JP7099083B2 - An optical scanning device and an 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、レーザープリンターや複写機等に用いられる光走査装置は知られている。この光走査装置は、光源から出射されたレーザー光を、ポリゴンミラーの回転により偏向して被走査面上で走査させる。ポリゴンミラーと被走査面との間には長方形状の結像レンズが配置されている(例えば、特許文献1参照)。結像レンズは、ポリゴンミラーにより偏向された光を被走査面上に結像させる。 Conventionally, optical scanning devices used in laser printers, copiers, and the like have been known. This optical scanning device deflects the laser light emitted from the light source by the rotation of the polygon mirror and scans it on the scanned surface. A rectangular imaging lens is arranged between the polygon mirror and the surface to be scanned (see, for example, Patent Document 1). The imaging lens forms an image of the light deflected by the polygon mirror on the surface to be scanned.
上記特許文献1に示す光走査装置では、光源から出射されたレーザー光は、ポリゴンミラーの反射面の法線方向に対して副走査方向に所定角度だけ傾斜した方向から入射する。このような斜入射光学系を採用した光走査装置では、結像レンズを通過する光ビームの主走査方向の中央部が両端部に対して副走査方向に湾曲する。
In the optical scanning apparatus shown in
上記特許文献1に示す光走査装置では、光ビームの通過軌跡が湾曲しているにも拘わらず、結像レンズが長方形状をなしている。このため、結像レンズの副走査方向の両側の端縁から光ビームまでの距離がそれぞれ異なる場合が生じる。すなわち、図15の例では、結像レンズ200の副走査方向の一側端縁200aから光ビームの一方のマージナル線201までの距離をAとし、他側端縁200bから他方のマージナル線202までの距離をBとしたとき、結像レンズの左側端ではA<Bとなり、結像レンズの中央位置ではA>Bとなる。
In the optical scanning device shown in
結像レンズ200の副走査方向の両側端縁200a,200bから光ビームまでの距離が異なる箇所(A>B又はA<Bの箇所)では、副走査方向の一側寄りを通過する光成分と他側寄りを通過する光成分とで屈折率に違いが生じて結像性能が低下する場合がある。すなわち、結像レンズ200を例えば樹脂材料で構成した場合、結像レンズ200の表面から内部に向けて水分が徐々に浸透していくので、結像レンズ200の内部には、図16に示す等高線状の屈折率分布が生じる(図16中の符号203は、等屈折率ラインを示す)。この結果、図17に示すように、結像レンズ200の副走査方向の一側を通る光成分と他側を通る光成分とで、各光成分が通過する等屈折率ラインの数が異なってしまい(屈折率の違いが生じて)、上述した結像性能の低下を招く。
At locations where the distances from the
この結像性能の低下が主走査方向のいずれの位置においても同じ程度で発生すれば画像不良が発生しても目立ちにくい。しかし、図15に示す光走査装置では、結像レンズ200の副走査方向の両側端縁200a,200bから光ビームまでの距離A,Bが、主走査方向の位置によって、A<B、A=B、A>Bといように変化する。このため、結像レンズ200の結像性能が良い箇所(A=Bの箇所)と悪い箇所(A<B又はA>Bの箇所)が混在して、結像性能の低下による画像不良が目立ち易いという問題がある。
If this deterioration in imaging performance occurs to the same extent at any position in the main scanning direction, it will not be noticeable even if an image defect occurs. However, in the optical scanning device shown in FIG. 15, the distances A and B from the both
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、樹脂製の結像レンズを備えた光走査装置及び画像形成装置において、結像レンズの吸湿現象に起因する画像不良を出来るだけ目立ちに難くすることにある。 The present invention has been made in view of this point, and an object thereof is an image caused by a moisture absorption phenomenon of an imaging lens in an optical scanning apparatus and an image forming apparatus provided with an imaging lens made of resin. The purpose is to make defects as inconspicuous as possible.
本発明の一局面に係る光走査装置は、光ビームを出射する光源と、該光源から出射された光ビームを反射して偏向走査させる回転多面鏡と、該回転多面鏡により偏向走査された光ビームの光路に設けられ、主走査方向に延設されて該回転多面鏡により偏向走査された光ビームを被走査面に結像させる樹脂製の結像レンズとを備え、上記回転多面鏡の反射面に対する光ビームの入射角度が、該反射面の法線方向に対して副走査方向に傾斜してなる。
そして、上記結像レンズにおける上記光ビームの通過軌跡は、主走査方向の中央部が両端部に対して副走査方向に膨らむ湾曲形状をなし、上記結像レンズにおける副走査方向の両側の端縁のうち少なくとも一方の端縁は、上記結像レンズにおける上記光ビームの通過軌跡に沿った湾曲形状をなしている。
The optical scanning device according to one aspect of the present invention includes a light source that emits a light beam, a rotating multi-sided mirror that reflects the light beam emitted from the light beam to perform deflection scanning, and light that is deflected and scanned by the rotating multi-sided mirror. A resin imaging lens provided in the optical path of the beam, extending in the main scanning direction, and forming an image of a light beam deflected and scanned by the rotating polymorphic mirror on the surface to be scanned, and reflecting the rotating polymorphic mirror. The incident angle of the light beam with respect to the surface is inclined in the sub-scanning direction with respect to the normal direction of the reflecting surface.
The passage trajectory of the light beam in the imaging lens has a curved shape in which the central portion in the main scanning direction swells in the sub-scanning direction with respect to both ends, and the edge edges on both sides in the sub-scanning direction in the imaging lens. At least one of the edges has a curved shape along the passage trajectory of the light beam in the imaging lens.
本発明の他の局面に係る光走査装置は、光ビームをそれぞれ出射する複数の光源と、該複数の光源から出射された複数の光ビームを反射して偏向走査させる回転多面鏡と、該回転多面鏡により偏向走査された複数の光ビームの光路にそれぞれ設けられ、該各光ビームを被走査面に結像させる樹脂製の結像レンズとを備え、上記回転多面鏡の反射面における各光ビームの入射角度が、該反射面の法線方向に対して副走査方向に異なる角度で傾斜してなる。
そして、上記複数の光源より出射される複数の光ビームは、上記回転多面鏡の反射面にて副走査方向の同じ側に反射される複数の光ビームを含み、上記同じ側に反射される複数の光ビームの光路に設けられる各結像レンズの外形形状は同じであり、該各結像レンズにおける副走査方向の両側の端縁のうち少なくとも一方の端縁は、該各結像レンズを通過する光ビームの通過軌跡と同じ向きに湾曲し且つ湾曲量が該両通過軌跡の湾曲量の平均値に等しい。
The optical scanning apparatus according to another aspect of the present invention includes a plurality of light sources that emit light beams, a rotating multi-sided mirror that reflects and deflects a plurality of light beams emitted from the plurality of light sources, and the rotation thereof. Each light path of a plurality of light beams deflected and scanned by a multi-sided mirror is provided with a resin imaging lens for forming an image of each light beam on the surface to be scanned, and each light on the reflecting surface of the rotating multi-sided mirror. The incident angle of the beam is inclined at a different angle in the sub-scanning direction with respect to the normal direction of the reflecting surface.
The plurality of light beams emitted from the plurality of light sources include a plurality of light beams reflected on the same side in the sub-scanning direction by the reflection surface of the rotating polymorphic mirror, and a plurality of light beams reflected on the same side. The outer shape of each imaging lens provided in the optical path of the light beam is the same, and at least one of the edges on both sides in the sub-scanning direction of the imaging lens passes through the imaging lens. The light beam is curved in the same direction as the passing locus of the light beam, and the bending amount is equal to the average value of the curving amounts of both passing trajectories.
本発明の他の局面に係る光走査装置は、光ビームをそれぞれ出射する複数の光源と、該複数の光源から出射された複数の光ビームを反射して偏向走査させる回転多面鏡と、該回転多面鏡により偏向走査された複数の光ビームの光路にそれぞれ設けられ、該各光ビームを被走査面に結像させる樹脂製の結像レンズとを備え、上記回転多面鏡の反射面における各光ビームの入射角度が、該反射面の法線方向に対して副走査方向に異なる角度で傾斜してなる。
そして、上記複数の光源より出射される複数の光ビームは、上記回転多面鏡の反射面にて副走査方向の同じ側に反射される複数の光ビームを含み、上記同じ側に反射される複数の光ビームの光路に設けられる各結像レンズの形状は同じであり、該各結像レンズにおける副走査方向の両側の端縁のうち少なくとも一方の端縁は、該各結像レンズを通過する光ビームの通過軌跡のうち湾曲量が最も大きい通過軌跡と同じであり、他方の端縁は、該各結像レンズを通過する光ビームの通過軌跡のうち湾曲量が最も小さい通過軌跡と同じである。
The optical scanning apparatus according to another aspect of the present invention includes a plurality of light sources that emit light beams, a rotating multi-sided mirror that reflects and deflects a plurality of light beams emitted from the plurality of light sources, and the rotation thereof. Each light path of a plurality of light beams deflected and scanned by a multi-sided mirror is provided with a resin imaging lens for forming an image of each light beam on the surface to be scanned, and each light on the reflecting surface of the rotating multi-sided mirror. The incident angle of the beam is inclined at a different angle in the sub-scanning direction with respect to the normal direction of the reflecting surface.
The plurality of light beams emitted from the plurality of light sources include a plurality of light beams reflected on the same side in the sub-scanning direction by the reflection surface of the rotating polymorphic mirror, and a plurality of light beams reflected on the same side. The shape of each imaging lens provided in the optical path of the light beam is the same, and at least one of the edges on both sides in the sub-scanning direction of the imaging lens passes through the imaging lens. The path of the light beam is the same as the path with the largest amount of curvature, and the other edge is the same as the path of the light beam passing through each imaging lens with the smallest amount of curvature. be.
本発明に係る画像形成装置は上記光走査装置を備えている。 The image forming apparatus according to the present invention includes the above-mentioned optical scanning apparatus.
本発明によれば、樹脂部材からなる結像レンズを備えた光走査装置及び画像形成装置において、結像レンズの吸湿に起因する画像不良を出来るだけ目立ちに難くすることができる。 According to the present invention, in an optical scanning device and an image forming apparatus provided with an imaging lens made of a resin member, image defects due to moisture absorption of the imaging lens can be made as inconspicuous as possible.
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. The present invention is not limited to the following embodiments.
《実施形態1》
図1は、本実施形態における画像形成装置100の概略構成を示す断面図である。画像形成装置100は、箱状の装置本体102と、手差し給紙部106と、カセット給紙部107と、画像形成部108と、定着部109と、排紙部110とを備えている。そうして、画像形成装置100は、装置本体102内の搬送路Hに沿って用紙を搬送しながら、不図示の端末等から送信される画像データに基づいて用紙に画像を形成するように構成されている。
<<
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an
手差し給紙部106は、装置本体102の1つの側部に開閉可能に設けられた手差しトレイ104と、装置本体102の内部に回転可能に設けられた手差し用の給紙ローラー105とを有している。
The manual
カセット給紙部107は、装置本体102の底部に設けられている。カセット給紙部107は、互いに重ねられた複数の用紙を収容する給紙カセット111と、給紙カセット111内の用紙を1枚ずつ取り出すピックローラ112と、取り出された用紙を1枚ずつ分離して搬送路Hへと送り出すフィードローラ113及びリタードローラ114とを備えている。
The cassette
画像形成部108は、装置本体102内におけるカセット給紙部107の上方に設けられている。画像形成部108は、装置本体102内に回転可能に設けられた像担持体である感光体ドラム116と、感光体ドラム116の周囲に配置された帯電器117と、現像部118と、転写ローラー119及びクリーニング部120と、感光体ドラム116の上方に配置された光走査装置130と、トナーホッパー121とを備えている。そうして、画像形成部108は、手差し給紙部106又はカセット給紙部107から供給された用紙に画像を形成するようになっている。
The
尚、搬送路Hには、送り出された用紙を、一時的に待機させた後に所定のタイミングで画像形成部108に供給する一対のレジストローラ115が設けられている。
The transport path H is provided with a pair of resist
定着部109は、画像形成部108の側方に配置されている。定着部109は、互いに圧接されて回転する定着ローラー109a及び加圧ローラー109bを備えている。そうして、定着部109は、画像形成部108で用紙に転写されたトナー像を当該用紙に定着させる。
The fixing
排紙部110は、定着部109の上方に設けられている。排紙部110は、排紙トレイ103と、排紙トレイ103へ用紙を搬送するための排紙ローラー対124と、排紙ローラー対124へ用紙を案内する複数の搬送ガイドリブ125とを備えている。排紙トレイ103は、装置本体102の上部に凹状に形成されている。
The
画像形成装置100が画像データを受信すると、画像形成部108において、感光体ドラム116が回転駆動されると共に、帯電器117が感光体ドラム116の表面を帯電させる。
When the
そして、画像データに基づいて、レーザー光が光走査装置130から感光体ドラム116へ出射される。感光体ドラム116の表面には、レーザー光が照射されることによって静電潜像が形成される。感光体ドラム116上に形成された静電潜像は、現像部118で現像されることにより、トナー像として可視像となる。
Then, based on the image data, the laser beam is emitted from the
その後、用紙は、転写ローラー119と感光体ドラム116との間を通過する。このとき、転写ローラー119に作用する転写バイアスによって感光体ドラム116上のトナー像が用紙に移動して転写される。トナー像が転写された用紙は、定着部109において定着ローラー109aと加圧ローラー109bとにより加熱及び加圧される。その結果、トナー像が用紙に定着する。
The paper then passes between the
図2は、光走査装置130の筐体131内の概略構成図である。光走査装置130は、光源132と、ポリゴンミラー133と、第一結像レンズ134及び第二結像レンズ135を有している。光源132は、光源132は、例えばレーザダイオードを有するレーザー光源である。光源132は、ポリゴンミラー133に向けて一つの光ビームを出射する。光源132とポリゴンミラー133との間にはコリメータレンズ136及びシリンドリカルレンズ137がこの順に配置されている。ポリゴンミラー133は、周面に複数の反射面133aを有する正多角形状の回転多面鏡である。ポリゴンミラー133は、不図示のモーターにより回転駆動される。回転中のポリゴンミラー133は、光源132から出射された光ビームを反射して主走査方向に偏向走査させる。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram inside the
第一結像レンズ134及び第二結像レンズ135は、ポリゴンミラー133の側方において主走査方向に延びるように配置されている。第二結像レンズ135は、第一結像レンズ134よりも径方向外側に配置されている。第一結像レンズ134及び第二結像レンズ135は、吸湿性の高い樹脂材料で構成されている。この樹脂材料の一例としてPMMA樹脂が挙げられる。
The
以上のように構成された光走査装置130では、光源132から出射した光ビームは、コリメータレンズ136によって平行光束とされた後にシリンドリカルレンズ137によってポリゴンミラー133の反射面133aに集光される。ポリゴンミラー133に集光された光ビームは、ポリゴンミラー133の反射面133aにより反射され、走査光として第一結像レンズ134に入射する。第一結像レンズ134を通過した走査光は第二結像レンズ135を通過した後、不図示の反射ミラーにより筐体131の外部の感光体ドラム116へ向けて反射される。こうして、走査光は、感光体ドラム116の表面(被走査面に相当)に結像する。感光体ドラム116の表面に結像された走査光は、ポリゴンミラー133の回転によって感光体ドラム116の表面を主走査方向に走査し、感光体ドラム116の回転によって副走査方向に走査して感光体ドラム116の表面に静電潜像を形成する。
In the
ここで、上記ポリゴンミラー133に対する光ビームの入射光学系は、斜入射方式を採用している。すなわち、光源132から出射された光ビームは、ポリゴンミラー133の反射面133aに対してその法線方向よりも副走査方向に傾斜する方向から入射する。したがって、光ビームは、図3に示すように、ポリゴンミラー133の反射面133aの法線方向よりも副走査方向に傾斜する方向に反射される。
Here, the oblique incident method is adopted as the incident optical system of the light beam with respect to the
そうして、ポリゴンミラー133により反射されて第一結像レンズ134及び第二結像レンズ135を通過する光ビームは湾曲形状となる。図4は、第二結像レンズ135を通過する光ビームの通過軌跡X1の概略形状を示している。尚、図4では、第二結像レンズ135を簡略化して矩形状に描いている。第二結像レンズ135の詳細な形状は後述する。光ビームの通過軌跡X1は、主走査方向の中央部が両端部に対して副走査方向(図4の下側)に膨らむ湾曲形状となる。
Then, the light beam reflected by the
図5は、第二結像レンズ135を光軸方向(図2のV方向)から見た概略平面図である。第二結像レンズ135は、レンズ面135a(鏡面)とレンズ面135aの外側を囲む非レンズ面135bとを有している。図5中の、符号X0は母線を示し、符号X1は、光ビームの主光線の通過軌跡を模式的に示し、符号X2は、光ビームのマージナル線の通過軌跡を模式的に示している。以下の説明において、光ビームの通過軌跡とは主光線の通過軌跡X1を意味する。
FIG. 5 is a schematic plan view of the
第二結像レンズ135の副走査方向の両側端縁T1,T2は、第二結像レンズ135を通過する光ビームの通過軌跡X1の湾曲形状と同じ向きに湾曲している。第二結像レンズ135の副走査方向の両側端縁T1,T2は、光ビームの主光線の通過軌跡X1と同じ湾曲形状をしている。尚、母線X0はレンズの外形形状に一致しておらず、レンズ面135aは湾曲させず、外形のみを湾曲させている。
Both side edges T1 and T2 of the
尚、この両側端縁T1,T2の湾曲形状は、上記通過軌跡X1と同じ形状のみでなく、通過軌跡X1に沿った形状(例えば、通過軌跡X1の湾曲量の0.5倍以上1.5倍以下の湾曲量を有する湾曲形状)であればよい。また、本明細書において、「湾曲量」とは、湾曲形状の頂点を通り且つ主走査方向に延びる直線に対する、主走査方向の各位置における副走査方向の位置ずれ量を意味する。 The curved shapes of the both end edges T1 and T2 are not only the same shape as the passing locus X1, but also a shape along the passing locus X1 (for example, 0.5 times or more and 1.5 times or more the bending amount of the passing locus X1). It may be a curved shape having a bending amount of twice or less). Further, in the present specification, the “curvature amount” means the amount of misalignment in the sub-scanning direction at each position in the main scanning direction with respect to a straight line passing through the apex of the curved shape and extending in the main scanning direction.
-作用効果-
以上説明したように、本実施形態では、第二結像レンズ135の副走査方向の両側の端縁T1,T2が、該結像レンズ135における光ビームの通過軌跡X1に沿った湾曲形状をなしている。
-Action effect-
As described above, in the present embodiment, the edge T1 and T2 on both sides of the
したがって、第二結像レンズ135の副走査方向の両側端縁T1,T2から光ビームまでの距離A,B(図5参照)が、主走査方向の位置に拘わらず等しくなる(A=Bの関係を満たす)。したがって、第二結像レンズ135の吸湿現象によりレンズ内部の屈折率が等高線状に変化したとしても、第二結像レンズ135の主走査方向の各位置において光ビームの屈折率を略一定に維持することができる。よって、主走査方向の各位置において、光ビームの屈折率がばらつくことにより画像不良が目立つのを防止することができる。
Therefore, the distances A and B (see FIG. 5) from the side edges T1 and T2 in the sub-scanning direction of the
尚、本実施形態では、第二結像レンズ135の副走査方向の両側端縁T1,T2が共に、光ビームの通過軌跡X1に沿った湾曲形状とされているが、一方の端縁T1(又はT2)のみを該通過軌跡X1に沿った湾曲形状とし、他方の端縁T2(又はT1)を例えば直線状に形成するようにしてもよい。この場合であっても、両方の端縁T1,T2が直線状に形成されている場合に比べて、主走査方向の両側端縁T1,T2から光ビームまでの距離A,Bの大小関係のばらつきを抑制することができる。よって、この距離A,Bの大小関係がばらつくことに起因する画像不良を抑制することができる。
In the present embodiment, both the side edge T1 and T2 of the
-変形例1-
図6は、実施形態1の変形例1示す図5相当図である。この変形例では、第二結像レンズ135のレンズ面135aよりも主走査方向の外側に矩形板状のレンズ取付部135eが設けられている。この構成によれば、第二結像レンズ135の取付性を向上させつつ上記実施形態1と同様の作用効果を得ることができる。
-Modification example 1-
FIG. 6 is a diagram corresponding to FIG. 5 showing a modified example 1 of the first embodiment. In this modification, a rectangular plate-shaped
-変形例2-
図7は、実施形態1の変形例2を示す図5相当図である。この変形例では、第二結像レンズ135が主走査方向において非対称に形成されている。
-Modification example 2-
FIG. 7 is a diagram corresponding to FIG. 5 showing a
すなわち、この変形例では、ポリゴンミラー133の反射面133aの法線に対して光ビームが主走査方向に傾斜して入射する。このため、第二結像レンズ135を通過する光ビームの通過軌跡X1は、主走査方向において非対称となる。よって、第二結像レンズ135の副走査方向の両側端縁T1,T2の湾曲形状は、光ビームの通過軌跡X1に対応して、主走査方向において非対称に形成されている。この構成によれば、上記実施形態1と同様の作用効果を得ることができる。
That is, in this modification, the light beam is inclined in the main scanning direction and incident on the normal line of the
《実施形態2》
図8は、実施形態2における光走査装置4を備えた画像形成装置1を示している。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、中間転写ベルト7と、1次転写部8及び2次転写部9と、定着部11と、光走査装置4と、4つの画像形成ユニット16a~16dと、第一~第四用紙搬送部21~24とを備えている。
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FIG. 8 shows an
画像形成装置1の本体2の内部下部には、給紙カセット3が配置されている。給紙カセット3は、その内部に印刷前のカットペーパー等の用紙(図示省略)を積載して収容している。そして、この用紙は、図8において給紙カセット3の右上方に向けて、1枚ずつ分離して送り出される。
A paper cassette 3 is arranged in the lower part of the inside of the
第一用紙搬送部21は、給紙カセット3の側方に設けられている。第一用紙搬送部21は、本体2の右側面に沿って配置されている。そして、第一用紙搬送部21は、給紙カセット3から送り出された用紙を受け取り、その用紙を本体2の右側面に沿って上方の2次転写部9へ搬送する。
The first
給紙カセット3の左側方には、手差し給紙部5が設けられている。手差し給紙部5には、給紙カセット3に入っていないサイズの用紙や、厚紙、或いはOHPシート等が載置される。そして、手差し給紙部5の右方には第二用紙搬送部22が設けられている。第二用紙搬送部22は、手差し給紙部5から第一用紙搬送部21まで略水平に延びて第一用紙搬送部21に合流している。そして、第二用紙搬送部22は、手差し給紙部5から送り出された用紙等を受け取って第一用紙搬送部21へ搬送する。
A manual paper feed unit 5 is provided on the left side of the paper feed cassette 3. On the manual paper feed unit 5, paper of a size not contained in the paper feed cassette 3, thick paper, an OHP sheet, or the like is placed. A second
光走査装置4は、第二用紙搬送部22の上方に配置されている。ここで、画像形成装置1は、外部から送信された画像データを受信する。この画像データは一時記憶部(図示省略)に記憶された後、必要に応じて光走査装置4に送られる。光走査装置4は、画像データに基づいて制御されたレーザー光を画像形成ユニット16a~16dへ向けて照射する。
The
画像形成ユニット16a~16dは、光走査装置4の上方に設けられている。各画像形成ユニット16a~16dはそれぞれ、感光体ドラム10a~10dを有している。各感光体ドラム10a~10dのそれぞれに対して、帯電器20a~20d、現像装置30a~30d及びクリーニング装置35a~35dが設けられている。クリーニング装置35a~35dは、感光体ドラム10a~10dの周面をクリーニングするために設けられている。
The image forming units 16a to 16d are provided above the
各画像形成ユニット16a~16dの上方には、無端状の中間転写ベルト7が設けられている。中間転写ベルト7は、複数のローラーに巻き掛けられており、図示しない駆動装置によって回転駆動される。
An endless
4つの画像形成ユニット16a~16dは、図8に示すように、中間転写ベルト7に沿って一列に配置されており、イエロー、マゼンタ、シアン、又はブラックのトナー像をそれぞれ形成する。すなわち、各画像形成ユニット16a~16dでは、光走査装置4によって感光体ドラム10a~10dの周面にレーザー光を照射して原稿画像の静電潜像を形成し、現像装置30a~30dによってこの静電潜像を現像することによって各色のトナー像が形成される。
As shown in FIG. 8, the four image forming units 16a to 16d are arranged in a row along the
1次転写部8a~8dは、各画像形成ユニット16a~16dの上方にそれぞれ配置されている。1次転写部8a~8dは、画像形成ユニット16a~16dにより形成されたトナー像を中間転写ベルト7表面に1次転写する1次転写ローラー80a~80dを有している。1次転写ローラー80a~80dには、転写バイアス電源(図示省略)より転写バイアスが印加されている。各画像形成ユニット16a~16dのトナー像は、1次転写ローラー80a~80dに印加された転写バイアスによって、所定のタイミングで中間転写ベルト7に転写される。そうして、中間転写ベルト7の表面には、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの4色のトナー像が重ね合わされたカラートナー像が形成される。
The
2次転写部9は、中間転写ベルト7の右側方に配置された2次転写ローラー18を有している。2次転写ローラー18は、転写バイアス電源により転写バイアスが印加されている。2次転写ローラー18は、中間転写ベルト7との間で用紙Pを挟持する。そうして、中間転写ベルト7上のトナー像は、2次転写ローラー18に印加された転写バイアスによって用紙Pへ転写されるようになっている。
The
定着部11は、2次転写部9の上方に設けられている。2次転写部9と定着部11との間には、トナー像が2次転写された用紙Pを定着部11へ搬送する第三用紙搬送部23が形成されている。
The fixing
定着部11は、各々回転する加熱ローラー11aと、加圧ローラー11bとを有している。そして、定着部11は、加熱ローラー11aと加圧ローラー11bとにより用紙Pを挟持することで、用紙Pに転写されたトナー像を加熱及び加圧して用紙Pに定着させるようになっている。
The fixing
定着部11の上方には、分岐部27が設けられている。定着部11から排出された用紙Pは、両面印刷を行わない場合、分岐部27から画像形成装置1の上部に形成された用紙排出部28に排出される。分岐部27から用紙排出部28に向かって用紙Pが排出されるその排出口部分は、スイッチバック部29としての機能を果たす。両面印刷を行う場合には、このスイッチバック部29において、定着部11から排出された用紙Pの搬送方向が切り替えられる。
A
-光走査装置の詳細-
次に、図9~図11を参照して光走査装置4の詳細について説明する。図9は、光走査装置4の各光源40a~40dから出射される光ビームD1~D4がポリゴンミラー44により反射される様子を示す模式図である。図10は、光走査装置4の光源部40からポリゴンミラー44の反射面44aまでの入射光学系を直線的に示した模式図であり、図11は、ポリゴンミラー44にて反射された光ビームを感光体ドラム10a~10dに導く出射光学系を示す模式図である。
-Details of optical scanning device-
Next, the details of the
光走査装置4の筐体43(図8参照)内には、ポリゴンミラー44と、ポリゴンミラー44に向けて光ビームD1~D4を出射する光源部40(図9及び図10参照)とが配置されている。本実施形態では、ポリゴンミラー44は側面に6つの反射面44aを有する正六角形状をなしている。ポリゴンミラー44は、モーター(図示省略)により所定の速度で回転される。
A
光源部40は、イエロー、マゼンタ、シアン、及びブラックの各色に対応する光源40a~40dを有している。4つの光源40a~40dは、副走査方向(ポリゴンミラー44の回転軸心方向であって図10の上下方向)に間隔を空けて配置されている。各光源40a~40dはそれぞれ光ビームD1~D4を出射する。
The
ポリゴンミラー44よりも光路上流側には、各光源40a~40dに対応して設けられた4つのコリメータレンズ41a~41dと、コリメータレンズ41a~41dを通過した光ビームD1~D4を所定の光路幅とするアパーチャ(図示省略)と、アパーチャを通過した光ビームD1~D4をポリゴンミラー44の反射面44aに集光させるシリンドリカルレンズ部42とが配置されている。ポリゴンミラー44よりも光路下流側には、第一結像レンズ45と4つの第二結像レンズ46a~46d(図11参照)が配置されている。4つの第二結像レンズ46a~46dは、各光源40a~40dより出射される光ビームD1~D4の光路にそれぞれ配置されている。第一結像レンズ45及び第二結像レンズ46a~46dは、吸湿性の高い樹脂材料で構成されている。この樹脂材料の一例としてPMMA樹脂が挙げられる。
On the upstream side of the optical path from the
ポリゴンミラー44の反射面44aに入射した光ビームD1~D4は、ポリゴンミラー44によって等角速度走査された後、第一結像レンズ45によって等速度走査光に変換される。第一結像レンズ45を通過した光ビームD1~D4はそれぞれ、第二結像レンズ46a~46dを通過して不図示の折返しミラーによって各感光体ドラム10a~10dの表面(被走査面)に導かれる。
The light beams D1 to D4 incident on the reflecting
図10に示すように、ポリゴンミラー44に対する光ビームの入射光学系は、斜入射方式を採用している。すなわち、各光源40a~40dから出射された光ビームは、ポリゴンミラー44の反射面44aに対してその法線方向よりも副走査方向に傾斜した方向から入射する。
As shown in FIG. 10, the incident optical system of the light beam with respect to the
そして、ポリゴンミラー44により反射された各光ビームD1~D4は、図11に示すように、反射面44aの法線方向よりも副走査方向に傾斜する方向に反射される。具体的には、光源40a,40bから出射された光ビームD1,D2は、法線方向に対して図10の上側に傾斜した方向に反射され、光源40c,40dから出射された光ビームD3,D4は、法線方向に対して図10の下側に傾斜した方向に反射される。光ビームD1の反射角θ1は、光ビームD4の反射角θ4に等しい。また、光ビームD2の反射角θ2は、光ビームD3の反射角θ3に等しい。
Then, as shown in FIG. 11, each of the light beams D1 to D4 reflected by the
このように入射光学系が斜入射光学系である場合には、ポリゴンミラー44により反射されて第一結像レンズ45及び各第二結像レンズ46a~46dを通過する光ビームD1~D4は湾曲形状となる。図12は、各第二結像レンズ46a~46dを通過する各光ビームD1~D4の通過軌跡Y1~Y4の概略形状を示している。各光ビームD1~D4の通過軌跡Y1~Y4はいずれも、主走査方向の中央部が両端部に対して副走査方向に膨らむ湾曲形状を有している。4つの光ビームD1~D4は、ポリゴンミラー44の反射面44aにて副走査方向の一側に反射される2つの光ビームD1,D2と、副走査方向の他側に反射される2つの光ビームD3,D4とからなる。
When the incident optical system is an oblique incident optical system as described above, the light beams D1 to D4 that are reflected by the
副走査方向の一側に反射される2つの光ビームD1,D2の湾曲方向と、副走査方向の他側に反射される2つの光ビームD3,D4の湾曲方向とは互いに逆向きになっている。 The bending directions of the two light beams D1 and D2 reflected on one side of the sub-scanning direction and the bending directions of the two light beams D3 and D4 reflected on the other side of the sub-scanning direction are opposite to each other. There is.
副走査方向の一側に反射される2つの光ビームD1,D2の通過軌跡Y1,Y2同士を比較すると、光ビームD1の方が光ビームD2よりもポリゴンミラー44の反射面44aにおける反射角が大きい分だけ湾曲量も大きい。また、副走査方向の他側に反射される2つの光ビームD3,D4の通過軌跡Y3,Y4同士を比較すると、光ビームD4の方が光ビームD3よりもポリゴンミラー44の反射面44aにおける反射角が大きい分だけ湾曲量も大きい。
Comparing the passage trajectories Y1 and Y2 of the two light beams D1 and D2 reflected on one side in the sub-scanning direction, the light beam D1 has a reflection angle on the
図13は、第二結像レンズ46a~46dを示す光軸方向から見た平面図である。副走査方向の一側の2つの第二結像レンズ46a,46bは、同じ(共通の)外形形状を有している。副走査方向の他側の2つの第二結像レンズ46c,46dは、他の2つの第二結像レンズ46a,46bとは上下逆対称の外形形状を有している。
FIG. 13 is a plan view of the
図13Aは、副走査方向の一側の2つの第二結像レンズ46a,46bを示している。各結像レンズ46a,46bは、レンズ面46Aとレンズ面46Aの外側を囲む非レンズ面46Bとを有している。この2つの第二結像レンズ46a,46bの副走査方向の両側端縁T3,T4は、該各第二結像レンズ46a,46bを通過する光ビームD1,D2の通過軌跡Y1,Y2(図12参照)と同じ向きに湾曲している。そして、該両側端縁T3,T4の湾曲量は、光ビームD1の通過軌跡Y1の湾曲量L1と光ビームD2の通過軌跡Y2の湾曲量L2との平均値(=(L1+L2)/2)とされている。
FIG. 13A shows two
図13Bは、副走査方向の他側の2つの第二結像レンズ46c,46dを示している。各結像レンズ46a,46bは、レンズ面46Aとレンズ面46Aの外側を囲む非レンズ面46Bとを有している。この2つの第二結像レンズ46c,46dの副走査方向の両側端縁T5,T6は、該各第二結像レンズ46c,46dを通過する光ビームD3,D4の通過軌跡Y3,Y4(図12参照)と同じ向きに湾曲している。そして、該両側端縁T5,T6の湾曲量は、光ビームD3の通過軌跡Y3の湾曲量L3と光ビームD4の通過軌跡Y4の湾曲量L4との平均値(=(L3+L4)/2)とされている。本実施形態では、L3=L2であり、L4=L1であるから、(L3+L4)/2=(L1+L2)/2の関係を満たす。よって、図13Aに示す、2つの第二結像レンズ46a,46bの上下を逆転させることで、図13Bに示す2つの第二結像レンズ46c,46dとして使用することができる。
FIG. 13B shows two
このように本実施形態2によれば、副走査方向の同じ側に反射される2つの光ビームD,D2(又は2つの光ビームD3,D4)の光路に設けられる各第二結像レンズ46a,46b(又は第二結像レンズ46c,46d)の形状は同じであり、該各結像レンズ46a,46bにおける副走査方向の両側端縁T3,T4(又は両側端縁T5,T6)は、該各第二結像レンズ46a,46b(又は第二結像レンズ46c,46d)を通過する光ビームD,D2(又は2つの光ビームD3,D4)の通過軌跡Y1,Y2(又は通過軌跡Y3,Y4)と同じ向きに湾曲して、その湾曲量は該両通過軌跡Y1,Y2(又は通過軌跡Y3,Y4)の湾曲量L1,L2(又はL3,L4)の平均値に等しい。
As described above, according to the second embodiment, each of the
この構成によれば、副走査方向の同じ側に反射される2つの光ビームD,D2(又は2つの光ビームD3,D4)について各第二結像レンズ46a,46b(又は第二結像レンズ46c,46d)の外形形状を共通化しつつ、実施形態1と同様の作用効果を得ることができる。
According to this configuration, the
-変形例-
図14は、実施形態2の変形例を示している。この変形例では、第二結像レンズ46a~46dの副走査方向の両側端縁T3~T6の湾曲量が上記実施形態2とは異なっている。
-Modification example-
FIG. 14 shows a modified example of the second embodiment. In this modification, the amount of curvature of both side edges T3 to T6 in the sub-scanning direction of the
図14Aは、副走査方向の一側の2つの第二結像レンズ46a,46bを示している。各第二結像レンズ46a,46bの副走査方向の両側端縁T3,T4は、該各第二結像レンズ46a,46bを通過する光ビームD1,D2の通過軌跡Y1,Y2(図12参照)と同じ向きに湾曲している。そして、各第二結像レンズ46a,46bの副走査方向の一側端縁T3は、二つの光ビームD1,D2の通過軌跡Y1,Y2のうち湾曲量L1,L2が大きい方の(最大となる)通過軌跡Y1と同じ湾曲形状をなしている。各第二結像レンズ46a,46bの副走査方向の他側端縁T4は、二つの光ビームD1,D2の通過軌跡Y1,Y2のうち湾曲量が小さい方の(最小となる)通過軌跡Y2と同じ湾曲形状をなしている。
FIG. 14A shows two
図14Bは、副走査方向の他側の2つの第二結像レンズ46c,46dを示している。この2つの第二結像レンズ46c,46dの副走査方向の両側端縁T5,T6は、該各第二結像レンズ46c,46dを通過する光ビームD3,D4の通過軌跡Y3,Y4(図12参照)と同じ向きに湾曲している。そして、そして、各第二結像レンズ46a,46bの副走査方向の一側端縁T5は、二つの光ビームD3,D4の通過軌跡Y3,Y4のうち湾曲量が小さい方の(最小となる)通過軌跡Y3と同じ湾曲形状とされ、副走査方向の他側端縁T6は、二つの光ビームD1,D2の通過軌跡Y3,Y4のうち湾曲量L3,L4が大きい方の(最大となる)通過軌跡Y4と同じ湾曲形状とされている。図14Aに示す2つの第二結像レンズ46a,46bの上下を逆転させることで、図14Bに示す2つの第二結像レンズ46c,46dとして使用することができる。
FIG. 14B shows two
この構成によれば、副走査方向の同じ側に反射される2つの光ビームD,D2(又は2つの光ビームD3,D4)について、各第二結像レンズ46a,46b(又は第二結像レンズ46c,46d)の外形形状を共通化しつつ、実施形態1と同様の作用効果を得ることができる。
According to this configuration, for each of the two light beams D and D2 (or the two light beams D3 and D4) reflected on the same side in the sub-scanning direction, the
《他の実施形態》
上記各実施形態では、画像形成装置1の一例としてプリンターを挙げて説明したが、これに限ったものではない。すなわち、画像形成装置1は、複写機、ファクシミリー、複合機(MFP)等であってもよい。
<< Other Embodiments >>
In each of the above embodiments, a printer has been described as an example of the
上記実施形態2では、各光ビームD1~D4が通過する第二結像レンズ46a~46dの外形形状を同じ形状(共通形状)としているが、これに限ったものではない。すなわち、各第二結像レンズ46a~46dの副走査方向の両側端縁の形状を、実施形態1と同様に、各光ビームD1~D4の通過軌跡Y1~Y4の湾曲形状と同形状にしてもよい。
In the second embodiment, the outer shapes of the
尚、上記実施形態1において光源132から出射される光ビーム、及び実施形態2において各光源40a~40dから出射される光ビームD1~D4は、単一ビームに限らずマルチビームであってもよい。
The light beam emitted from the
また、本発明は上記各実施形態及び変形例に限定されるものでなく、本発明には、これらの各実施形態及び変形例を適宜組み合わせた構成が含まれる。 Further, the present invention is not limited to each of the above embodiments and modifications, and the present invention includes a configuration in which each of these embodiments and modifications is appropriately combined.
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り、特に、プリンター、ファクシミリー、複写機、又は複合機(MFP)に適用する場合に有用である。 As described above, the present invention is useful for an optical scanning device and an image forming apparatus provided with the optical scanning device, and particularly when applied to a printer, a facsimile, a copier, or a multifunction device (MFP). It is useful.
1 :画像形成装置
4 :光走査装置
10a :感光体ドラム(被走査面)
10b :感光体ドラム(被走査面)
10c :感光体ドラム(被走査面)
10d :感光体ドラム(被走査面)
40a :光源
40b :光源
40c :光源
40d :光源
44 :ポリゴンミラー
44a :反射面
46a :第二結像レンズ
46b :結像レンズ
46c :第二結像レンズ
46d :第二結像レンズ
130 :光走査装置
132 :光源
133 :ポリゴンミラー(回転多面鏡)
135 :結像レンズ
D :光ビーム
D1 :光ビーム
D2 :光ビーム
D3 :光ビーム
D4 :光ビーム
L1 :湾曲量
L2 :湾曲量
L3 :湾曲量
L4 :湾曲量
P :用紙
T1 :副走査方向の一側端縁
T2 :副走査方向の他側端縁
T3 :副走査方向の一側端縁
T4 :副走査方向の他側端縁
T5 :副走査方向の一側端縁
T6 :副走査方向の他側端縁
X1 :通過軌跡
Y1 :通過軌跡
Y2 :通過軌跡
Y3 :通過軌跡
Y4 :通過軌跡
1: Image forming device 4:
10b: Photoreceptor drum (scanned surface)
10c: Photoreceptor drum (scanned surface)
10d: Photoreceptor drum (scanned surface)
40a: Light source 40b: Light source 40c:
135: Imaging lens D: Optical beam D1: Optical beam D2: Optical beam D3: Optical beam D4: Optical beam L1: Curved amount L2: Curved amount L3: Curved amount L4: Curved amount P: Paper T1: Paper T1: In the sub-scanning direction One side edge T2: Other side edge T3 in the sub-scanning direction: One side edge T4 in the sub-scanning direction: Other side edge T5 in the sub-scanning direction: One side edge T6 in the sub-scanning direction: In the sub-scanning direction Other side edge X1: Passing locus Y1: Passing locus Y2: Passing locus Y3: Passing locus Y4: Passing locus
Claims (3)
上記複数の光源より出射される複数の光ビームは、上記回転多面鏡の反射面にて副走査方向の同じ側に反射される複数の光ビームを含み、
上記同じ側に反射される複数の光ビームの光路に設けられる各結像レンズの形状は同じであり、該各結像レンズにおける副走査方向の両側の端縁のうち少なくとも一方の端縁は、該各結像レンズを通過する光ビームの通過軌跡のうち湾曲量が最も大きい通過軌跡と同じであり、他方の端縁は、該各結像レンズを通過する光ビームの通過軌跡のうち湾曲量が最も小さい通過軌跡と同じである、光走査装置。 A plurality of light sources that emit light beams, a rotating polymorphic mirror that reflects and deflects and scans a plurality of light beams emitted from the plurality of light sources, and an optical path of a plurality of light beams that are deflected and scanned by the rotating polymorphic mirror. Each of the above is provided with a resin imaging lens for forming an image of each light beam on the surface to be scanned, and the incident angle of each light beam on the reflection surface of the rotating polymorphic mirror is in the normal direction of the reflection surface. It is an optical scanning device that is tilted at different angles in the sub-scanning direction.
The plurality of light beams emitted from the plurality of light sources include a plurality of light beams reflected on the same side in the sub-scanning direction by the reflecting surface of the rotating polymorphic mirror.
The shape of each imaging lens provided in the optical path of the plurality of light beams reflected on the same side is the same, and at least one of the edges on both sides in the sub-scanning direction of each imaging lens is The amount of curvature of the light beam passing through each imaging lens is the same as the path of the light beam having the largest curvature, and the other edge is the amount of curvature of the path of the light beam passing through each imaging lens. Is the same as the smallest passage trajectory, an optical scanning device.
上記各結像レンズは、PMMA樹脂で構成されている、光走査装置。 In the optical scanning apparatus according to claim 1 ,
Each of the above imaging lenses is an optical scanning device made of PMMA resin.
An image forming apparatus comprising the optical scanning apparatus according to claim 1 or 2 .
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