppermost sheet of the sheet-like recording medium (for example, regular recording paper) S stored in the
トナー画像を転写された記録紙Sは定着装置39へ送られ、定着装置39においてトナー画像を定着され、図示しない搬送路を通り、排紙ローラ(図示省略)により排紙トレイ(図示省略)に排出される。トナー画像が転写された後の感光体31Xの表面は、クリーニング装置35Xによりクリーニングされ、残留トナーや紙粉等が除去される。 The recording sheet S to which the toner image is transferred is sent to the fixing device 39, where the toner image is fixed by the fixing device 39, passes through a conveyance path (not shown), and is discharged to a discharge tray (not shown) by a discharge roller (not shown). Discharged. The surface of the photoreceptor 31X after the toner image is transferred is cleaned by the cleaning device 35X, and residual toner, paper dust, and the like are removed.
このように構成されたタンデム方式の画像形成装置においては、例えば複数色モード(フルカラーモード)選択時であれば、各感光体31Xに対して、対応する色の画像信号に応じた光走査装置33の露光走査により、各々の感光体上に静電潜像が形成される。これらの静電潜像は、各々の現像装置34Xの対応する色トナーで現像されてトナー像となり、搬送ベルト37上に静電的に吸着されて搬送される記録紙S上に順次転写されることにより、重ね合わせられる。そして、定着装置39によりカラー画像として定着された後、記録紙Sは排紙トレイに排紙される。
In the tandem-type image forming apparatus configured as described above, for example, when the multi-color mode (full color mode) is selected, the
また、単色モード選択時であれば、ある色S(Y,M,C,Kのいずれか)として、他の色の感光体及びプロセス部材は非動作状態となる。ここで、感光体31Sに対してのみ、光走査装置33の露光走査により静電潜像が形成され、ある色Sのトナーで現像されてトナー像となり、搬送ベルト37上に静電的に吸着されて搬送される記録紙S上に転写される。そして、定着装置39により単色画像として定着された後、記録紙Sは排紙トレイに排紙される。
When the single color mode is selected, the photosensitive members and process members of other colors are in a non-operating state as a certain color S (any one of Y, M, C, and K). Here, only on the photoreceptor 31S, an electrostatic latent image is formed by exposure scanning of the
なお、図1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光走査装置33内には、図1に示す光走査装置と同様の構成に加えて、光偏向器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, only the figures corresponding to the two
以上の本実施例の画像形成装置では、複数の感光体31Y、31M、31C、31Kに光走査を行う光走査手段として、前述の実施例で説明した構成の光走査装置33を備えたことにより、光源数を減らしながらも、高速な画像出力を可能にする光走査装置を用いて、部品点数の低減、低コスト化を実現でき、ユニット全体の故障率を減少させて、リサイクル性を向上させることができる。
In the image forming apparatus of the present embodiment described above, the
1,1’:光源(半導体レーザ)
2:ベース
3,3’:カップリングレンズ
4:光束分離手段
5a,5b:シリンドリカルレンズ
6:防音ガラス
7:光偏向器
7a,7b:ポリゴンミラー(回転多面鏡)
8(8a,8b):第1走査レンズ
9a,9b:折り返しミラー
10a,10b:第2走査レンズ
11a,11b:光走査面としての感光体
12:開口絞り(アパーチャ)
13:第1の回折光学素子
14:第2の回折光学素子
31Y,31M,31C,31K:感光体(像担持体)
32Y,32M,32C,32K:帯電手段
33:光走査装置
34Y,34M,34C,34K:現像手段
35Y,35M,35C,35K:クリーニング手段
36Y,36M,36C,36K:転写手段
37:搬送ベルト
38a:駆動ローラ
38b:従動ローラ
39:定着装置
40:給紙カセット
41:給紙コロ
42:分離ローラ
43,44:搬送ローラ
45:レジストローラ
S:記録紙(シート状記録媒体)
1, 1 ': Light source (semiconductor laser)
2:
8 (8a, 8b):
13: First diffractive optical element 14: Second diffractive
32Y, 32M, 32C, 32K: Charging means 33:
Claims (8)
前記第1と第2の回折光学素子は、表面レリーフ型のDuty factorが場所に寄らず一定のバイナリ回折面を有し、且つ前記第1と第2の回折光学素子の格子周期は等しく、光源波長以下であり、且つ前記第2の回折光学素子の格子の深さは、前記第1の回折光学素子の2倍であり、前記第2の回折光学素子は、前記第1の回折光学素子の張り合わせであり、且つ前記第1と第2の回折光学素子は平行であり、且つ前記第1の回折光学素子によって分割される光束は0次回折光と1次回折光であり、且つ前記第1の回折光学素子に対して光束は斜入射することを特徴とする光走査装置。 A light source, an optical deflector provided with a plurality of deflecting and reflecting surfaces in the sub-scanning direction, and a first diffractive optical element that splits a light beam from the light source into a plurality of light beams incident on each of the plurality of deflecting and reflecting surfaces; The second diffractive optical element that deflects in the reverse direction in the sub-scanning direction with respect to the direction deflected by the first diffractive optical element and the light beam deflected by the optical deflector are condensed on the surface to be scanned. In an optical scanning device comprising a scanning optical system, wherein a plurality of light beams incident on the optical deflector scan different scanning surfaces, respectively.
In the first and second diffractive optical elements, the surface relief type duty factor has a constant binary diffractive surface regardless of the location, and the grating periods of the first and second diffractive optical elements are equal, The wavelength of the first diffractive optical element is less than the wavelength, and the depth of the grating of the second diffractive optical element is twice that of the first diffractive optical element. and the lamination, and the first and second diffractive optical element are parallel, and wherein the light beam is split by the first diffractive optical element 0 is order diffracted light and 1-order diffracted light, and the first diffraction An optical scanning device characterized in that a light beam is obliquely incident on an optical element.
2Λ sinθ=λ
を概略満たすことを特徴とする光走査装置。 The optical scanning apparatus according to claim 1 Symbol placement, with respect to the first diffractive optical element, a grating pitch lambda, the wavelength of the light beam lambda, when the incident angle is theta, Condition:
2Λ sinθ = λ
An optical scanning device characterized by substantially satisfying
Λ≦0.707×λ
を満たすことを特徴とする光走査装置。 4. The optical scanning device according to claim 3 , wherein for the first diffractive optical element, when the grating pitch is Λ and the wavelength of the light beam is λ, the conditional expression:
Λ ≦ 0.707 × λ
An optical scanning device characterized by satisfying the above.
前記複数の像担持体に光走査を行う光走査手段として、請求項1乃至6のいずれか一つ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。 An electrostatic latent image is individually formed on a plurality of image carriers by optical scanning, the electrostatic latent images are developed and visualized, and the obtained image is directly or via an intermediate transfer member in the same sheet form In a tandem type image forming apparatus that performs image formation synthetically by transferring onto a recording medium,
An image forming apparatus comprising the optical scanning device according to claim 1 as an optical scanning unit that performs optical scanning on the plurality of image carriers.
前記像担持体は光電導性の感光体であることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 7.
The image forming apparatus, wherein the image carrier is a photoconductive photoconductor.
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