JP2004170771A - 光源装置、光走査装置および画像形成装置 - Google Patents
光源装置、光走査装置および画像形成装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004170771A JP2004170771A JP2002337932A JP2002337932A JP2004170771A JP 2004170771 A JP2004170771 A JP 2004170771A JP 2002337932 A JP2002337932 A JP 2002337932A JP 2002337932 A JP2002337932 A JP 2002337932A JP 2004170771 A JP2004170771 A JP 2004170771A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical system
- light source
- imaging optical
- source device
- image
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Exposure Or Original Feeding In Electrophotography (AREA)
- Laser Beam Printer (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
Abstract
【解決手段】第1結像光学系保持手段11は、第1結像光学系10の外径部に当接されるV形溝を備えており、そのV形溝に第1結像光学系を載せ、支持手段12により第1結像光学系10をV形溝に押圧して支持する。V形溝のなす角度をθとするとき、
60deg≦θ≦105deg
の条件式を満足している。θが狭過ぎる場合は、第1結像光学系10が組み付け時に倒れやすく、逆にθが広過ぎる場合は、第1結像光学系10が組み付け時に回転しやすくなる。
【選択図】 図2
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、光走査装置に用いられる光源装置、この光源装置を有する光走査装置、およびこの光走査装置を搭載したレーザプリンタ、レーザ複写機等の画像形成装置に関するもので、画像出力システムにも利用可能なものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、画像形成装置のデジタル化が進み、半導体レーザを光源とした光書き込み装置、これを用いた画像形成装置などの機器が次々と開発されてきている。そのようなデジタル機器が市場において一般的に使用されるに伴って、画像出力スピードに関しても、従来のアナログ機器並の画像出力スピードが要求されるようになってきた。このような市場からの要求に応えるため、回転多面鏡を用いた光書き込み装置では、回転多面鏡の回転速度を高めることで対応していた。しかし、それにも騒音や発熱などの面で限界があるため、半導体レーザを合成して複数光源化し、あるいは、半導体レーザアレイ(LDA)を用いることによって発光点を複数化し、これによって高速化が図られるようになってきている。これによって光源装置の構成も様々な方法が提案されてきた。
【0003】
光源装置の構成として、第1結像光学系を第1結像光学系保持部材に対し接着剤を用いて固定する構造のものが開発されている(例えば、特許文献1参照。)。この構造によれば、組立部品点数が少なく、組み付け作業も簡単である。このような光学部品を固定するための接着剤として、紫外線硬化型の接着剤が主に用いられる。紫外線硬化型接着剤を用いた接着固定作業は、第1結像光学系と第1結像光学系保持部材相互の位置関係を調整した状態で、接着剤に紫外線を照射するだけの簡単な作業であり、それでいて必要とする硬度が得られるため広く採用されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、紫外線硬化型接着剤は、完全に硬化するまでには時間がかかり、全く動かなくなるまでには1ヶ月程度かかるため、その間、次の作業を行うことができず、安置して保管しておくほかはない。また、接着剤は環境の変化に弱いという難点がある。特に、画像形成装置内には、光源装置や定着装置等の熱源があり、この熱源の発熱によって、温度や湿度が変化し、接着剤が膨張・収縮していた。接着剤が膨張・収縮すると、第1結像光学系と第1結像光学系保持部材との位置関係が狂い、ピントずれによるビームスポット径の太り、走査線曲がりの発生、走査ピッチムラの拡大などによって光学性能が劣化し、画質の劣化の要因となっていた。
【0005】
本発明は、以上のような従来技術の問題点を解消するためになされたもので、温度、湿度などの環境条件が変動しても、第1結像光学系と第1結像光学系保持部材との位置関係を安定して維持することができる光源装置を提供し、この光源装置を用いた、高精度の光走査装置および画像形成装置を提供することを目的とする。
【0006】
その具体的な方法として、第1結像光学系保持部材による第1結像光学系の保持構造にして、接着剤を用いることなく、支持部材を用いて支持する構成を提案する。第1結像光学系保持手段は、第1結像光学系の外径部に当接されるV形溝を備えており、そのV形溝に第1結像光学系を載せ、支持手段により第1結像光学系を上記V形溝に押圧して支持する構成をとる。接着剤を用いないため、温度変動時に第1結像光学系と第1結像光学系保持部材との位置関係を安定して維持することができる。
【0007】
V形溝を構成する二つの面のなす角度は任意と言うわけではなく、二つの面のなす角度が狭過ぎる場合は、第1結像光学系が組み付け時に倒れやすくなる。逆に上記二つの面のなす角度が広過ぎる場合は、第1結像光学系が組み付け時に回転しやすくなる。そのため、V形溝部のVの角度はある範囲内にある必要があり、第1結像光学系の組み付け時に組み付け誤差の生じにくい角度範囲を提案する。これが請求項1記載の発明の目的である。
【0008】
環境変動に伴い、光源装置を構成している各部材は膨張・収縮を起こす。その際に各部材相互の関係を狂わせないためには、各部材が比例拡大・比例縮小する必要がある。そのためには、第1結像光学系と第1結像光学系保持部材と支持手段と光源保持部材の線膨張率は同じであることが望ましい。しかしながら、希望どおりの線膨張率を持った材質を選定することは難しい。それぞれの部材の線膨張率を見ると、第1結像光学系はガラス製の部材であるため一番小さく、その他の部品の材質はその機能によって変わるが、ガラスに一番近い材質を選択すること、もしくは各構成部品の線膨張率の差が小さくなるように構成することが好ましい。そこで、請求項2記載の発明は、そのような構成にすることにより、環境変動時の各部材の膨張・収縮による位置関係の狂いを小さくすることができる光源装置を提供することを目的とする。ただし、環境変動時の書き込み光学系全系での変動を、光源と第1結像光学系との位置関係の変動で補正する場合、第1結像光学系保持部材、支持手段、光源保持部材の線膨張率は走査光学系によって決定される。
【0009】
第1結像光学系保持部材のV形溝部が柔らかいと、このV形溝部に第1結像光学系を載せ、支持手段によりV形溝部の二つの傾斜面に第1結像光学系の外径部を押圧し支持したときに、第1結像光学系の外径部がV形溝部にめり込む。これが第1結像光学系を傾いた状態で組み付ける要因になり、それに伴い環境変動時に第1結像光学系の姿勢変化の要因にもなる。したがって、第1結像光学系保持部材のV形溝部は適度な硬度を有している必要がある。請求項3、4記載の発明は、上記V形溝部に適度な硬度をもたせることにより、第1結像光学系の組み付け時および環境変動時の姿勢変化の発生を抑制することができる光源装置を提供することを目的とする。
【0010】
画像出力速度を向上させるためには、複数の書き込み光で被走査媒体を走査するのが有効である。そこで、請求項5記載の発明は、光源装置が複数の光源と複数の第1結像光学系とを有することにより、画像出力速度の向上図ることができる光源装置を提供することを目的とする。
【0011】
第1結像光学系保持部材のV形溝部に第1結像光学系を載せ、支持手段により押圧し支持する構成において、各構成部品の線膨張率が異なると、環境変動時の膨張及び収縮の際に各構成部品の変化量に差が生じる。請求項6記載の発明は、上記各構成部品の変化量の差を吸収させるために指示手段を弾性体とし、膨張及び収縮の際の、各構成部品の変化量の差により生じる応力を打ち消し、第1結像光学系の姿勢変化の低減を図ることができる光源装置を提供することを目的とする。
【0012】
請求項7記載の発明は、本発明にかかる光源装置に、偏向器、走査光学系、同期検知光学系、等を組み合わせることにより、光走査装置を構成することを目的とする。
請求項8記載の発明は、請求項7の光走査装置と、現像器、クリーニング装置、定着装置、給紙装置、排紙装置等の電子写真プロセスを実行するユニットを組み合わせることにより画像形成装置を構成することを目的とする。
【0013】
本発明によれば、上記各目的を達成することにより、光源と第1結像光学系の位置関係の狂いを抑制し、光学性能の劣化、すなわち、ピントずれによるビームスポット径の太り、走査線曲がりの発生、走査ピッチムラの拡大等に伴う出力画像の画像品質の劣化を押さえることができる。
【0014】
なお、本願発明に関連のある先行技術として、特許文献2、特許文献3に記載の発明がある。
特許文献2記載の発明は、光源と、コリメータレンズと、コリメータレンズを光源からの光束に沿って案内する案内手段と、案内手段にコリメートレンズを押圧する付勢手段とを有してなる光源装置に関するもので、上記案内手段は、コリメートレンズの外周面が当接されるV形溝を備えている。この先行技術は、コリメートレンズの組み付けの簡便さを目的としている。コリメートレンズの外周面をV形溝で受ける構造になっているため、外見上は本願発明に似ているが、コリメートレンズの案内手段における組み付け性に関して、本願発明のように、V形溝部のVの角度範囲は、第1結像光学系の組み付け時に組み付け誤差の生じにくい角度範囲にする、あるいは、構成部品の線膨張率の差を一定範囲内にする、というような課題については全く考慮されていない。
【0015】
特許文献3記載の発明は、半導体レーザ(以下「LD」という)と、コリメータレンズと、コリメータレンズの保持部材と、LDとコリメータレンズの位置関係を調整する調整手段とを有してなる光源ユニットに関するものである。この発明は、コリメータレンズの光軸に対し、LDからの射出光束の光軸を精度良く調整することを目的とするものであって、コリメータレンズの組み付け時に、偏心を抑制することに関しては全く考慮されていない。
【0016】
【特許文献1】
特開平10−284803号公報
【特許文献2】
特開平8−7294号公報
【特許文献3】
特許第2749734号公報
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明にかかる光源装置、光走査装置および画像形成装置の実施の形態について説明する。
図1は本発明の光源装置を用いた光走査装置の全体構成の一例を示す。図1において、符号1A、1Bは光源としての半導体レーザ(LD)を示す。図1に示す例では、LDの数は2個であるが、3個以上であってもかまわない。各半導体レーザ1Aおよび1Bからの発散光束の進路上には、これらの発散光束をカップリングするカップリングレンズ2Aおよび2B、光束幅を規制する開口絞り3Aおよび3B、シリンダレンズ4、回転多面鏡からなる光偏向器5が配置されている。上記カップリングレンズ2Aおよび2Bは第1結像光学系をなす。これら半導体レーザ1Aおよび1B、カップリングレンズ2Aおよび2B、開口絞り3Aおよび3Bによって光源装置を構成している。この光源装置から出射した光束はほぼ平行光束となっていて、線像結像光学系であるシリンダレンズ4を透過することにより副走査方向にのみ収束され、光偏向器5の偏向反射面5A近傍に種走査方向に長い線状に結像される。上記光源は、ライン上に並んだm個(m=2、3、4、・・、i、・・:mは整数)の発光点を有する半導体レーザアレイ(LDA)で構成してもよい。
【0018】
光偏向器5により偏向されたレーザ光束の進路上には、第2結像光学系6が配置され、さらにその前方には被走査媒体7が配置されている。光偏向器5による主走査平面内(偏向走査平面内)において、発光点から被走査媒体7までの間で、光源から射出した光束が交差するように各光学素子は配置されている。図に示す例では、偏向反射面5A近傍で交差するように配置されているが、偏向反射面5Aより光源側で交差しても、被走査媒体7側で交差してもかまわない。被走査媒体7は感光体からなる像担持体で、ドラム状のものでも、ベルト状のものでも、平板状のものでもかまわない。
【0019】
光偏向器5は副走査方向に向いた回転軸5Bを軸として等角速度回転しており、偏向反射面5Aへの入射光束を等角速度的に偏向する。光偏向器5と被走査媒体7との間に第2結像光学系6が配置され、光偏向器5で偏向された光束8Aおよび8Bは第2結像光学系6によって被走査媒体7上に結像スポット7Aおよび7bを形成するように構成されている。図1に示す例では、第2結像光学系6がレンズ2枚で構成されているが、レンズ枚数は問わない。また反射光学系で構成しても良い。被走査媒体7上の結像スポット7Aと7Bは、光偏向器5の回転(図中矢印で示す時計方向の回転)によって被走査媒体7上を、間隔Pmをもって図中矢印で示す上から下方向へ光走査する。この結像スポット7Aと7Bの間隔Pmは、光束が主走査平面内で交差するように配置されている関係上、必然的に発生する。
【0020】
被走査媒体7上における所定の光走査範囲外において、走査光を検出する同期検知光学系100が配置されている。同期検知光学系100は、光偏向器5により偏向された所定の光走査範囲外の光束を反射するミラー103と、このミラー103による反射光の進路上に配置された同期検知用光学系102、およびフォトダイオード等から構成される同期検知素子101を有してなる。ミラー103によって反射された偏向光束は、同期検知用光学系102を経て同期検知素子101に導かれ、偏向光束が同期検知素子101の受光面を通過した際に検出信号が発せられ、図示されない同期検知回路に入力されて演算処理され、上記検出信号が発せられた後の「あるタイミング」で書き込み開始信号が発信される。ここで言う「あるタイミング」とは、同期検知素子101の検知位置から、被走査媒体7上の書き込み開始位置に光束が至るまでの時間である。
【0021】
一般的に同期検知素子101は被走査媒体7と距離的に略等価な位置に配置される。また、同期検知用光学系102は同期検知素子101近傍に配置されることにより、副走査方向に関し偏向反射面5Aと同期検知素子101との間で縮小光学系を構成し、偏向反射面の面倒れにより同期検知素子101に光束が入射しなくなることがないように、変動量を縮小している。なお、主走査方向に関しては同期信号の検知精度を維持するために、同期検知素子101近傍で光束を集光させる必要があるが、副走査方向に関してはその限りではない。また、光偏向器5が精度良く作られている場合、もしくは同期検知素子101に光束が入射する場合は、同期検知用光学系102は無くてもかまわない。
【0022】
光源1Aと光源1Bによる結像スポット7Aと7Bは、主走査方向に間隔Pmを持っているため、光源1Aに対する発光開始(書き込み開始)信号が発せられ、その光束の結像スポット7Aにより被走査媒体7上に光書き込みが開始された後、上記間隔Pmに相当するタイミングがおかれて、結像スポット7Bが書き込み開始位置に到達したとき、結像スポット7Bに対する書き込み開始信号が発せられ、結像スポット7Bにより被走査媒体7上に光書き込みが開始される。
【0023】
次に、図2(a)〜(c)を参照しながら、本発明にかかる光源装置の具体的構成例について説明する。図2(a)は、カップリングレンズ10側から光源16方向に、カップリングレンズ10の光軸方向から(図2(b)に記載の矢印Aの方向から)見た図である。図2(b)は,光源装置をカップリングレンズ10の上方向から(図2(a)に記載の矢印Bの方向から)見た図である。図2(c)は、図2(a)を裏側から(図2(b)に記載の矢印Cの方向から)見た図である。ここでいうカップリングレンズ10は、図1の例におけるカップリングレンズ2Aまたは2Bに相当し、光源16は、図1の例における半導体レーザ1Aまたは2Bに相当する。また、上記カップリングレンズ10は第1結像光学系を構成している。この第1結像光学系であるカップリングレンズ10は、第1結像光学系保持部材であるホルダ110上に載せられている。ホルダ110は、カップリングレンズ10を載せる部分が掘り下げられて、V形の対をなす当接面13を有してなるV形溝部になっている。このV形溝部にカップリングレンズ10を載せた状態で、カップリングレンズ10の一部がV形溝部の上面から突出するようにV形溝部の深さが設定されている。ホルダ110の上記V形溝部の上面には支持手段12が渡されている。この支持手段12は、具体的にはカップリングレンズ10を上から押圧する押圧部材であって、支持手段12がカップリングレンズ10を押圧することにより、V形溝部を構成する上記当接面13にカップリングレンズ10が当接されて支持されている。支持手段12は、カップリングレンズ10の光軸方向の位置調整を行った後、ネジ14によりホルダ11に固定され、上記のようにカップリングレンズ10を押圧している。
【0024】
図2(b)(c)に示すように、光源である半導体レーザ(LD)16は、光源支持部材(図示せず)により光源保持部材15に固定され、光源保持部材15はホルダ11にネジ18により固定されている。この固定の際に、光源保持部材15をホルダ11の端面17に沿わせて移動させながら、半導体レーザ16とカップリングレンズ10の位置関係、すなわち図中のXY方向の位置関係を調整する。その後ネジ18により光源保持部材15をホルダ11に固定する。
半導体レーザ16は光源支持部材を用いることなく、光源保持部材15に設けた穴、例えば、半導体レーザ16の外周より少し小さめに開けた穴に圧入することにより固定してもよい。こうすれば、部品点数の低減を図ることができる。
【0025】
上記のように構成された光源装置において課題となるのは、ホルダ11のV形溝部の当接面13上にカップリングレンズ10の外周部を当接させ、支持手段12で押圧したとき、カップリングレンズ10をホルダ11に沿って、正しい姿勢で組み付けるためにはどの様な構造にすればよいかということである。図3は、カップリングレンズ10とホルダ11の一部及び支持手段12の間で働く応力を矢印で示す。支持手段12によりカップリングレンズ10が押圧される力Faと、V形溝部の当接面13からカップリングレンズ10が受ける反発力Fb、Fcがバランスを取ることにより、カップリングレンズ10の姿勢を維持している。図3からわかるように、V形溝部のV字をなす二つの当接面13がなす角度により、組み付け状態におけるカップリングレンズ10の姿勢変化の起こりやすい方向が変わる。V形溝部の角度が小さい場合は、当接面13を結んだ軸(水平方向の軸)の回りに回転するα回転(上下方向の回転)が起こりやすくなり、V形溝部の角度が大きい場合は、支持手段12からの力が及ぶ方向(図中Y軸)の回りに回転するβ回転(水平方向の回転)が起こりやすくなる。また、半導体レーザ16との位置関係の調整のためにカップリングレンズ10はV形溝部に沿って前後方向(図2(b)におけるZ軸方向)に位置調整されるが、その際にも当接面13とカップリングレンズ10の間に発生する摩擦力により、α回転及びβ回転が発生する。さらに、位置調整が終わった後、支持手段12をネジ14によりホルダ11に固定する際に、ネジの回転(図2(b)に矢印で示す)に伴って支持手段12も連れ回りでねじれ回転を起こし、カップリングレンズ10のβ回転が発生する。
【0026】
そこで、V形溝を構成する二つの当接面13のなす角度θを変えて、α方向とβ方向の各回転の発生度合いを実験により評価したところ、図4に示すような結果になった。この結果から、V形溝部の角度θは以下の範囲内にする必要があることがわかる。
60deg≦θ≦105deg
【0027】
光源装置を構成している各部材は、温度、湿度などの環境条件の変動に伴い膨張・収縮を起こす。その際に各部材の位置関係を狂わせないためには、各構成部材が比例拡大・比例縮小する必要がある。そのためには、光源装置を構成するカップリングレンズ10、ホルダ11、支持手段12、光源保持部材15、光源支持部材等の線膨張率が、同じもしくは近いことが望ましい。しかし、現実には希望どおりの線膨張率が得られる材質を使用することは難しい。カップリングレンズ10はガラス製であることが多く、その場合、線膨張率は一番小さくなる。その他の構成部品はその果たすべき機能によって変わるが、ガラスに一番近い材質を選択すること、もしくは各構成部品の線膨張率の差が小さくなるように選択することが望ましい。そのような構成にすることにより、環境変動時の各部材の膨張・収縮による位置関係の狂いを小さくすることができる。ガラスの場合、その線膨張率Lgは
Lg=0.8〜0.9×10−5 [1/K−1]
であり、他の部材もこれとほぼ同じ線膨張率の材質を選ぶとすると、例えばニッケル鋼の場合その線膨張率Lnは
Ln=0.94×10−5 [1/K−1]
で、要求仕様を満足するが、材質の価格が高く実用化しにくい。
【0028】
そこで各種材質について実験したところ、鋼材の場合は良好に姿勢を維持することができ、アルミ材の場合は、姿勢変動はあるが、要求仕様は達成できることがわかった。実験は、組み付け調整を行った光源装置に環境変化を与え、環境変化を与える前後の、カップリングレンズの姿勢の変化量を測定し、評価した。温度変化の範囲は−30℃〜+80℃とした。なお、光源装置に対する要求仕様は、カップリングレンズの姿勢の変動量で4μm以下とした。実験結果を図5に示す。
本実験結果より、光源装置を構成している部材の線膨張率の差:Δは以下の条件式を満足する必要があることがわかる。
Δ<1.6×10−5 [1/K−1]
ただし、環境変動時の書き込み光学系全系での変動を、環境変動により生じる半導体レーザ16とカップリングレンズ10との位置変動(ホルダ11等の部材の伸縮により起こる)で補正する場合は、組み合わせる走査光学系によって、必要とする変動量が決定され、それによりホルダ11等の構成部材の線膨張率を決定する必要がある。
【0029】
ホルダ11のV形溝部の当接面13にカップリングレンズ10を当接させ、支持手段12によりカップリングレンズ10を押圧しホルダ11で支持する場合に、ホルダ11のV形溝部の当接面13が柔らかいと、カップリングレンズ10の外径部が組み付け調整時に当接面13にめり込み、あるいは引っかかり、カップリングレンズ10の姿勢を狂わせてしまうという不具合が発生する。この姿勢の変化量は2〜5μm程度の小さな量で、組み付け調整時にこれを検知することは困難である。この姿勢の狂いが発生した状態で光走査装置あるいは画像形成装置に組み込まれた場合、環境変動時にホルダ11等の伸縮によりカップリングレンズ10の姿勢変化が起きる。すなわち、カップリングレンズ10は、弾性体からなる支持手段12により押圧されているため、環境条件の変動によるずれが許容され、また、環境条件が原状に復帰することによって、ずれた状態から正規の位置に戻ろうとする。こうしてカップリングレンズ10とホルダ11との位置関係が調整状態から狂い、光学性能の劣化の要因となる。組み付け時にずれていた量が、すべて動くとするとその変化量は2〜5μmとなり、無視できないずれ量になる。
【0030】
この解決手段として、光源装置を構成する部材の硬度を規定することにより、ホルダ11へのカップリングレンズ10の組み付け調整時の当接面13へのめり込み、もしくは引っかかりを低減する方法がある。構成部材の材質の硬さを変えながら、実験により構成部材の必要硬度を求めた。具体的な実験方法は線膨張率を規定する場合の方法と同じである。実験結果を図6に示す。硬さはブリネル硬さ(HB)であらわしている。
本実験結果より、光源装置を構成している部材の硬さ:HBは以下の条件式を満足する必要があることがわかった。
HB≧100
ただし、上記硬さを必要とする部分は、少なくともカップリングレンズ10の外径部が当接する当接面13の部位であればよい。構成部材の全体が上記硬さを必要とするわけではない。よって、表面処理等により、当接面13の硬度のみを上げる処理で対応してもよい。
【0031】
画像出力速度を向上させるためには、光偏向器の偏向速度すなわち回転多面鏡の場合はその回転速度を上げる方法と、被走査媒体上における走査光束の本数を増やす方法とがあるが、光偏向器の偏向速度の向上には限界があり、走査光束の複数化を図るのが望ましい。図7は、光源を2つにした場合の具体的な例を示す。図7において、ホルダ111上に、カップリングレンズ110A、110Bを保持するV形溝部113A、113Bを主走査方向に並べて形成し、各カップリングレンズ110A、110Bを、支持手段112A、112Bにより上記V形溝部113A、113Bに押圧することによって支持する。半導体レーザからなる光源116A、116Bは光源保持部材115A、115Bに取り付けられ、この光源保持部材115A、115Bがホルダ111に固定されることにより、光源116A、116Bがホルダ111に固定されている。各光源116A、116Bから射出する光束は主走査方向に角度を有しており、光源装置から射出した光束は、主走査断面内にて交差するように構成されている。
【0032】
図8は主走査平面内において、3個の光源から光束が射出され、偏向反射面近傍で交差するように構成された場合の光源装置の例を示している。半導体レーザからなる光源1A、1B、1Cからの出射光束は、主走査平面において、光偏向器5の偏向反射面5A近傍で交差するように光源装置が配置されている。上記各光束は第1結像光学系を構成する3個のカップリングレンズ2を透過し、偏向反射面5Aによりそれぞれ別の方向に偏向される。符号8A、8B、8Cは偏向された3つの光束を示している。各偏向光束8A、8B、8Cは、図示されない第2結像光学系を透過することにより前述の被走査媒体7上に収束され結像スポットが形成され、かつ、被走査媒体7上を主走査方向においてそれぞれ相互間に間隔をおいて走査する。なお、図8に示す例では3個の光源を有しているが、3個以上であってもよい。この場合も、上述のように被走査媒体7上を複数の結像スポットが相互間に間隔をおいて走査する。
【0033】
図2、図3に示すように、カップリングレンズ10を、ホルダ11のV形溝部に載せ、支持手段12により押圧し支持する構成において、環境条件の変動が生じると光源装置の各構成部品はその線膨張率に従い伸縮を起こす。その際、それぞれの線膨張率が異なることにより、構成部材間に応力による歪みが発生する。カップリングレンズ10に変形が生じると、光学特性の劣化の原因になるため、カップリングレンズ10の変形は避けなければならない。その歪みを打ち消し吸収させるために、支持手段12を弾性体とし、環境変化によって生じる各部材の変形による応力を吸収するようにする。また、支持手段12を弾性体とすることにより、カップリングレンズ10にかかる押圧力を減少させ、カップリングレンズ10の組み付け調整時にその姿勢がずれ、そのまま組み付けられた場合に、ずれた状態からの変動量を小さくする。すなわち、カップリングレンズ10の姿勢変化を低減する。
【0034】
これまで説明してきた本発明にかかる光源装置を、光偏向器、走査光学系、同期検知光学系、等と組み合わせることにより、図1に示すような光走査装置を構成することができる。
また、図1に示すような光走査装置を、電子写真プロセスによる露光工程を受け持つユニットとし、電子写真プロセスを実行するための他のユニットを設けることによって画像形成装置を構成することができる。図9は、本発明にかかる光走査装置が搭載される画像形成装置の例を示す。図9において、原稿31はコンタクトガラス32上に置かれ、ランプ33で照明され、照明された原稿31の画像はミラーでスキャナレンズブロック34へ導かれ、撮像素子であるCCDの受光面に結像され、画像データに変換される。画像データ35は光書込光学装置36にデータ転送され、画像信号に基づき半導体レーザからなる光源がON/OFFを繰り返し、前述の光走査装置について説明したとおり、被走査面である感光体ドラム20上に上記光源からの光束が光スポットとして結像されるとともにこの光スポットが走査する。感光体ドラム20の表面は、帯電器40により予め一様に帯電されていて、帯電された感光体ドラム20の表面上を光走査し静電潜像を形成する。この静電潜像は現像器37によりトナー像として現像され、給紙トレイ38から転写紙が給紙ローラー39により感光体ドラム20に導かれ、転写ローラー50により上記トナー像が転写紙に転写される。転写紙のトナー像は定着器41により定着され、排紙ローラー44により排紙トレイ42に排出される。感光体ドラム20は除電・クリーナー43により除電およびクリーニングがなされ、再び帯電からの電子写真プロセスを繰り返す。
【0035】
さらに、本発明にかかる画像形成装置を、コンピュータ等の電子演算装置、ファクシミリ等を含む画像情報通信システムなどにネットワークを介して接続することにより、1台の画像形成装置で複数の機器からの出力を処理することができる情報処理システムを形成することができる。また、ネットワーク上に複数の画像形成装置を接続すれば、各出力要求から各画像形成装置の状態、例えば、ジョブの混み具合、電源が入っているかどうか、故障しているかどうか等を知ることができ、一番状態の良い、すなわち、使用者の希望に一番適した画像出力装置を選択し、画像出力を行うことができるようになる。
【0036】
【発明の効果】
請求項1記載の光源装置によれば、第1結像光学系の組み付け時に発生する、第1結像光学系の姿勢の組み付け誤差を低減することができる。
【0037】
請求項2記載の光源装置によれば、環境条件変動時の各構成部材の膨張・収縮による第1結像光学系とその保持手段との位置関係の狂いを小さくすることができる。
【0038】
請求項3、4記載の光源装置によれば、第1結像光学系の組み付け時および環境変動時の、第1結像光学系の姿勢変化の発生を抑制することができる。
【0039】
請求項5記載の光源装置によれば、光源装置を複数の光源と複数の第1結像光学系とから構成することにより、画像出力速度を向上させることができる。
【0040】
請求項6記載の光源装置によれば、環境条件の変動によって構成部材が膨張及び収縮し、そのときの膨張及び収縮量の差により生じる応力を打ち消すことにより、第1結像光学系の姿勢変化を低減することができる。
【0041】
請求項7記載の発明によれば、請求項1〜6のいずれかに記載の光源装置を、光偏向器、走査光学系、同期検知光学系、等と組み合わせることによって、光走査装置を構成することができる。
また、複数の光束により被走査媒体上を走査する光走査装置とすることより、1つの発光点からの光束により被走査媒体上を走査する場合に比べ、光偏向器の回転速度を下げても走査速度を高めることができる。これにより、光偏向器による消費電力を低減することができ、また、発熱量も下げることができる。これによって環境対応の光走査装置を得ることができる。
【0042】
請求項8記載の発明によれば、請求項7記載の光走査装置を、現像器、クリーニング装置、定着装置、給紙装置、排紙装置等とを組み合わせることにより画像形成装置を構成することができる。
また、本発明によれば、環境条件が変動しても、第1結像光学系と第1結像光学系保持部材との位置関係を安定して維持することができる。またそれにより、ピントずれによるビームスポット径太り、走査線の曲がりの発生、走査ピッチムラの拡大等、光学性能の劣化に伴う出力画像の画像品質の劣化を押さえることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる光走査装置の実施の形態を主走査平面方向から示す光学配置図である。
【図2】本発明にかかる光源装置の実施の形態を示す、(a)は正面図、(b)は平面図、(c)は背面図である。
【図3】同上光源装置において第1結像光学系にかかる力関係を示すための光源装置の要部拡大正面図である。
【図4】光源装置が有するV形溝を構成する二つの当接面のなす角度を変えて第1結像光学系の回転の発生度合いを実験により評価した結果を示す図表である。
【図5】第1結像光学系を組み付け調整を行った光源装置に環境変化を与える前後の、第1結像光学系の姿勢の変化量を測定し評価した結果を示す図表である。
【図6】光源装置の構成部材の材質硬さを変えながら構成部材の必要硬度を実験により求めた結果を示す図表である。
【図7】本発明にかかる光源装置の別の実施形態を示す分解斜視図である。
【図8】本発明にかかる光走査装置の別の実施形態を主走査平面方向から示す光学配置図である。
【図9】本発明にかかる画像形成装置の実施形態を示す正面図である。
【符号の説明】
1A 光源としての半導体レーザ
1B 光源としての半導体レーザ
2A 第1結像光学系
2B 第1結像光学系
5 光偏向器
6 第2結像光学系
7 被走査媒体
10 第1結像光学系
11 第1結像光学系保持部材
12 支持手段
13 当接面
Claims (8)
- 光源保持手段により保持された光源と、この光源からの発散光束をカップリングする第1結像光学系と、第1結像光学系を保持する第1結像光学系保持手段と、第1結像光学系を第1結像光学系保持手段に支持する支持手段とを有する光源装置において、
第1結像光学系保持手段は第1結像光学系の外径部が当接されるV形溝を備え、このV形溝のなす角度をθとするとき、以下の条件式を満足していることを特徴とする光源装置。
60deg≦θ≦105deg - 請求項1記載の光源装置において、第1結像光学系と、第1結像光学系保持手段と、支持手段を構成する各材質の線膨張率の差:Δは以下の条件式を満足していることを特徴とする光源装置。
Δ<1.6×10−5 [1/K−1] - 請求項1記載の光源装置において、第1結像光学系保持手段を構成する材質の少なくとも一部は、ブリネル硬さ:HBが以下の条件式を満足していることを特徴とする光源装置。
HB≧100 - 請求項3記載の光源装置における条件式を満足する第1結像光学系保持手段の部分は、第1結像光学系の外径部が当接する部分であることを特徴とする光源装置。
- 請求項1記載の光源装置において、光源装置は、光源と第1結像光学系との組合せを複数有していることを特徴とする光源装置。
- 請求項1記載の光源装置において、支持手段は弾性を有することを特徴とする光源装置。
- 光源装置からの光束を光偏向器の偏向反射面近傍において主走査方向に長い線像として結像させる第2結像光学系と、光偏向器により偏向走査された光束を被走査面上に光スポットとして結像させる第3結像光学系とを有する光走査装置において、光源装置は、請求項1乃至6のいずれかに記載されている光源装置であることを特徴とする光走査装置。
- 電子写真プロセスを実行することにより画像を形成する画像形成装置であって、電子写真プロセスの露光工程を実行する装置として請求項7に記載の光書込装置を有することを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002337932A JP2004170771A (ja) | 2002-11-21 | 2002-11-21 | 光源装置、光走査装置および画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002337932A JP2004170771A (ja) | 2002-11-21 | 2002-11-21 | 光源装置、光走査装置および画像形成装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004170771A true JP2004170771A (ja) | 2004-06-17 |
Family
ID=32701298
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002337932A Pending JP2004170771A (ja) | 2002-11-21 | 2002-11-21 | 光源装置、光走査装置および画像形成装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004170771A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008076675A (ja) * | 2006-09-20 | 2008-04-03 | Ricoh Co Ltd | 光走査装置、画像形成装置およびカラー画像形成装置 |
US8237763B2 (en) | 2008-06-13 | 2012-08-07 | Ricoh Company, Ltd. | Light source apparatus, and optical scanning apparatus and image forming apparatus using the same |
-
2002
- 2002-11-21 JP JP2002337932A patent/JP2004170771A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008076675A (ja) * | 2006-09-20 | 2008-04-03 | Ricoh Co Ltd | 光走査装置、画像形成装置およびカラー画像形成装置 |
US8237763B2 (en) | 2008-06-13 | 2012-08-07 | Ricoh Company, Ltd. | Light source apparatus, and optical scanning apparatus and image forming apparatus using the same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7450274B2 (en) | Optical scanning apparatus, image forming apparatus, and beam positioning method | |
US6775042B2 (en) | Light scanner, multibeam scanner, and image forming apparatus using the same | |
US6756583B2 (en) | Optical scanning device and image forming apparatus wherein the light source is kept continuously lit between line scans | |
US20040125192A1 (en) | Light source and light beam scanning unit | |
KR20090106168A (ko) | 광주사 장치, 이를 채용한 화상 형성 장치 및 광주사 방법 | |
US6989855B2 (en) | Multi-beam scanning optical system, multi-beam scanning optical apparatus, and image forming apparatus | |
JP2007171626A (ja) | 光走査装置・画像形成装置 | |
US6519070B2 (en) | Optical scanning apparatus, multi-beam optical scanning apparatus, and image forming apparatus using the same | |
JP2007304166A (ja) | 光学走査装置 | |
US6731418B2 (en) | Multibeam scanning optical system and image forming apparatus using the same | |
JP2004170771A (ja) | 光源装置、光走査装置および画像形成装置 | |
JP2010117517A (ja) | 光学走査装置 | |
JP4534577B2 (ja) | 光走査装置および画像形成装置 | |
JP2002333585A (ja) | 走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置 | |
JP4579260B2 (ja) | 光走査装置および画像形成装置 | |
JP3483133B2 (ja) | 光走査装置・光走査装置における線像結像光学系・光走査装置における結像調整方法・画像形成装置 | |
US6785030B2 (en) | Optical element and optical scanning device using the same | |
JP2003182153A (ja) | 光源装置 | |
RU2797768C1 (ru) | Блок оптического сканирования и электрофотографический аппарат формирования изображения | |
JP4573944B2 (ja) | 光走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置 | |
JP2010055051A (ja) | 光走査装置および光走査装置の制御方法並びにこれを用いた画像形成装置 | |
JP3953268B2 (ja) | マルチビーム光源装置、マルチビーム光走査装置およびこれを用いた画像形成装置 | |
JP4541494B2 (ja) | 光走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置 | |
JP2004102006A (ja) | ポリゴンモーターユニット及びそれを用いた走査光学装置、画像形成装置 | |
JP3946037B2 (ja) | マルチビーム光源装置、光走査装置および画像形成装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050218 |
|
A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20071228 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080115 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080312 |
|
A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20080805 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081002 |
|
A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Effective date: 20081014 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 |
|
A912 | Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20081121 |