JP2004205938A

JP2004205938A - Optical scanner

Info

Publication number: JP2004205938A
Application number: JP2002376930A
Authority: JP
Inventors: Susumu Mikajiri; 晋三ヶ尻
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-12-26
Filing date: 2002-12-26
Publication date: 2004-07-22
Anticipated expiration: 2022-12-26
Also published as: JP4173362B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high quality image by avoiding a distribution in intensity of a flux of light through diffraction of the flux of light passing through an aperture member. <P>SOLUTION: The aperture member 103 is attachably/detachably mounted between laser diode arrays 101a, 101b and a polygon motar 105, to be exact, between the laser diode arrays 101a, 101b and a cylinder lens 104, using screw holes 110c, 110d of a frame 110 and screws 112a, 112b. When the aperture member 103 is mounted on the frame 110, positioning is performed by the positioning holes which are formed in the aperture member 103 and which are not shown and by the bosses 111a, 111b which are formed in the frame 110, the aperture member 103 is made mountable on the frame 110 at a more proper position. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光走査装置およびこの光走査装置を備える画像形成装置に関するものであって、より詳しくは、高品質画像を提供することができる光走査装置およびこの光操作装置を備える画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、画素密度が１２００ｄｐｉを超えるような高品質画像を提供することができる画像形成装置が市場に投入され始めている。画素密度が１２００ｄｐｉを超えるような高品質画像が提供されるためには、被走査面の副走査方向における各光線束の間隔が２１．２μｍとなるように光線束の開きを調整することが必要である。そして、従来の技術として、光線を発する光源と、この光源によって発せられた光線の集まりである光線束をその開きを調整して通過させる開口部材とを備え、この開口部材が光源と一体的に支持されていることを特徴とするマルチビーム走査装置が知られている（特許文献１を参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−４３５２３号公報（特に、［００１５］段落および［図１］を参照）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、開口部材を通過した光線束は回折して、光線束の強度に分布が生じる。開口部材を通過した光線束の強度分布は、被走査面の副走査方向における各光線束の強度分布にも影響するので、被走査面の副走査方向における各光線束の間隔を２１．２μｍに保つことが困難になる。そして、被走査面の副走査方向における結像倍率が１より小さい場合には、焦点外れ量に対する光線束の径の変動量が大きいので、被走査面の副走査方向における各光線束の間隔を２１．２μｍに保つことは特に困難である。したがって、開口部材を通過した光線束の回折によって光線束の強度に分布が生じることをできる限り回避することが必要である。
【０００５】
ところが、前述の従来の技術においては、開口部材が光源と一体的に支持されて、開口部材の位置が固定されてしまうので、開口部材を通過した光線束の回折によって光線束の強度に分布が生じることが回避されず、被走査面の副走査方向における各光線束の間隔を予め定められた距離に保つことができない、すなわち、高品質画像を提供することができないという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、前述の問題を解決するためのものであって、高品質画像を提供することができる光走査装置およびこの光走査装置を備える画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するため、本発明に係る光走査装置は、光線を発する光源と、前記光源によって発せれた光線の集まりである光線束をその開きを調整して通過させる開口部が形成された開口部材と、前記光源側からの光線束を第１の方向に収束させて第１の方向と垂直な方向な第２の方向に長い線像に結像する収束結像部材と、前記収束結像部材によって収束結像された光線束を偏向する偏向部材と、前記偏向部材によって偏向された光線束を光線束によって走査される被走査面に集光する集光部材とを備え、前記開口部材は、前記光源と前記偏向部材との間に着脱可能に設けられていることを特徴とする構成を有するものである。
【０００８】
この構成によれば、開口部材が光源と偏向部材との間で自由に配置されるので、開口部材を通過した光線束の回折によって光線束の強度に分布が生じることが回避されて、高品質画像を提供することができる。
【０００９】
本発明に係る光走査装置において、前記開口部材は、前記光源と前記収束結像部材との間に着脱可能に設けられていることを特徴とする構成を有するものである。
【００１０】
この構成によれば、開口部材が光源と収束結像部材との間で自由に配置されるので、開口部材を通過した光線束の回折によって光線束の強度に分布が生じることがより回避されて、より高品質画像を提供することができる。
【００１１】
本発明に係る光走査装置において、前記開口部材は、その固定位置を決するための位置決め穴を有することを特徴とする構成を有するものである。
【００１２】
この構成によれば、この構成によれば、開口部材が位置決め穴によって自由に配置されるので、開口部材を通過した光線束の回折によって光線束の強度に分布が生じることを回避することが容易になり、より高品質画像を提供することができる。
【００１３】
本発明に係る光走査装置において、前記開口部材に形成された前記開口部のうち隣り合う前記開口部の中心間距離をｂ、前記開口部材に形成された前記開口部のうち隣り合う前記開口部を通過する各光線束の光軸がなす角度をθ、前記収束結像部材の焦点距離をｆとするとき、前記開口部材は、「ｂ≧４ｆ・ｔａｎ（θ／２）」を満たしていることを特徴とする構成を有するものである。
【００１４】
この構成によれば、開口部材が「ｂ≧４ｆ・ｔａｎ（θ／２）」を満たしていると、焦点外れ量に対する光線束の径の変動量が緩やかになるので、開口部材を通過した光線束の回折によって光線束の強度に分布が生じることがより回避されて、より高品質画像を提供することができる。
【００１５】
本発明に係る光走査装置において、前記開口部材は、前記開口部中心である開口中心軸から前記開口部を形成する周壁面までの距離が前記光源側から前記偏向部材側に向けて大きくなるように前記周壁面を勾配させていることを特徴とする構成を有するものである。
【００１６】
この構成によれば、光源からの光線束が開口部材の周壁面に反射する頻度が低くなり、被走査面にゴースト像が生じること頻度も低くなるので、より高品質画像を提供することができる。また、開口部材の周壁面に反射した光線束が光源に戻る頻度が低くなるので、光源が反射した光線束によって破壊されることを防止することができる。
【００１７】
本発明に係る光走査装置において、前記開口部材の前記周壁面と前記光源からの光線束の光軸とのなす角をδとするとき、前記開口部材は、「δ−（θ／２）＞０」を満たしていることを特徴とする構成を有するものである。
【００１８】
この構成によれば、光源からの光線束が開口部材の周壁面に反射する頻度がより低くなり、被走査面にゴースト像が生じること頻度もより低くなるので、より高品質画像を提供することができる。また、開口部材の周壁面に反射した光線束が光源に戻る頻度がより低くなるので、光源が反射した光線束によって破壊されることをより防止することができる。
【００１９】
本発明に係る光走査装置において、前記開口部材は、被走査面を走査する光線束の副走査方向の開きを調整するように前記光源からの光線束の開きを調整することを特徴とする構成を有するものである。
【００２０】
この構成によれば、被走査面を走査する光線束の副走査方向の開きが調整されるので、開口部材を通過した光線束の回折によって被走査面の副走査方向における光線束の強度に分布が生じることが回避されて、より高品質画像を提供することができる。
【００２１】
これらの光走査装置が、ファクシミリ、複写機、複合機などの各種画像形成装置に適用されることを特徴とする構成を有している。
【００２２】
この構成によれば、開口部材が光源と偏向部材との間で自由に配置されるので、開口部材を通過した光線束の回折によって光線束の強度に分布が生じることが回避されて、高品質画像を提供することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
図１ないし図３を参照して、本発明に係る光走査装置の第１の実施の形態について説明する。
【００２４】
図１に示すように、光走査装置は、感光体ドラム１０を備えるファクシミリ、複写機、複合機などの画像形成装置に組み込まれ、感光体ドラム１０の感光面１０ａを主走査方向Ｘおよび副走査方向Ｙに走査するようになっている。
【００２５】
光走査装置は、図示しない駆動回路によって駆動されることによって光線を発する２つのレーザーダイオードアレイ１０１ａ、１０１ｂと、レーザーダイオードアレイ１０１ａ、１０１ｂによって発せられた光線の集まりである光線束を平行光線束に変換する２つのコリメータレンズ１０２ａ、１０２ｂと、コリメータレンズ１０２ａ、１０２ｂからの平行光線束をその開きを調整して通過させる開口部材１０３と、開口部材１０３を通過した平行光線束を第１の方向に収束させて第１の方向と垂直な第２の方向に長い線像に結像するシリンダレンズ１０４と、シリンダレンズ１０４によって収束結像された平行光線束を偏向するように回転するポリゴンモータ１０５と、ポリゴンモータ１０５の偏向面１０５ａによって偏向された平行光線束を透過する第１走査レンズ１０６、第２走査レンズ１０７および第３走査レンズ１０８と、第３走査レンズ１０８を透過した平行光線束を感光体ドラム１０の感光面１０ａ側に反射する反射板１０９とを備える。そして、これらの各構成要素は、枠体１１０に収められている。
【００２６】
ここで、レーザーダイオードアレイ１０１ａ、１０１ｂは、光源としての機能を有し、平行光線束の間隔がポリゴンモータ１０５付近に存在する偏向点では０ｍｍになるように光線を発している。そして、図２に示すように、レーザーダイオードアレイ１０１ａ、１０１ｂは、偏向部材としての機能を有するポリゴンモータ１０５と一体的に組み付けられている。
【００２７】
また、シリンダレンズ１０４は、収束結像部材としての機能を有し、開口部材１０３を通過した平行光線束が収束される第１の方向とは、感光面１０ａの主走査方向Ｘに対応する方向であり、他方、平行光線束が長い線像に結像される第２の方向とは、感光面１０ａの副走査方向Ｙに対応する方向である。
【００２８】
また、第１走査レンズ１０６、第２走査レンズ１０７および第３走査レンズ１０８は、反射板１０９とともに集光部材としての機能を有し、感光面１０ａを等速走査するための光学素子を感光面１０ａの主走査方向Ｘに対応する方向に有し、シリンダレンズ１０４の結像点と像面が共役な位置関係にあって面倒れ補正効果をもった光学素子を感光面１０ａの副走査方向Ｙに対応する方向に有する。
【００２９】
さて、図３を参照して、本発明の特徴的部分である開口部材１０３について説明する。図３に示すように、開口部材１０３は、レーザーダイオード側、すなわちアレイコリメータレンズ１０２ａ、１０２ｂからの平行光線束をその開きを調整して通過させる開口部１０３ａ、１０３ｂを有する。開口部１０３ａ、１０３ｂは、感光面１０ａの主走査方向Ｘに対応する第１の方向Ｘ´が感光面１０ａの副走査方向Ｙに対応する第２の方向Ｙ´よりも長く形成されており、感光面１０ａを走査する光線束の副走査方向Ｙの開きを調整するようにアレイコリメータレンズ１０２ａ、１０２ｂからの光線束の開きを調整するようになっている。
【００３０】
また、開口部材１０３は、レーザーダイオードアレイ１０１ａ、１０１ｂとポリゴンモータ１０５との間、より詳しくは、レーザーダイオードアレイ１０１ａ、１０１ｂとシリンダレンズ１０４との間で、枠体１１０のネジ穴１１０ｃ、１１０ｄとネジ１１２ａ、１１２ｂによって着脱可能に取り付けられている。開口部材１０３が枠体１１０に装着される場合、開口部材１０３に形成された図示しない位置決め穴および枠体１１０に形成されたボス１１１ａ、１１１ｂによって位置決めが行われ、開口部材１０３がより適切な位置で枠体１１０に装着されるようになっている。
【００３１】
なお、本実施の形態では、開口部材１０３が枠体１１０のネジ穴１１０ｃ、１１０ｄとネジ１１２ａ、１１２ｂによって着脱可能に取り付けられているが、板ばねなどの装着手段を用いて取り付けられる場合を妨げるものではない。
【００３２】
本実施の形態によれば、開口部材１０３がレーザーダイオードアレイ１０１ａ、１０１ｂとポリゴンモータ１０５との間、より詳しくは、レーザーダイオードアレイ１０１ａ、１０１ｂとシリンダレンズ１０４との間で自由に装着されるので、開口部材１０３を通過した光線束の回折によって感光面１０ａ上の光線束の強度に分布が生じることが回避されて、高品質画像を提供することができる。
【００３３】
本実施の形態によれば、開口部材１０３が位置決め穴によって自由に配置されるので、開口部材１０３を通過した光線束の回折によって感光面１０ａ上の光線束の強度に分布が生じることを回避することが容易になり、より高品質画像を提供することができる。
【００３４】
本実施の形態によれば、感光面１０ａを走査する光線束の副走査方向Ｙの開きが調整されるので、開口部材１０３を通過した光線束の回折によって感光面１０ａの副走査方向Ｙにおける光線束の強度に分布が生じることが回避されて、より高品質画像を提供することができる。
【００３５】
（第２の実施の形態）
次に、図４および図５を参照して、本発明に係る光走査装置の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態の説明と重なる部分については、これを省略する。
【００３６】
図４に示すように、開口部１０３ａ、１０３ｂのうち隣り合う開口部１０３ａ、１０３ｂをそれぞれ貫く開口中心線の間隔である中心間距離をｂ、開口部１０３ａ、１０３ｂのうち隣り合う開口部１０３ａ、１０３ｂを通過する各光線束の光軸がなす角度をθ、シリンダレンズ１０４の焦点距離をｆとするとき、開口部材１０３は、図５に示した実験結果に基づいて、次式（式１）を満たすように構成されている。
ｂ≧４ｆ・ｔａｎ（θ／２）・・・（式１）
【００３７】
実験では、焦点距離ｆ＝７０．６ｍｍ、θ＝５．８°、各光線束の径の上限値が６５μｍであるとして、ｂ＝１６．７ｍｍ（図５（ａ）を参照）、ｂ＝１４．０ｍｍ（図５（ｂ）を参照）、ｂ＝８．５ｍｍ（図５（ｃ）を参照）の各場合における、焦点深度と光線束の径との関係を求めた。図５において、縦軸は感光面１０ａの副走査方向Ｙにおける各光線束の径（ビームスポット径ともいい、単位はμｍである）を示し、他方、横軸は焦点深度（単位はｍｍである）を示している。図５（ａ）によれば、ｂ＝１６．７ｍｍのとき、光線束の径が６５μｍ以下となる焦点深度の範囲（以下、焦点深度の許容範囲という）は、６．３９ｍｍである。図５（ｂ）によれば、ｂ＝１６．７ｍｍのとき、焦点深度の許容範囲は５．９５である。図５（ｃ）によれば、ｂ＝８．５ｍｍのとき、焦点深度の許容範囲は４．７５である。これらの実験結果から、開口部材１０３が式１を満たすように構成されていれば、焦点深度の許容範囲は６．００ｍｍ以上確保されるとともに、焦点深度がマイナス方向にシフトする場合であっても、光線束の径の変化は、緩やかになっている。
【００３８】
本実施の形態によれば、開口部材１０３が「ｂ≧４ｆ・ｔａｎ（θ／２）」を満たしていると、焦点外れ量に対する光線束の径の変動量が緩やかになるので、開口部材１０３を通過した光線束の回折によって光線束の強度に分布が生じることがより回避されて、より高品質画像を提供することができる。
【００３９】
（第３の実施の形態）
次に、図６を参照して、本発明に係る光走査装置の第３の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態および第２の実施の形態の説明と重なる部分については、これを省略する。
【００４０】
図６に示すように、開口部材１０３において、開口部１０３ａ、１０３ｂ中心である開口中心軸から開口部１０３ａ、１０３ｂを形成する周壁面１０３ｃまでの距離がレーザーダイオードアレイ１０１ａ、１０１ｂ側からポリゴンモータ１０５側に向けて大きくなるように周壁面１０３ｃが勾配している。また、開口部材１０３において、開口部材１０３の周壁面１０３ｃとレーザーダイオードアレイ１０１ａ、１０１ｂからの光線束の光軸とのなす角をδとするとき、開口部材１０３は、次式を満たすように構成されている。
δ−（θ／２）＞０・・・（式２）
【００４１】
本実施の形態によれば、レーザーダイオードアレイ１０１ａ、１０１ｂからの光線束が開口部材１０３の周壁面１０３ｃに反射する頻度が低くなり、感光面１０ａにゴースト像が生じること頻度も低くなるので、より高品質画像を提供することができる。また、開口部材１０３の周壁面１０３ｃに反射した光線束がレーザーダイオードアレイ１０１ａ、１０１ｂに戻る頻度が低くなるので、レーザーダイオードアレイ１０１ａ、１０１ｂが反射した光線束によって破壊されることを防止することができる。
【００４２】
本実施の形態によれば、レーザーダイオードアレイ１０１ａ、１０１ｂからの光線束が開口部材１０３の周壁面１０３ｃに反射する頻度がより低くなり、感光面１０ａにゴースト像が生じること頻度もより低くなるので、より高品質画像を提供することができる。また、開口部材１０３の周壁面１０３ｃに反射した光線束がレーザーダイオードアレイ１０１ａ、１０１ｂに戻る頻度がより低くなるので、レーザーダイオードアレイ１０１ａ、１０１ｂが反射した光線束によって破壊されることをより防止することができる。
【００４３】
【発明の効果】
本発明によれば、開口部材が光源と偏向部材との間で自由に配置されるので、開口部材を通過した光線束の回折によって光線束の強度に分布が生じることが回避されて、高品質画像を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光走査装置の第１の実施の形態の構成を示す斜視図
【図２】第１の実施の形態の構成を示す上面図
【図３】第１の実施の形態の要部である開口部材の構成を示す斜視図
【図４】本発明に係る光走査装置の第２の実施の形態の要部である開口部材の構成を示す主走査方向における断上面図
【図５】第２の実施の形態の要部である開口部材の条件を導くための実験結果を示すグラフ（縦軸は光線束の径を示し、横軸は焦点深度を示す）
【図６】本発明に係る光走査装置の第３の実施の形態の要部である開口部材の構成を示す主走査方向における断上面図
【符号の説明】
１０１ａ、１０１ｂレーザーダイオードアレイ（光源）
１０３開口部材
１０３ａ、１０３ｂ開口部
１０３ｃ周壁面
１０４シリンダレンズ（収束結像部材）
１０５ポリゴンモータ（偏向部材）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical scanning device and an image forming apparatus including the optical scanning device, and more particularly, to an optical scanning device capable of providing a high-quality image and an image forming apparatus including the optical operation device. Things.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, image forming apparatuses capable of providing high-quality images having a pixel density exceeding 1200 dpi have begun to be introduced to the market. In order to provide a high-quality image having a pixel density exceeding 1200 dpi, it is necessary to adjust the opening of the light beams so that the interval between the light beams in the sub-scanning direction on the surface to be scanned is 21.2 μm. is there. As a conventional technique, a light source that emits a light beam, and an opening member that adjusts the aperture of the light beam and transmits the light beam, which is a group of light beams emitted by the light source, are provided integrally with the light source. A multi-beam scanning device characterized by being supported is known (see Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-9-43523 (especially, see paragraph [0015] and FIG. 1)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Meanwhile, the light beam that has passed through the aperture member is diffracted, and a distribution occurs in the light beam intensity. Since the intensity distribution of the light beam passing through the aperture member also affects the intensity distribution of each light beam in the sub-scanning direction of the surface to be scanned, the interval between the light beams in the sub-scanning direction of the surface to be scanned is maintained at 21.2 μm. It becomes difficult. When the imaging magnification of the scanned surface in the sub-scanning direction is smaller than 1, the variation of the diameter of the light beam with respect to the defocus amount is large. .2 .mu.m is particularly difficult. Therefore, it is necessary to avoid as much as possible a distribution of the intensity of the light beam caused by the diffraction of the light beam passing through the aperture member.
[0005]
However, in the above-described conventional technology, the aperture member is supported integrally with the light source, and the position of the aperture member is fixed. Therefore, the intensity of the light beam is distributed by diffraction of the light beam passing through the aperture member. Therefore, there is a problem that the interval between the light beams in the sub-scanning direction on the surface to be scanned cannot be kept at a predetermined distance, that is, a high-quality image cannot be provided.
[0006]
Therefore, the present invention is to solve the above-mentioned problem, and an object of the present invention is to provide an optical scanning device capable of providing a high-quality image and an image forming apparatus including the optical scanning device. It is.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, an optical scanning device according to the present invention includes a light source that emits a light beam, and an opening that adjusts the aperture of a light beam that is a group of light beams emitted by the light source and passes the light beam. An aperture member, a convergent imaging member that converges a light beam from the light source side in a first direction to form a line image long in a second direction perpendicular to the first direction, A deflecting member for deflecting the light beam converged and imaged by the imaging member; and a condensing member for condensing the light beam deflected by the deflecting member on a surface to be scanned by the light beam, The member is configured to be detachably provided between the light source and the deflecting member.
[0008]
According to this configuration, since the aperture member is freely arranged between the light source and the deflecting member, it is possible to prevent the distribution of the intensity of the light beam from being generated due to the diffraction of the light beam that has passed through the aperture member, thereby achieving high quality. Images can be provided.
[0009]
In the optical scanning device according to the present invention, the aperture member is detachably provided between the light source and the convergent imaging member.
[0010]
According to this configuration, since the aperture member is freely disposed between the light source and the convergent imaging member, it is further avoided that the intensity of the light beam is distributed due to the diffraction of the light beam passing through the aperture member. , Can provide higher quality images.
[0011]
In the optical scanning device according to the present invention, the aperture member has a positioning hole for determining a fixing position thereof.
[0012]
According to this configuration, according to this configuration, since the opening member is freely arranged by the positioning hole, it is easy to avoid that the intensity of the light beam is distributed due to the diffraction of the light beam passing through the opening member. And a higher quality image can be provided.
[0013]
In the optical scanning device according to the aspect of the invention, a distance b between centers of adjacent openings among the openings formed in the opening member is b, and the openings adjacent to each other among the openings formed in the opening member are b. When the angle formed by the optical axes of the light beams passing through the aperture is θ and the focal length of the convergent imaging member is f, the aperture member satisfies “b ≧ 4f · tan (θ / 2)”. It has a configuration characterized by the above.
[0014]
According to this configuration, if the aperture member satisfies “b ≧ 4f · tan (θ / 2)”, the amount of change in the diameter of the light beam with respect to the defocus amount becomes gentle, so that the light beam passing through the aperture member The distribution of the intensity of the light beam due to the diffraction of the light beam is more avoided, and a higher quality image can be provided.
[0015]
In the optical scanning device according to the aspect of the invention, the opening member may be configured such that a distance from an opening center axis that is the center of the opening to a peripheral wall surface that forms the opening increases from the light source side to the deflection member side. In this case, the peripheral wall surface is inclined.
[0016]
According to this configuration, the frequency at which the light beam from the light source is reflected on the peripheral wall surface of the aperture member decreases, and the frequency at which a ghost image is generated on the surface to be scanned also decreases, so that a higher quality image can be provided. . Further, since the frequency of the light beam reflected on the peripheral wall surface of the opening member returning to the light source is reduced, it is possible to prevent the light source from being broken by the reflected light beam.
[0017]
In the optical scanning device according to the present invention, assuming that an angle between the peripheral wall surface of the aperture member and the optical axis of the light beam from the light source is δ, the aperture member is “δ− (θ / 2)> 0 "is satisfied.
[0018]
According to this configuration, the frequency of the ray bundle from the light source reflected on the peripheral wall surface of the aperture member is lower, and the frequency of the occurrence of a ghost image on the scanned surface is lower, so that a higher quality image is provided. Can be. Further, since the frequency of the light beam reflected on the peripheral wall surface of the opening member returning to the light source is lower, it is possible to further prevent the light source from being broken by the reflected light beam.
[0019]
In the optical scanning device according to the present invention, the aperture member adjusts the opening of the light beam from the light source so as to adjust the opening of the light beam for scanning the surface to be scanned in the sub-scanning direction. It has.
[0020]
According to this configuration, the opening of the light beam that scans the surface to be scanned in the sub-scanning direction is adjusted, so that the intensity of the light beam in the sub-scanning direction of the surface to be scanned is distributed by the diffraction of the light beam that has passed through the aperture member. Is avoided, and a higher quality image can be provided.
[0021]
These optical scanning apparatuses are configured to be applied to various image forming apparatuses such as facsimile machines, copiers, and multifunction peripherals.
[0022]
According to this configuration, since the aperture member is freely arranged between the light source and the deflecting member, it is possible to prevent the distribution of the intensity of the light beam from being generated due to the diffraction of the light beam that has passed through the aperture member, thereby achieving high quality. Images can be provided.
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(First Embodiment)
A first embodiment of the optical scanning device according to the present invention will be described with reference to FIGS.
[0024]
As shown in FIG. 1, the optical scanning device is incorporated in an image forming apparatus such as a facsimile, a copying machine, or a multifunction machine having a photosensitive drum 10, and scans a photosensitive surface 10a of the photosensitive drum 10 in a main scanning direction X and a sub-scanning direction. The scanning is performed in the direction Y.
[0025]
The optical scanning device converts two laser diode arrays 101a and 101b that emit light beams by being driven by a drive circuit (not shown) into a parallel light beam, which is a collection of light beams emitted by the laser diode arrays 101a and 101b. Two collimator lenses 102a and 102b for conversion, an opening member 103 for adjusting the aperture of the parallel light beams from the collimator lenses 102a and 102b, and passing the parallel light beams passing through the opening member 103 in the first direction. A cylinder lens 104 that converges and forms a linear image long in a second direction perpendicular to the first direction, and a polygon motor 105 that rotates so as to deflect the parallel light beam converged and formed by the cylinder lens 104. Parallel light beam deflected by the deflection surface 105a of the polygon motor 105 A first scanning lens 106, a second scanning lens 107, and a third scanning lens 108 that transmit light, and a reflecting plate 109 that reflects a parallel light beam transmitted through the third scanning lens 108 toward the photosensitive surface 10a of the photosensitive drum 10. Is provided. These components are housed in a frame 110.
[0026]
Here, the laser diode arrays 101a and 101b have a function as a light source, and emit light so that the interval between parallel light beams becomes 0 mm at a deflection point existing near the polygon motor 105. Then, as shown in FIG. 2, the laser diode arrays 101a and 101b are integrally assembled with a polygon motor 105 having a function as a deflection member.
[0027]
Further, the cylinder lens 104 has a function as a convergent image forming member, and the first direction in which the parallel light beam passing through the aperture member 103 is converged is a direction corresponding to the main scanning direction X of the photosensitive surface 10a. On the other hand, the second direction in which the parallel light beam forms a long line image is a direction corresponding to the sub-scanning direction Y of the photosensitive surface 10a.
[0028]
The first scanning lens 106, the second scanning lens 107, and the third scanning lens 108 have a function as a condensing member together with the reflection plate 109, and use an optical element for scanning the photosensitive surface 10a at a constant speed. An optical element, which is located in a direction corresponding to the main scanning direction X of the photosensitive surface 10a and has an image plane and an image plane in a conjugate positional relationship and has a surface tilt correction effect, in the sub-scanning direction Y of the photosensitive surface 10a. In the direction corresponding to.
[0029]
Now, referring to FIG. 3, the opening member 103 which is a characteristic part of the present invention will be described. As shown in FIG. 3, the aperture member 103 has apertures 103a and 103b that allow the parallel light beams from the laser diode side, that is, the array collimator lenses 102a and 102b to pass through with their apertures adjusted. The openings 103a and 103b are formed such that a first direction X ′ corresponding to the main scanning direction X of the photosensitive surface 10a is longer than a second direction Y ′ corresponding to the sub-scanning direction Y of the photosensitive surface 10a. The opening of the light beams from the array collimator lenses 102a and 102b is adjusted so as to adjust the opening of the light beam scanning the photosensitive surface 10a in the sub-scanning direction Y.
[0030]
In addition, the opening member 103 is provided between the laser diode arrays 101a and 101b and the polygon motor 105, more specifically, between the laser diode arrays 101a and 101b and the cylinder lens 104, between the screw holes 110c and 110d of the frame 110. It is detachably attached by screws 112a and 112b. When the opening member 103 is mounted on the frame 110, positioning is performed by positioning holes (not shown) formed on the opening member 103 and bosses 111a and 111b formed on the frame 110, and the opening member 103 is positioned at a more appropriate position. To be mounted on the frame 110.
[0031]
In the present embodiment, the opening member 103 is detachably attached by the screw holes 110c and 110d of the frame 110 and the screws 112a and 112b. However, this prevents the case where the opening member 103 is attached by using attachment means such as a leaf spring. Not something.
[0032]
According to the present embodiment, the opening member 103 is freely mounted between the laser diode arrays 101a, 101b and the polygon motor 105, more specifically, between the laser diode arrays 101a, 101b and the cylinder lens 104. The distribution of the intensity of the light beam on the photosensitive surface 10a due to the diffraction of the light beam that has passed through the opening member 103 is avoided, and a high-quality image can be provided.
[0033]
According to the present embodiment, since the aperture member 103 is freely arranged by the positioning hole, it is possible to prevent the intensity of the light beam on the photosensitive surface 10a from being distributed due to the diffraction of the light beam passing through the aperture member 103. This makes it easier to provide higher quality images.
[0034]
According to the present embodiment, the aperture of the light beam scanning the photosensitive surface 10a in the sub-scanning direction Y is adjusted, so that the light beam in the sub-scanning direction Y of the photosensitive surface 10a is diffracted by the light beam passing through the aperture member 103. The occurrence of a distribution in the intensity of the bundle is avoided, and a higher quality image can be provided.
[0035]
(Second embodiment)
Next, a second embodiment of the optical scanning device according to the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, about the part which overlaps description of 1st Embodiment, this is abbreviate | omitted.
[0036]
As shown in FIG. 4, b is a center-to-center distance that is a distance between opening center lines passing through the adjacent openings 103 a and 103 b among the openings 103 a and 103 b, and the adjacent openings 103 a among the openings 103 a and 103 b are Assuming that the angle between the optical axes of the respective light beams passing through 103b is θ and the focal length of the cylinder lens 104 is f, the aperture member 103 is based on the experimental result shown in FIG. It is configured to satisfy.
b ≧ 4f · tan (θ / 2) (Equation 1)
[0037]
In the experiment, assuming that the focal length f = 70.6 mm, θ = 5.8 °, and the upper limit of the diameter of each light beam is 65 μm, b = 16.7 mm (see FIG. 5A), b = 14 The relationship between the depth of focus and the diameter of the light beam in each case of 0.0 mm (see FIG. 5B) and b = 8.5 mm (see FIG. 5C) was determined. In FIG. 5, the vertical axis indicates the diameter of each light beam in the sub-scanning direction Y of the photosensitive surface 10a (also referred to as a beam spot diameter, the unit is μm), while the horizontal axis indicates the depth of focus (the unit is mm). ). According to FIG. 5A, when b = 16.7 mm, the range of the depth of focus where the diameter of the light beam is 65 μm or less (hereinafter, referred to as the allowable range of the depth of focus) is 6.39 mm. According to FIG. 5B, when b = 16.7 mm, the allowable range of the depth of focus is 5.95. According to FIG. 5C, when b = 8.5 mm, the allowable range of the depth of focus is 4.75. From these experimental results, if the aperture member 103 is configured to satisfy Expression 1, the allowable range of the depth of focus is secured to 6.00 mm or more, and even when the depth of focus shifts in the minus direction. The change in the diameter of the light beam is gradual.
[0038]
According to the present embodiment, when the aperture member 103 satisfies “b ≧ 4f · tan (θ / 2)”, the amount of change in the diameter of the light beam with respect to the defocus amount becomes gentle, so that the aperture member 103 The distribution of the intensity of the light beam due to the diffraction of the light beam that has passed through is prevented from being generated, and a higher quality image can be provided.
[0039]
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the optical scanning device according to the present invention will be described with reference to FIG. It should be noted that parts that are the same as those described in the first embodiment and the second embodiment are omitted.
[0040]
As shown in FIG. 6, in the aperture member 103, the distance from the central axis of the apertures 103a and 103b to the peripheral wall surface 103c forming the apertures 103a and 103b is from the side of the laser diode arrays 101a and 101b to the polygon motor 105. The peripheral wall surface 103c is inclined so as to increase toward the side. Further, in the opening member 103, when the angle between the peripheral wall surface 103c of the opening member 103 and the optical axis of the light beam from the laser diode arrays 101a and 101b is δ, the opening member 103 is configured to satisfy the following expression. Have been.
δ− (θ / 2)> 0 (Equation 2)
[0041]
According to the present embodiment, the frequency at which the light beam from the laser diode arrays 101a and 101b is reflected on the peripheral wall surface 103c of the aperture member 103 is reduced, and the frequency at which a ghost image is generated on the photosensitive surface 10a is also reduced. High quality images can be provided. Further, since the frequency of the light beam reflected on the peripheral wall surface 103c of the opening member 103 returns to the laser diode arrays 101a and 101b, it is possible to prevent the laser diode arrays 101a and 101b from being broken by the reflected light beam. it can.
[0042]
According to the present embodiment, the frequency of the light beams from the laser diode arrays 101a and 101b being reflected on the peripheral wall surface 103c of the aperture member 103 is lower, and the frequency of the occurrence of the ghost image on the photosensitive surface 10a is lower. , Can provide higher quality images. Further, since the frequency of the light beam reflected on the peripheral wall surface 103c of the aperture member 103 returns to the laser diode arrays 101a and 101b, the laser diode arrays 101a and 101b are further prevented from being broken by the reflected light beam. be able to.
[0043]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the aperture member is freely disposed between the light source and the deflecting member, it is possible to avoid the distribution of the intensity of the light beam caused by the diffraction of the light beam that has passed through the aperture member, and to achieve high quality. Images can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of an optical scanning device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a top view showing a configuration of the first embodiment. FIG. 3 is a first embodiment. FIG. 4 is a perspective view showing a configuration of an opening member which is a main part of FIG. 4. FIG. 4 is a cross-sectional top view in a main scanning direction showing a configuration of an opening member which is a main part of a second embodiment of the optical scanning device according to the present invention. FIG. 5 is a graph showing an experimental result for deriving conditions of an aperture member which is a main part of the second embodiment (the vertical axis indicates the diameter of a light beam, and the horizontal axis indicates the depth of focus).
FIG. 6 is a cross-sectional top view in the main scanning direction showing a configuration of an opening member which is a main part of an optical scanning device according to a third embodiment of the present invention.
101a, 101b Laser diode array (light source)
103 Opening members 103a, 103b Opening 103c Peripheral wall surface 104 Cylinder lens (convergent imaging member)
105 Polygon motor (deflection member)

Claims

光線を発する光源と、
前記光源によって発せれた光線の集まりである光線束をその開きを調整して通過させる開口部が形成された開口部材と、
前記光源側からの光線束を第１の方向に収束させて第１の方向と垂直な方向な第２の方向に長い線像に結像する収束結像部材と、
前記収束結像部材によって収束結像された光線束を偏向する偏向部材と、
前記偏向部材によって偏向された光線束を光線束によって走査される被走査面に集光する集光部材とを備え、
前記開口部材は、前記光源と前記偏向部材との間に着脱可能に設けられていることを特徴とする光走査装置。A light source that emits light rays,
An opening member formed with an opening that allows a light beam bundle, which is a collection of light beams emitted by the light source, to pass therethrough with its opening adjusted.
A converging imaging member that converges a light beam from the light source side in a first direction to form a line image long in a second direction perpendicular to the first direction;
A deflecting member that deflects the light beam converged and imaged by the convergent imaging member,
A light-condensing member that converges the light beam deflected by the deflecting member onto a surface to be scanned that is scanned by the light beam,
The optical scanning device, wherein the opening member is detachably provided between the light source and the deflection member.

前記開口部材は、前記光源と前記収束結像部材との間に着脱可能に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。The optical scanning device according to claim 1, wherein the aperture member is detachably provided between the light source and the convergent image forming member.

前記開口部材は、その固定位置を決するための位置決め穴を有することを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。The optical scanning device according to claim 1, wherein the opening member has a positioning hole for determining a fixing position.

前記開口部材に形成された前記開口部のうち隣り合う前記開口部の中心間距離をｂ、前記開口部材に形成された前記開口部のうち隣り合う前記開口部を通過する各光線束の光軸がなす角度をθ、前記収束結像部材の焦点距離をｆとするとき、前記開口部材は、
ｂ≧４ｆ・ｔａｎ（θ／２）
を満たしていることを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れかに記載の光走査装置。B is the distance between centers of adjacent openings among the openings formed in the opening member, and the optical axis of each light beam passing through the adjacent openings among the openings formed in the opening member. When the angle formed by θ and the focal length of the convergent imaging member is f, the aperture member is:
b ≧ 4f · tan (θ / 2)
The optical scanning device according to claim 1, wherein the optical scanning device satisfies the following.

前記開口部材は、前記開口部中心である開口中心軸から前記開口部を形成する周壁面までの距離が前記光源側から前記偏向部材側に向けて大きくなるように前記周壁面を勾配させていることを特徴とする請求項１ないし請求項４に記載の光走査装置。The opening member slopes the peripheral wall such that a distance from an opening central axis that is the center of the opening to a peripheral wall forming the opening increases from the light source side toward the deflection member side. The optical scanning device according to claim 1, wherein:

前記開口部材の前記周壁面と前記光源からの光線束の光軸とのなす角をδとするとき、前記開口部材は、
δ−（θ／２）＞０
を満たしていることを特徴とする請求項５に記載の光走査装置。When an angle between the peripheral wall surface of the opening member and the optical axis of the light beam from the light source is δ, the opening member is
δ− (θ / 2)> 0
The optical scanning device according to claim 5, wherein:

前記開口部材は、被走査面を走査する光線束の副走査方向の開きを調整するように前記光源からの光線束の開きを調整することを特徴とする請求項１ないし請求項６の何れかに記載の光走査装置。7. The aperture member according to claim 1, wherein the aperture member adjusts the aperture of the light beam from the light source so as to adjust the aperture of the light beam for scanning the surface to be scanned in the sub-scanning direction. 3. The optical scanning device according to claim 1.

請求項１ないし請求項７の何れかに記載の光走査装置を備えることを特徴とする画像形成装置。An image forming apparatus comprising the optical scanning device according to claim 1.