JP6669991B2 - Optical scanning device and image forming apparatus provided with the optical scanning device - Google Patents
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Description
本発明は、光走査装置及び該光走査装置を備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to an optical scanning device and an image forming apparatus including the optical scanning device.
従来より、電子写真方式のカラー画像形成装置に搭載される光走査装置として、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各色に対向する複数の光源と、該複数の光源から出射される光ビームを偏向走査する回転多面鏡とを備えたものが知られている。回転多面鏡は複数の光源から出射された光ビームを分離して各色に対応する像担持体に向けて反射する。 2. Description of the Related Art Conventionally, as an optical scanning device mounted on an electrophotographic color image forming apparatus, a plurality of light sources opposed to respective colors of yellow, magenta, cyan and black, and deflection scanning of light beams emitted from the plurality of light sources. A rotating polygon mirror is known. The rotating polygon mirror separates the light beams emitted from the plurality of light sources and reflects the light beams toward the image carrier corresponding to each color.
この種の光走査装置では、光ビームの分離を容易化するために回転多面鏡を複数段に亘って設ける場合がある。例えば特許文献1に示す光走査装置では、回転多面鏡が上下二段に亘って配置されている。二つの回転多面鏡は軸部に固定されており、該軸部は軸受部に回転可能に支持されている。
In this type of optical scanning device, a rotating polygon mirror may be provided in a plurality of stages in order to facilitate separation of a light beam. For example, in an optical scanning device disclosed in
しかしながら、上記特許文献1に示す光走査装置では、軸受部から遠い側に位置する回転多面鏡の方が近い側に位置する回転多面鏡に比べて、回転時の振れ及び軸倒れが大きくなる。このため、軸受部から遠い側の光路(第二光路)を通過する光ビームでは、近い側の光路(第一光路)を通過する光ビームに比べて、被走査面における副走査方向の位置ずれが大きくなる。この結果、印刷画像中に、光ビームの副走査方向の位置ずれに起因するジッター等の画像不良が生じるという問題がある。この問題は、回転多面鏡が複数段ではなく一段で構成されている場合であっても軸心方向に離間する二つの光路を有する限り生じ得る。
However, in the optical scanning device disclosed in
上記問題を解消するべく、軸部の回転時の振れ及び軸倒れを考慮して回転多面鏡部の反射面を高精度に加工したり、光走査装置の組立時に治具等により軸部の倒れを調整することも考えられるが、その場合、加工コスト及び組立時の作業コストが格段に増加するという問題がある。 In order to solve the above problem, the reflecting surface of the rotating polygon mirror is processed with high precision in consideration of the deflection and the shaft tilt during rotation of the shaft, or the shaft is tilted by a jig or the like during assembly of the optical scanning device. May be adjusted, but in that case, there is a problem that the processing cost and the operation cost at the time of assembly are significantly increased.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、第一光路よりも軸受部から遠い側に位置する第二光路を通過する光ビームの副走査方向の位置ずれを安価な構成により抑制することにある。 The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to displace a light beam passing through a second optical path located on a side farther from the bearing than the first optical path in the sub-scanning direction. Is suppressed by an inexpensive configuration.
本発明に係る光走査装置は、回転多面鏡と、該回転多面鏡を支持する軸部と、該軸部を回動可能に支持する軸受部と、上記回転多面鏡に向けて第一光ビームを出射する第一光源と、上記回転多面鏡に向けて第二光ビームを出射する第二光源とを備え、上記第二光源より出射された第二光ビームの上記回転多面鏡に対する光入射側の光路である第二入射側光路が、上記第一光源より出射された第一光ビームの上記回転多面鏡に対する光入射側の光路である第一入射側光路よりも上記軸受部から遠い側に位置し、上記第一光ビームの上記回転多面鏡に対する光反射側の光路である第一反射側光路に設けられて上記第一光ビームを被走査面に結像させる第一結像部と、上記第二光ビームの上記回転多面鏡に対する光反射側の光路である第二反射側光路に設けられて上記第二光ビームを被走査面に結像させる第二結像部とをさらに備えている。 An optical scanning device according to the present invention includes a rotary polygon mirror, a shaft supporting the rotary polygon mirror, a bearing rotatably supporting the shaft, and a first light beam directed toward the rotary polygon mirror. And a second light source that emits a second light beam toward the rotating polygon mirror, and a light incident side of the second light beam emitted from the second light source with respect to the rotating polygon mirror. the second incident side optical path Ru optical path der is, the first light beam the rotary remote from the bearing section than that of the first incident side optical path is an optical path of the light incident side with respect to polygonal mirror emitted from the first light source located in a first imaging unit for imaging the provided first reflection side optical path is an optical path of the light reflecting side for the first light beam of the rotating polygon mirror of the first light beam on the scanned surface , the second reflection side optical an optical path of the light reflecting side with respect to the rotating polygon mirror of the second light beam Provided by further comprising a second imaging section for imaging the second light beam on the scanned surface.
そして、上記第一結像部は、副走査方向及び主走査方向にパワーを有する一つの結像レンズのみからなり、上記第二結像部は、副走査方向及び主走査方向にパワーを有する主結像レンズと、上記主結像レンズに対して上記回転多面鏡側とは反対側に設けられ、少なくとも副走査方向にパワーを有する一つ又は複数の補助結像レンズとを含み、上記第二反射側光路における上記回転多面鏡から上記被走査面に至る光路長が、上記第一反射側光路における上記回転多面鏡から上記被走査面に至る光路長よりも短い、 The first imaging unit includes only one imaging lens having power in the sub-scanning direction and the main scanning direction, and the second imaging unit includes a main imaging lens having power in the sub-scanning direction and the main scanning direction. an imaging lens, and the rotating polygon mirror side with respect to the main imaging lens is provided on the opposite side, seen contains and one or more auxiliary imaging lens having power in at least a sub-scanning direction, said first The optical path length from the rotary polygon mirror to the surface to be scanned in the two reflection side optical path is shorter than the optical path length from the rotary polygon mirror to the surface to be scanned in the first reflection side optical path,
本発明によれば、第一光路よりも軸受部から遠い側に位置する第二光路を通過する光ビームの副走査方向の位置ずれを安価な構成により抑制することができる。 According to the present invention, the displacement of the light beam passing through the second optical path located farther from the bearing portion than the first optical path in the sub-scanning direction can be suppressed by an inexpensive configuration.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the following embodiments.
図1は、実施形態に係る画像形成装置1の概略構成図を示す。この画像形成装置1は、タンデム方式のカラープリンターであって、箱形のケーシング2内に画像形成部3を備えている。この画像形成部3は、ネットワーク接続等がされたコンピューター等の外部機器から伝送されてくる画像データに基づき画像を記録紙Pに転写形成する。画像形成部3の下方には、光ビーム(レーザー光)を照射する光走査装置4が配置され、画像形成部3の上方には、転写ベルト5が配置されている。光走査装置4の下方には、記録紙Pを貯留する用紙貯留部6が配置され、用紙貯留部6の側方には、手差し給紙部7が配置されている。転写ベルト5の側方上部には、記録紙Pに転写形成された画像に定着処理を施す定着部8が配置されている。符号9は、ケーシング2上部に配置され、定着部8で定着処理が施された記録紙Pを排出する用紙排出部である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an
画像形成部3は、転写ベルト5に沿って一列に配置された4つの画像形成ユニット10を備えている。これら画像形成ユニット10は、感光体ドラム11を有している。各感光体ドラム11の直下には、帯電器12が配置され、各感光体ドラム11の一側方には、現像装置13が配置され、各感光体ドラム11の直上には、1次転写ローラー14が配置され、各感光体ドラム11の他側方には、感光体ドラム11の周面をクリーニングするクリーニング部15が配置されている。
The
そして、各感光体ドラム11は、帯電器12によって周面が一様に帯電され、当該帯電後の感光体ドラム11の周面に対して、上記コンピューター等から入力された画像データに基づく各色に対応したレーザー光が光走査装置4から照射され、各感光体ドラム11の周面に静電潜像が形成される。かかる静電潜像に現像装置13から現像剤が供給されて、各感光体ドラム11の周面にイエロー、マゼンタ、シアン、又はブラックのトナー像が形成される。これらトナー像は、1次転写ローラー14に印加された転写バイアスにより転写ベルト5にそれぞれ重ねて転写される。
Then, the peripheral surface of each
符号16は、定着部8の下方に転写ベルト5と当接した状態で配置された2次転写ローラーであり、用紙貯留部6又は手差し給紙部7から用紙搬送路17を搬送される記録紙Pを2次転写ローラー16と転写ベルト5とで挟持し、2次転写ローラー16に印加された転写バイアスにより転写ベルト5上のトナー像を記録紙Pに転写するようになっている。
定着部8は、加熱ローラー18と加圧ローラー19とを備え、これら加熱ローラー18と加圧ローラー19とにより記録紙Pを挟持して加熱及び加圧し、記録紙Pに転写されたトナー像を記録紙Pに定着させる。定着処理後の記録紙Pは、用紙排出部9に排出される。符号20は、両面印刷時に定着部8から排出された記録紙Pを反転させるための反転搬送路である。
The
次に図2〜図4を参照して上記光走査装置4の詳細について説明する。図2に示すように、光走査装置4は、光偏向器40を内部に収容する筐体Cを有している。筐体Cは、上側に開放しており、筐体Cの上側は不図示の蓋部材により閉塞されている。
Next, the
光偏向器40は筐体Cの底壁部の中央部に配置されている。光偏向器40は、回転ミラー部41と、該回転ミラー部41が固定されたシャフト42を有する回転駆動するモーター43とを備えている。
The
モーター43は、図4に示すように、円筒状のモーター43と、ステーター部43aに対して同心状にその内側に配置されたローター部43bとを有している。ローター部43bにはシャフト42が内挿されて固定されている。ステーター部43aの内周部にはコイル部43cが設けられ、ローター部43bの外周部にはコイル部43cに対して隙間を空けてマグネット部43dが固定されている。ローター部43bは、コイル部43cが通電してマグネット部43dに磁力が作用することでシャフト42と共に回転する。シャフト42は、上下方向に延設されており、その上端部に回転ミラー部41が固定されている。シャフト42の下端部は、軸受部50により回動可能に支持されている。軸受部50は、筐体Cの底壁部に形成された孔部に圧入して固定されている。
As shown in FIG. 4 , the
上記回転ミラー部41は、上下方向(シャフト42の軸心方向)に間隔を空けて並ぶ上側ポリゴンミラー41a及び下側ポリゴンミラー41bと、該両ポリゴンミラー41a,
41bの間に設けられて互いを連結固定する連結部41cとを有している。
The
And a connecting
上側ポリゴンミラー41a及び下側ポリゴンミラー41bは、側面に6つの反射面を有する正六角柱に形成されている。そして、上側ポリゴンミラー41a及び下側ポリゴンミラー41bは、モーター43により所定速度で回転駆動されることで、左右の光源部44から出射された光ビームを反射して偏向走査させる。
The
左右の光源部44は、光偏向器40の軸心を通り且つ前後方向に延びる直線に対して線対称に配置されている。各光源部44は、上側ポリゴンミラー41aに向けて光ビームを出射する上側レーザー光源44a(図2参照)と、下側ポリゴンミラー41bに向けて光ビームを出射する下側レーザー光源44bとを有している。光走査装置4は、上側レーザー光源44aから出射された光ビームの光路である上側光路La(図3参照)と、下側レーザー光源44bから出射された光ビームの光路である下側光路Lbとの二つの光路を有している。下側光路Lbが本発明における第一光路に相当し、上側光路Laが、第一光路よりも軸受部50から遠い側に位置する第二光路に相当する。
The left and right
上側光路La及び下側光路Lbにおける回転ミラー部41の入射側の光路領域にはそれぞれコリメータレンズ(図示省略)とシリンドリカルレンズ45とが配置されている。また、上側光路La及び下側光路Lbにおける回転ミラー部41の反射側の光路領域にはそれぞれ、光ビームを被走査面(感光体ドラム11の表面)に結像させる上側結像部46及び下側結像部47が設けられている。この下側結像部47が第一結像部に相当し、上側結像部46が第二結像部に相当する。
A collimator lens (not shown) and a
図3に示すように、上側結像部46は、副走査方向及び主走査方向にパワーを有する主結像レンズ46aと、主結像レンズ46aに対して回転ミラー部41側とは反対側に設けられ、副走査方向にのみパワーを有する補助結像レンズ46bとを有している。補助結像レンズ46bは、上側ポリゴンミラー41aの反射面がシャフト42の回転振れに起因して径方向に倒れることで生じる光ビームの被走査面上における副走査方向の位置ずれを補正する。主結像レンズ46a及び補助結像レンズ46bは共に、主走査方向の中央部が両端部に対して回転ミラー部41側とは反対側に膨出するfθレンズからなる。
As shown in FIG. 3 , the
下側結像部47は、副走査方向及び主走査方向にパワーを有する一つの結像レンズからなる。本実施形態では下側結像レンズ47aは、主走査方向の中央部が両端部に対して回転ミラー部41側とは反対側に膨出するfθレンズからなる。このfθレンズとして、上側結像部46の主結像レンズ46aと同じものを使用してもよい。これにより、部品の共通化を図って製品コストを低減することができる。
The
図3に示すように、光走査装置4の作動時には、左右の光源部44の上側レーザー光源44aから出射された光ビームが上側ポリゴンミラー41aにより偏向走査された後、主結像レンズ46a及び補助結像レンズ46bをこの順に通過し、その後、反射ミラー48aにより反射されて感光体ドラム11の表面に結像される。また、左右の光源部44の下側レーザー光源44bから出射された光ビームが下側ポリゴンミラー41bにより偏向走査されて下側結像レンズ47aを通過した後、反射ミラー48bにより反射されて感光体ドラム11の表面に結像される。
As shown in FIG. 3, during operation of the
ここで、上側ポリゴンミラー41aは、下側ポリゴンミラー41bと比べて軸受部50から遠い側に位置しているので、下側ポリゴンミラー41bに比べて回転時の振れ及び軸倒れが大きくなる。このため、上側ポリゴンミラー41aにて偏向走査された光ビームは被走査面上における副走査方向の位置が一定に定まらず、この結果、印刷画像中にジッター等の画像不良が発生するという問題がある。
Here, since the
これに対して上記実施形態では、軸受部50から遠い側に位置する上側光路Laには、主結像レンズ46aに加えて、副走査方向にパワーを有する補助結像レンズ46bを配置するようにしたことで、上側ポリゴンミラー41aの回転振れ及び軸倒れに起因する光ビームの副走査方向の位置ずれを精度良く補正することができる。また、シャフト42の回転時の振れ及び軸倒れを考慮して回転ミラー部41の反射面を高精度に加工したりする必要もないので、製品コストを低く抑えることができる。
On the other hand, in the above embodiment, in addition to the
しかも、補助結像レンズ46bは副走査方向にのみパワーを有しているので、主走査方向及び副走査方向にパワーを有する結像レンズを使用した場合に比べてレンズコストを低減することができる。
Moreover, since the
《他の実施形態》
上記実施形態では、回転ミラー部41が上下二段に配置された上側ポリゴンミラー41aと下側ポリゴンミラー41bとを有する光走査装置4について説明したが、これに限ったものではなく、回転ミラー部41は、例えば図5に示すように一段で構成されていてもよい。
<< Other embodiments >>
In the above-described embodiment, the
上記実施形態では、補助結像レンズ46bは、副走査方向にのみパワーを有しているが、これに限ったものではなく、副走査方向及び主走査方向の双方にパワーを有していてもよい。すなわち、補助結像レンズ46bは少なくとも副走査方向にパワーを有していればよい。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、補助結像レンズ46bは一つだけ設けられているが、補助結像レンズ46bを複数設けるようにしてもよい。
In the above embodiment, only one
以上説明したように、本発明は、光走査装置及び該光走査装置を備えた画像形成装置について有用である。 As described above, the present invention is useful for an optical scanning device and an image forming apparatus including the optical scanning device.
La 上側光路(第二光路)
Lb 下側光路(第一光路)
1 画像形成装置
4 光走査装置
41 回転ミラー部(回転多面鏡)
41a 上側ポリゴンミラー(第二回転多面鏡部)
41b 下側ポリゴンミラー(第一回転多面鏡部)
42 シャフト(軸部)
43 モーター
44a 上側レーザー光源
44b 下側レーザー光源
46 上側結像部(第二結像部)
46a 主結像レンズ
46b 補助結像レンズ
47 下側結像部(第一結像部)
47a 下側結像レンズ
La Upper optical path (second optical path)
Lb Lower optical path (first optical path)
41a Upper polygon mirror (second rotating polygon mirror)
41b Lower polygon mirror (first rotating polygon mirror)
42 Shaft (shaft)
43
46a
47a lower imaging lens
Claims (4)
上記第二光源より出射された第二光ビームの上記回転多面鏡に対する光入射側の光路である第二入射側光路が、上記第一光源より出射された第一光ビームの上記回転多面鏡に対する光入射側の光路である第一入射側光路よりも上記軸受部から遠い側に位置し、
上記第一光ビームの上記回転多面鏡に対する光反射側の光路である第一反射側光路に設けられて上記第一光ビームを被走査面に結像させる第一結像部と、
上記第二光ビームの上記回転多面鏡に対する光反射側の光路である第二反射側光路に設けられて上記第二光ビームを被走査面に結像させる第二結像部とをさらに備え、
上記第一結像部は、副走査方向及び主走査方向にパワーを有する一つの結像レンズのみからなり、
上記第二結像部は、副走査方向及び主走査方向にパワーを有する主結像レンズと、上記主結像レンズに対して上記回転多面鏡側とは反対側に設けられ、少なくとも副走査方向にパワーを有する一つ又は複数の補助結像レンズとを含み、
上記第二反射側光路における上記回転多面鏡から上記被走査面に至る光路長が、上記第一反射側光路における上記回転多面鏡から上記被走査面に至る光路長よりも短い、光走査装置。 A rotating polygon mirror, a shaft supporting the rotating polygon mirror, a bearing portion rotatably supporting the shaft, a first light source for emitting a first light beam toward the rotating polygon mirror, and A second light source that emits a second light beam toward the rotating polygon mirror,
Second incident side optical path Ru optical path der on the light incident side with respect to the rotating polygon mirror of the second light beam emitted from the second light source, the rotary polygon mirror of the first light beam emitted from the first light source Is located on the side farther from the bearing than the first incident side optical path, which is the optical path on the light incident side ,
A first imaging unit provided on a first reflection side optical path , which is a light reflection side optical path of the first light beam with respect to the rotary polygon mirror, to image the first light beam on a surface to be scanned,
A second imaging unit that is provided on a second reflection-side optical path that is a light reflection side optical path of the second light beam with respect to the rotary polygon mirror, and that forms an image of the second light beam on a surface to be scanned,
The first imaging unit includes only one imaging lens having power in the sub-scanning direction and the main scanning direction,
The second imaging unit is provided on the main imaging lens having power in the sub-scanning direction and the main scanning direction, and on the side opposite to the rotating polygon mirror with respect to the main imaging lens, and at least in the sub-scanning direction. see containing and one or more auxiliary imaging lens having power in,
An optical scanning device wherein an optical path length from the rotary polygon mirror to the surface to be scanned in the second reflection side optical path is shorter than an optical path length from the rotary polygon mirror to the surface to be scanned in the first reflection side optical path .
上記回転多面鏡は、上記第一光源より出射された上記第一光ビームを反射する第一回転多面鏡部と、該第一回転多面鏡部に対してその回転軸方向に間隔を空けて設けられ、上記第二光源より出射された上記第二光ビームを反射する第二回転多面鏡部とを有する、光走査装置。 The optical scanning device according to claim 1,
The rotating polygon mirror is provided with a first rotating polygon mirror that reflects the first light beam emitted from the first light source and an interval in the rotation axis direction with respect to the first rotating polygon mirror. And a second rotating polygon mirror for reflecting the second light beam emitted from the second light source.
上記補助結像レンズは、副走査方向のみパワーを有している、光走査装置。 The optical scanning device according to claim 1,
The optical scanning device, wherein the auxiliary imaging lens has power only in the sub-scanning direction.
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