JP2009251485A - Laser scanner and color image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像形成装置や画像読取装置に組み込まれるレーザ走査装置の改良に関する。 The present invention relates to an improvement in a laser scanning device incorporated in an image forming apparatus or an image reading apparatus.
レーザ走査装置は、画像形成装置の感光体や画像読取装置の原稿を面走査する装置であるが、装置を小型化するために、従来から様々な工夫がある。 A laser scanning device is a device that scans a surface of a photoconductor of an image forming apparatus or a document of an image reading apparatus. However, various devices have been conventionally used to reduce the size of the apparatus.
特許文献1では、半導体レーザからのレーザビームをコリメータレンズで平行光とした後に、ポリゴンからなる偏向手段で偏向し感光体に入射させている。 In Patent Document 1, a laser beam from a semiconductor laser is converted into parallel light by a collimator lens, and then deflected by deflecting means made of polygons to enter a photosensitive member.
特許文献1の走査光学系では、レーザビームの光路を偏向手段により偏向面に平行に設定し、感光体の直前において、曲げて感光体に入射させている。 In the scanning optical system of Patent Document 1, the optical path of a laser beam is set parallel to the deflection surface by a deflecting unit, and is bent and incident on the photoconductor immediately before the photoconductor.
特許文献2では、複数のミラーを用いることにより、レーザビームを曲げ、折り返し光路を形成することにより、レーザ走査装置を小型化している。
特許文献1の走査光学系では、光路の大部分は偏向手段に平行であるために、レーザ走査装置の光路に沿った方向の長さが長くなり、レーザ走査装置を小型化することが困難であるという問題がある。 In the scanning optical system of Patent Document 1, since most of the optical path is parallel to the deflecting means, the length in the direction along the optical path of the laser scanning device becomes long, and it is difficult to downsize the laser scanning device. There is a problem that there is.
ところで、レーザ走査装置を構成する部品として、レーザを駆動する回路が搭載された駆動回路基板がある。 Incidentally, there is a drive circuit board on which a circuit for driving a laser is mounted as a component constituting the laser scanning device.
特許文献2では、この駆動回路基板が示されていないが、駆動回路基板は、レーザ走査装置において、容積の大きな部品の一つであり、前記駆動回路基板の配置如何によっては、レーザ走査装置が大型になる。 In Patent Document 2, this drive circuit board is not shown. However, the drive circuit board is one of the large-volume components in the laser scanning device. Depending on the arrangement of the drive circuit board, the laser scanning device may be Become large.
即ち、偏向手段に向かうレーザビームの光路を作るために、偏向手段の偏向面に直角に配置された駆動回路基板にレーザ光源を取り付ける構成を採った場合、縦に配置された駆動回路基板によりレーザ走査装置の高さが高くなって、装置を小型化することができない。 That is, in order to create an optical path of the laser beam toward the deflecting means, when the laser light source is attached to the drive circuit board arranged at right angles to the deflection surface of the deflecting means, the laser is driven by the vertically arranged drive circuit board. The height of the scanning device becomes high and the device cannot be miniaturized.
本発明は、従来のレーザ走査装置における前記の問題を解決し、小型化されたレーザ走査装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems in a conventional laser scanning apparatus and provide a miniaturized laser scanning apparatus.
前記目的は下記の発明により達成される。 The object is achieved by the following invention.
1.
レーザ光源、
該レーザ光源が取り付けられ、前記レーザ光源を駆動する駆動回路が搭載された駆動回路基板、
該レーザ光源からのレーザビームを偏向する偏向手段
前記レーザ光源から出射したレーザビームを曲げて、第1のレーザビームを形成する第1光学素子及び、
前記第1のレーザビームを少なくとも2回曲げて前記第1のレーザビームに平行で、前記第1のレーザビームと反対方向に進む第2のレーザビームを形成する第2光学素子
を有するレーザ走査装置において、
前記駆動回路基板は、前記第1のレーザビームと、前記第2のレーザビームとの間に配置されたことを特徴とするレーザ走査装置。
1.
Laser light source,
A drive circuit board on which the laser light source is mounted and a drive circuit for driving the laser light source is mounted;
Deflection means for deflecting a laser beam from the laser light source; a first optical element for bending the laser beam emitted from the laser light source to form a first laser beam; and
A laser scanning device comprising: a second optical element configured to bend the first laser beam at least twice to form a second laser beam parallel to the first laser beam and traveling in a direction opposite to the first laser beam. In
The laser scanning device, wherein the drive circuit board is disposed between the first laser beam and the second laser beam.
2.
前記第1のレーザビームに平行な他のレーザビームを出射する他のレーザ光源及び、
該他のレーザ光源が取り付けられ、前記他のレーザ光源を駆動する他の駆動回路が搭載され、前記第1のレーザビームに直角に配置された他の駆動回路基板、
を有することを特徴とする前記1に記載のレーザ走査装置。
2.
Another laser light source for emitting another laser beam parallel to the first laser beam; and
Another drive circuit board mounted with the other laser light source, mounted with another drive circuit for driving the other laser light source, and disposed perpendicular to the first laser beam;
2. The laser scanning device according to 1 above, wherein
3.
前記第1、第2のレーザビームの外側で、且つ、前記第1、第2のレーザビームに直角な2枚の側枠及び、
前記第1のレーザビームと前記第2のレーザビームとの間に配置され、前記第1、第2のレーザビームに平行な部分を有し、第1室及び第2室を形成する仕切枠、
を有し、
前記第1室には、前記駆動回路基板、前記レーザ光源、前記第1光学素子、前記第2光学素子の一部が配置され、
前記第2室には、前記偏向手段及び、前記第2光学素子の他の一部が配置されたことを特徴とする前記1に記載のレーザ走査装置。
3.
Two side frames outside the first and second laser beams and perpendicular to the first and second laser beams; and
A partition frame disposed between the first laser beam and the second laser beam, having a portion parallel to the first and second laser beams, and forming a first chamber and a second chamber;
Have
In the first chamber, the drive circuit board, the laser light source, the first optical element, and a part of the second optical element are arranged,
2. The laser scanning device according to 1 above, wherein the deflecting unit and another part of the second optical element are disposed in the second chamber.
4.
前記第1、第2のレーザビームの外側に、且つ、前記第1、第2のレーザビームに直角な2枚の側枠及び、
前記第1のレーザビームと前記第2のレーザビームとの間に配置され、前記第1、第2のレーザビームに平行な部分を有し、第1室及び第2室を形成する仕切枠を有し、
前記第1室には、前記駆動回路基板、前記他の駆動回路基板、前記レーザ光源、前記他のレーザ光源、前記第1光学素子及び、前記第2光学素子の一部が配置され、前記第2室には、前記偏向手段及び、前記第2光学素子の他の一部が配置されたことを特徴とする前記2に記載のレーザ走査装置。
4).
Two side frames outside the first and second laser beams and perpendicular to the first and second laser beams; and
A partition frame disposed between the first laser beam and the second laser beam, having a portion parallel to the first and second laser beams, and forming a first chamber and a second chamber; Have
In the first chamber, the drive circuit board, the other drive circuit board, the laser light source, the other laser light source, the first optical element, and a part of the second optical element are arranged, and the first chamber 3. The laser scanning device according to 2, wherein the deflection unit and another part of the second optical element are arranged in two chambers.
5.
前記レーザ光源は、複数本のレーザビームを発光することを特徴とする前記1〜4のいずれか1項に記載のレーザ走査装置。
5.
5. The laser scanning device according to any one of 1 to 4, wherein the laser light source emits a plurality of laser beams.
6.
前記他のレーザ光源は、複数本のレーザビームを発光することを特徴とする前記2又は前記4に記載のレーザ走査装置。
6).
5. The laser scanning device according to 2 or 4, wherein the other laser light source emits a plurality of laser beams.
7.
重なって配置された前記1〜6のいずれか1項に記載の複数のレーザ走査装置及び該レーザ走査装置のそれぞれにより走査露光される感光体を有することを特徴とするカラー画像形成装置。
7).
A color image forming apparatus comprising: a plurality of the laser scanning devices according to any one of 1 to 6 described above, and a photoconductor that is scanned and exposed by each of the laser scanning devices.
本発明においては、折り返し光路が形成され、該折り返し光路の間にレーザを駆動する駆動回路基板が配置されている。 In the present invention, a return optical path is formed, and a drive circuit board for driving a laser is disposed between the return optical paths.
従って、前記折り返し光路の方向の長さが短縮されるとともに、前記折り返し光路に直角な方向の高さが低くなって、全体として小型化されたレーザ走査装置が実現される。 Accordingly, the length in the direction of the folded optical path is shortened, and the height in the direction perpendicular to the folded optical path is reduced, so that a laser scanning apparatus that is miniaturized as a whole is realized.
〔実施の形態1〕
図1は本発明の実施の形態に係るレーザ走査装置の断面図である。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a sectional view of a laser scanning device according to an embodiment of the present invention.
図において、31はレーザ光源としての半導体レーザ、32はレーザビームをほぼ垂直に曲げる第1光学素子としてのプリズム、33は平行光ビームを形成するコリメータレンズ、34はレーザビームを偏向し、走査光を形成する偏向手段としてのポリゴンミラー、35はfθレンズ、36、37はレーザビームをそれぞれほぼ直角に折り曲げる第2光学素子としてのミラー、38は画像形成装置の感光体や画像読取装置の撮像素子に光を結像させるシリンドリカルレンズである。 In the figure, 31 is a semiconductor laser as a laser light source, 32 is a prism as a first optical element that bends the laser beam substantially vertically, 33 is a collimator lens that forms a parallel light beam, and 34 deflects the laser beam to scan light. A polygon mirror as a deflecting means for forming the lens, 35 an fθ lens, 36 and 37 a mirror as a second optical element for bending the laser beam substantially at right angles, and 38 a photoconductor of the image forming apparatus and an image sensor of the image reading apparatus. This is a cylindrical lens that forms an image of light.
31〜38で示した部品で構成される走査光学系は、遮光性の枠内に設置される。該枠は両端部において直立した側枠40A、40C及び仕切枠40Bで構成される。
The scanning optical system composed of the
仕切枠40Bは枠により形成される扁平な空間を扁平な第1室Aと扁平な第2室Bとに分ける。
The
半導体レーザ31は第1空間Aに配置された駆動回路基板41に取り付けられている。半導体レーザ31としては、高速の走査を可能とするために、複数のレーザビームを同時に発光する複数レーザ素子を有するものが好ましい。従って、駆動回路基板41としては、複数のレーザを駆動する駆動回路が搭載されたものが好ましい。
The
図示の例では、半導体レーザ31から出射したレーザビームLBは、半導体レーザ1から上方の向かい、プリズム32によりほぼ水平方向に曲げられて水平な第1のレーザビームLB1が形成される。
In the illustrated example, the laser beam LB emitted from the
コリメータレンズ33により平行光が形成され、仕切枠40Bに設けられた開口40Dを通過し、ポリゴンミラー34により偏向される。
Parallel light is formed by the
ポリゴンミラー34により偏向されたレーザビームLB1はfθレンズ35を通過し、ミラー36によりほぼ直角に曲げられ、仕切枠40Bに設けられた開口40Eを通過し、ミラー37により曲げられる。
The laser beam LB1 deflected by the
レーザビームLB1はミラー36、37の反射で折り返す。
The laser beam LB1 is folded back by the reflection of the
ミラー36、37により、進行方向を反転した第2のレーザビームLB2が形成される。
The
第2のレーザビームLB2はシリンドリカルレンズ38及び側枠40Aに設けられた開口40Fを通過して、感光体や原稿面で構成される被走査面(図示せず)に入射する。
The second laser beam LB2 passes through the
図示のように、第1のレーザビームLB1と第2のレーザビームLB2は、互いに平行であり、ポリゴンミラー34の偏向面に平行な折り返し光路を形成する。
As shown in the drawing, the first laser beam LB1 and the second laser beam LB2 are parallel to each other, and form a folded optical path parallel to the deflection surface of the
なお、開口40Fと被走査面との間には、画像形成装置や画像読取装置の構成との関係で、ミラーやプリズム等の光学部品が1又は複数配置される場合がある。
Note that one or a plurality of optical components such as a mirror and a prism may be disposed between the
本実施の形態においては、複数の光学素子32、36、37により互いに平行なレーザビームLB1、LB2が形成される。
In the present embodiment, laser beams LB1 and LB2 that are parallel to each other are formed by the plurality of
半導体レーザ31が取り付けられ、半導体レーザ31を駆動する回路が搭載された駆動回路基板41が光路LB1と光路LB2との間に配置される。
A
このような駆動回路基板41の配置により、走査光学装置の高さを低くすることが可能となり、走査光学装置が組み込まれる画像形成装置や画像読取装置が小型化される。しかも、レーザ走査装置における光路方向の長さが短縮される。
Such an arrangement of the
特に、複数の走査光学装置が組み込まれるカラー画像形成装置における小型化の効果が大きい。
〔実施の形態2〕
図2は本発明の実施の形態2に係る走査光学装置の断面図である。
In particular, the effect of miniaturization is great in a color image forming apparatus in which a plurality of scanning optical devices are incorporated.
[Embodiment 2]
FIG. 2 is a sectional view of a scanning optical apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
本実施の形態は、光源としてレーザ光源としての半導体レーザ31A及び他のレーザ光源としての半導体レーザ31Bを有する。
The present embodiment includes a
半導体レーザ31A、31Bはそれぞれ、例えば、4本のレーザビームを出力する発光素子であり、半導体レーザ1A、からは合計8本のレーザビームが出力される。従って、本実施の形態により、きわめて高速の性能を有する光走査装置が実現される。
Each of the
半導体レーザ31Aの駆動回路基板41Aは第1のレーザビームLB1と第2のレーザビームLB2との間に、これらレーザビームLB1、LB2に基板面が平行に配置される。これに対して、半導体レーザ31Bの他の駆動回路基板としての駆動回路基板41Bは側板10Aに平行に配置される。
The
本実施の形態は高速性能を有しながら、高さを低くしたものである。 In this embodiment, the height is lowered while having high speed performance.
駆動回路基板41Bは、垂直、即ち、側枠40Aに平行に配置されているが、従来の駆動回路基板よりも小型化されている。
The
即ち、2個の駆動回路基板41A、41Bで半導体レーザを駆動する回路基板を構成しているので、駆動回路基板41A、41Bは従来のものに比較して小型のものとなる。
That is, since the circuit board for driving the semiconductor laser is constituted by the two
これにより、駆動回路基板41Bにより光走査装置の高さが従来のものより低くなり、高速性能を有しながら、小型化されている。
〔カラー画像形成装置〕
図3は本発明の実施の形態に係るカラー画像形成装置の全体構成を示す図である。
As a result, the height of the optical scanning device becomes lower than that of the conventional one by the
[Color image forming apparatus]
FIG. 3 is a diagram showing the overall configuration of the color image forming apparatus according to the embodiment of the present invention.
カラー画像形成装置は、感光体上にイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及び黒(K)トナーから成るトナー像をそれぞれ形成し、複数の感光体上に形成されたトナー像を、中間転写体を介して、或いは直接に転写材上に重ね合わせて形成されるタンデム型のカラー画像形成装置である。 The color image forming apparatus forms toner images composed of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) toners on a photoconductor, and forms toner images on a plurality of photoconductors. Is a tandem type color image forming apparatus which is formed by superimposing them on a transfer material directly or via an intermediate transfer member.
図1に示すカラー画像形成装置は、感光体上に形成されたトナー像を中間転写体上に重ね合わせて転写し、重ね合わせたトナー像を一括して転写するタンデム型カラー画像形成装置と称せられるものである。 The color image forming apparatus shown in FIG. 1 is referred to as a tandem type color image forming apparatus in which a toner image formed on a photosensitive member is superimposed and transferred onto an intermediate transfer member, and the superimposed toner images are transferred collectively. It is what
カラー画像形成装置は複数組の画像形成部10Y,10M,10C,10Kと、中間転写ユニット7と、給紙搬送手段及び定着手段24とを有し、上部には、原稿画像読み取り装置SCが配置されている。
The color image forming apparatus has a plurality of sets of
イエロー色の画像を形成する画像形成部10Yは、感光体(感光体)1Yの周囲に配置された帯電手段2Y、露光手段3Y、現像手段4Y、一次転写手段5Y、クリーニング手段6Yを有する。マゼンタ色の画像を形成する画像形成部10Mは、感光体(感光体)1M、帯電手段2M、露光手段3M、現像手段4M、一次転写手段5M、クリーニング手段6Mを有する。シアン色の画像を形成する画像形成部10Cは、感光体(感光体)1C、帯電手段2C、露光手段3C、現像手段4C、一次転写手段5C、クリーニング手段6Cを有する。黒色画像を形成する画像形成部10Kは、感光体(感光体)1K、帯電手段2K、露光手段3K、現像手段4K、一次転写手段5K、クリーニング手段6Kを有する。
The
中間転写ユニット7は、複数のローラにより巻回され、回動可能に支持された半導電性エンドレスベルト状の中間転写体70を有する。
The
露光手段3Y、3M、3C及び3Kは、図1又は図2に示したレーザ走査装置からなる。 The exposure means 3Y, 3M, 3C, and 3K are composed of the laser scanning device shown in FIG.
画像形成部10Y,10M,10C,10Kより形成された各色の画像は、一次転写手段5Y,5M,5C,5Kにより、回動する中間転写体70上に同期がとられて逐次重ね合わせて転写されて、合成されたカラー画像が形成される。給紙カセット20内に収容された記録媒体(以下、用紙と称す)Pは、給紙手段21により給紙され、複数の中間ローラ22A,22B,22C,22D、レジストローラ23を経て、二次転写手段5Aに搬送され、用紙P上に重ね合わされたカラー画像が一括転写される。カラー画像が転写された用紙Pは、定着手段24により定着処理され、排紙ローラ25に挟持されて機外の排紙トレイ26上に載置される。
The images of the respective colors formed by the
一方、二次転写手段5Aにより用紙Pにカラー画像を転写した後、用紙Pを曲率分離した中間転写体70は、クリーニング手段6Aにより残留トナーが除去される。
On the other hand, after the color image is transferred onto the paper P by the secondary transfer means 5A, the residual toner is removed by the cleaning means 6A from the
画像形成処理中、一次転写手段5Kは常時、感光体1Kに圧接している。他の一次転写手段5Y,5M,5Cはカラー画像形成時にのみ、それぞれ対応する感光体1Y,1M,1Cに圧接する。
During the image forming process, the
二次転写手段5Aは、ここを用紙Pが通過して二次転写が行われる時にのみ、中間転写体70に圧接する。
The
31、31A、31B 半導体レーザ
32 プリズム
33 コリメータレンズ
34 ポリゴンミラー
35 fθレンズ
36、37 ミラー
38 シリンドリカルレンズ
40A、40C 側枠
40B 仕切枠
41、41A、41B 駆動回路基板
31, 31A,
Claims (7)
該レーザ光源が取り付けられ、前記レーザ光源を駆動する駆動回路が搭載された駆動回路基板、
該レーザ光源からのレーザビームを偏向する偏向手段
前記レーザ光源から出射したレーザビームを曲げて、第1のレーザビームを形成する第1光学素子及び、
前記第1のレーザビームを少なくとも2回曲げて前記第1のレーザビームに平行で、前記第1のレーザビームと反対方向に進む第2のレーザビームを形成する第2光学素子
を有するレーザ走査装置において、
前記駆動回路基板は、前記第1のレーザビームと、前記第2のレーザビームとの間に配置されたことを特徴とするレーザ走査装置。 Laser light source,
A drive circuit board on which the laser light source is mounted and a drive circuit for driving the laser light source is mounted;
Deflection means for deflecting a laser beam from the laser light source; a first optical element for bending the laser beam emitted from the laser light source to form a first laser beam; and
A laser scanning device comprising: a second optical element configured to bend the first laser beam at least twice to form a second laser beam parallel to the first laser beam and traveling in a direction opposite to the first laser beam. In
The laser scanning device, wherein the drive circuit board is disposed between the first laser beam and the second laser beam.
該他のレーザ光源が取り付けられ、前記他のレーザ光源を駆動する他の駆動回路が搭載され、前記第1のレーザビームに直角に配置された他の駆動回路基板、
を有することを特徴とする請求項1に記載のレーザ走査装置。 Another laser light source for emitting another laser beam parallel to the first laser beam; and
Another drive circuit board mounted with the other laser light source, mounted with another drive circuit for driving the other laser light source, and disposed perpendicular to the first laser beam;
The laser scanning device according to claim 1, comprising:
前記第1のレーザビームと前記第2のレーザビームとの間に配置され、前記第1、第2のレーザビームに平行な部分を有し、第1室及び第2室を形成する仕切枠、
を有し、
前記第1室には、前記駆動回路基板、前記レーザ光源、前記第1光学素子、前記第2光学素子の一部が配置され、
前記第2室には、前記偏向手段及び、前記第2光学素子の他の一部が配置されたことを特徴とする請求項1に記載のレーザ走査装置。 Two side frames outside the first and second laser beams and perpendicular to the first and second laser beams; and
A partition frame disposed between the first laser beam and the second laser beam, having a portion parallel to the first and second laser beams, and forming a first chamber and a second chamber;
Have
In the first chamber, the drive circuit board, the laser light source, the first optical element, and a part of the second optical element are arranged,
2. The laser scanning device according to claim 1, wherein the deflection unit and another part of the second optical element are arranged in the second chamber.
前記第1のレーザビームと前記第2のレーザビームとの間に配置され、前記第1、第2のレーザビームに平行な部分を有し、第1室及び第2室を形成する仕切枠を有し、
前記第1室には、前記駆動回路基板、前記他の駆動回路基板、前記レーザ光源、前記他のレーザ光源、前記第1光学素子及び、前記第2光学素子の一部が配置され、前記第2室には、前記偏向手段及び、前記第2光学素子の他の一部が配置されたことを特徴とする請求項2に記載のレーザ走査装置。 Two side frames outside the first and second laser beams and perpendicular to the first and second laser beams; and
A partition frame disposed between the first laser beam and the second laser beam, having a portion parallel to the first and second laser beams, and forming a first chamber and a second chamber; Have
In the first chamber, the drive circuit board, the other drive circuit board, the laser light source, the other laser light source, the first optical element, and a part of the second optical element are arranged, and the first chamber The laser scanning apparatus according to claim 2, wherein the deflection unit and another part of the second optical element are arranged in two chambers.
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