JP2009258435A - Laser scanning optical apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザ走査光学装置、特に、画像データに基づいて変調されたレーザビームで像担持体上を走査するレーザ走査光学装置に関する。 The present invention relates to a laser scanning optical apparatus, and more particularly to a laser scanning optical apparatus that scans an image carrier with a laser beam modulated based on image data.
従来から、Y,M,C,Kの各色の画像を形成するユニットを並置したタンデム方式でカラー画像を形成する複写機やプリンタなどの画像形成装置が知られている。この種の画像形成装置に搭載されるレーザ走査光学装置としては、複数の光源から放射されたレーザビームを単一の偏向器(ポリゴンミラー)で偏向し、各感光体ドラム上を走査するものが知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, image forming apparatuses such as copiers and printers that form color images by a tandem method in which units for forming images of Y, M, C, and K are juxtaposed are known. As a laser scanning optical device mounted on this type of image forming apparatus, a laser beam emitted from a plurality of light sources is deflected by a single deflector (polygon mirror) and scanned on each photosensitive drum. Are known.
各光源から放射されたレーザビームは偏向器に対して副走査方向に角度を有して斜入射し、偏向後に折返しミラーにて光路を分離される。光路を分離するスペースは極めて狭く、偏向器や折返しミラーなどの部品精度や配置精度が悪いと、ビームの一部が折返しミラーに衝突して欠けたり、回折現象でゴースト光が発生するおそれがある。 The laser beam emitted from each light source is obliquely incident on the deflector at an angle in the sub-scanning direction, and the optical path is separated by a folding mirror after deflection. The space that separates the optical path is extremely narrow, and if the accuracy of the parts such as the deflector and the folding mirror is poor, the beam may collide with the folding mirror and chip, or ghost light may be generated due to diffraction. .
そこで、前記不具合を解消するために、レーザビームが偏向器へ斜入射する角度を調整する必要があり、一般的に、光源光学系に配置された光路を折り返すための折返しミラー又はシリンダミラーを主走査方向の軸を中心に回転させることで行われていた。また、特許文献1には、光源ごとに配置したシリンダレンズを調整することで、感光体上での副走査方向のビーム間隔を調整することが記載されている。 Therefore, in order to solve the above problems, it is necessary to adjust the angle at which the laser beam is obliquely incident on the deflector. Generally, a folding mirror or a cylinder mirror for folding the optical path disposed in the light source optical system is used. This has been done by rotating around an axis in the scanning direction. Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228561 describes that the beam interval in the sub-scanning direction on the photosensitive member is adjusted by adjusting a cylinder lens arranged for each light source.
しかしながら、折返しミラーやシリンダミラーを主走査方向の軸を中心に回転させて調整する機構では、ミラーを保持するためのホルダ、回転調整するためのねじ部材や板ばねなどの多くの部品を必要とし、構成も複雑化し、結果的にコストアップを招来していた。特許文献1は、タンデム方式のレーザ走査光学装置に言及するものではなく、仮にこの機構をタンデム方式に適用したとしても、四つの光源に対応してシリンダレンズとその調整機構を配置することになり、部品点数の増加、コストアップは避けられない。
そこで、本発明の目的は、簡単な構成で偏向器への斜入射角度を調整することのできるレーザ走査光学装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a laser scanning optical device capable of adjusting an oblique incident angle to a deflector with a simple configuration.
以上の目的を達成するため、本発明の一形態であるレーザ走査光学装置は、
画像データに基づいて変調されたレーザビームで像担持体上を走査するレーザ走査光学装置において、
複数の光源と、
前記光源から発せられたそれぞれのレーザビームを略平行光に整形する集光光学素子と、
前記集光光学素子から射出したそれぞれのレーザビームを副走査方向に集光かつ屈折させる単一のシリンダレンズと、
前記シリンダレンズから射出された複数のレーザビームを同時に偏向する単一の偏向器と、
前記偏向器で偏向されたレーザビームのそれぞれを各感光体上に結像させる走査光学素子及びレーザビームの光路を分離する折返しミラーを含む走査光学系と、
を備え、
前記シリンダレンズから射出されるレーザビームは前記偏向器に対して副走査方向に角度を有して斜入射し、
前記シリンダレンズとその保持部材の座面との間に該シリンダレンズの副走査方向の高さを調整するための隙間を設けたこと、
を特徴とする。
In order to achieve the above object, a laser scanning optical device according to one aspect of the present invention is
In a laser scanning optical device that scans an image carrier with a laser beam modulated based on image data,
Multiple light sources;
A condensing optical element that shapes each laser beam emitted from the light source into substantially parallel light;
A single cylinder lens for condensing and refracting each laser beam emitted from the condensing optical element in the sub-scanning direction;
A single deflector for simultaneously deflecting a plurality of laser beams emitted from the cylinder lens;
A scanning optical system including a scanning optical element that forms an image of each of the laser beams deflected by the deflector on each photosensitive member, and a folding mirror that separates the optical path of the laser beam;
With
The laser beam emitted from the cylinder lens is obliquely incident on the deflector at an angle in the sub-scanning direction,
A gap for adjusting the height of the cylinder lens in the sub-scanning direction is provided between the cylinder lens and the seating surface of the holding member;
It is characterized by.
前記レーザ走査光学装置においては、シリンダレンズとその保持部材の座面との間に設けられた隙間を調整代にしてシリンダレンズの副走査方向の高さを調整する。このような少ない部品と簡単な構成による調整によって、レーザビームの偏向器に対する斜入射角度が調整され、走査光学系での折返しミラーによる光路の分離を確実に行うことができ、ビームの一部が折返しミラーに衝突して欠けたり、ゴースト光が発生するおそれを解消できる。特に、シリンダレンズを保持部材に接着固定する構成を採用すれば、極めて簡略化された構成となり、固定作業も容易である。 In the laser scanning optical device, the height of the cylinder lens in the sub-scanning direction is adjusted using a clearance provided between the cylinder lens and the seating surface of the holding member as an adjustment allowance. By adjusting with such a small number of parts and a simple configuration, the oblique incident angle of the laser beam to the deflector is adjusted, and the optical path can be reliably separated by the folding mirror in the scanning optical system, and a part of the beam is The possibility of colliding with the folding mirror and chipping or generating ghost light can be eliminated. In particular, if a configuration in which the cylinder lens is bonded and fixed to the holding member is adopted, the configuration becomes extremely simplified and the fixing operation is easy.
以下、本発明に係るレーザ走査光学装置の実施例について、添付図面を参照して説明する。 Embodiments of a laser scanning optical apparatus according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
(第1実施例、図1〜図5参照)
本発明に係るレーザ走査光学装置の第1実施例について図1〜図5を参照して説明する。このレーザ走査光学装置1Aは、Y(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、K(ブラック)の各色の画像を形成する四つの画像形成ユニットを並置したタンデム方式の画像形成装置に搭載されるものである。なお、以下の説明において各符号にY,M,C,Kの符号を付する場合は形成される色を示している。
(Refer 1st Example and FIGS. 1-5)
A laser scanning optical apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This laser scanning optical device 1A is mounted on a tandem type image forming apparatus in which four image forming units for forming images of each color of Y (yellow), M (magenta), C (cyan), and K (black) are juxtaposed. It is what is done. In the following description, the symbols Y, M, C, and K are attached to the respective symbols to indicate the colors to be formed.
具体的には、図1に示すように、光源であるレーザダイオード11からポリゴンミラー30に到る光路を形成する光源光学系10と、図2に示すように、ポリゴンミラー30で偏向された四つのレーザビームLを各感光体ドラム40に結像させる走査光学系20とで構成されている。これらの構成部材はハウジング35に搭載されている。
Specifically, as shown in FIG. 1, a light source
光源光学系10は、レーザダイオード11と、コリメータレンズ12と、折返しミラー13と、単一のシリンダレンズ14と、単一の折返しミラー15とで構成されている。各レーザダイオード11は画像データに基づいて変調駆動され、放射されたそれぞれのレーザビームLはコリメータレンズ12で平行光に整形され、折返しミラー13で反射されて光軸方向Xを揃えられる。その後、レーザビームLは、シリンダレンズ14で副走査方向Zに集光かつ屈折されるとともに、折返しミラー15で反射され、ポリゴンミラー30に導かれる。各レーザビームLは同時にポリゴンミラー30の各偏向面で主走査方向Yに偏向される。
The light source
走査光学系20は、各光路に共通の第1走査レンズ21と、各光路を分離する折返しミラー22と、各レーザビームLを各感光体ドラム40に導く折返しミラー23と、各光路に個別に配置された第2走査レンズ24とで構成されている。ポリゴンミラー30で偏向されたレーザビームLは、第1走査レンズ21を透過した後、ビームLyは折返しミラー22Y,23Yで反射して第2走査レンズ24Yを透過し、感光体ドラム40Y上を走査する。ビームLmは折返しミラー22M,23Mで反射して第2走査レンズ24Mを透過し、感光体ドラム40M上を走査する。ビームLcは折返しミラー22C,23Cで反射して第2走査レンズ24Cを透過し、感光体ドラム40C上を走査する。ビームLkは折返しミラー23Kで反射して第2走査レンズ24Kを透過し、感光体ドラム40K上を走査する。
The scanning
ところで、前記光源光学系10において、各レーザダイオード11は、図3に示すように、副走査方向Zに高さを異ならせて階段状に配置されている。折返しミラー13で反射されたレーザビームLは主走査方向Yを一致させて副走査方向Zに所定の間隔で進行する。その後、各レーザビームLは単一のシリンダレンズ14を透過することにより、シリンダ面の曲率に基づいて屈折し、ポリゴンミラー30に対して副走査方向Zに所定の角度を有して斜入射し、偏向される。
Incidentally, in the light source
図5にはシリンダレンズ14から折返しミラー22CへのレーザビームLc,Lkの光路が示されている。ビームLcは折返しミラー22Cで反射され、ビームLkは折返しミラー22Cの直上を通過して折返しミラー23Kへ向かう。ポリゴンミラー30の偏向面の角度誤差や折返しミラー22Cの配置誤差によって、ビームLc,Lkが点線Lc’,Lk’で示すように進行すると、ビームLk’の一部が折返しミラー22Cに衝突して欠けたり、ゴースト光が発生するおそれがある。
FIG. 5 shows the optical paths of the laser beams Lc and Lk from the
そこで、本実施例では、シリンダレンズ14を副走査方向Zの高さを調整したうえで保持部材31,32(図1及び図4参照)に接着することとした。例えば、ビームが図5に点線Lc’,Lk’で示すように進行する場合には、シリンダレンズ14の固定位置を若干上方に調整することにより、ビームLc,Lkが設計上の位置を進行し、欠けやゴースト光が解消される。
Therefore, in this embodiment, the
なお、図5において、ビームLy,Lmは図示されていないが、シリンダレンズ14の高さ調整によって前記ビームLc,Lkと同様にポリゴンミラー30への斜入射角度が調整される。即ち、シリンダレンズ14の副走査方向Zの高さを調整することで各レーザビームLがポリゴンミラー30に入射する斜入射角度の相対値を維持した状態で絶対値を変更し、折返しミラー22での各ビームLの副走査方向Z位置を調整することができる。
Although the beams Ly and Lm are not shown in FIG. 5, the oblique incident angle to the
シリンダレンズ14は、図4に示すように、ハウジング35から突出した二つの保持部材31,32に接着固定されており、シリンダレンズ14の下面14aと保持部材31の座面31aとの間にはシリンダレンズ14の副走査方向Zの高さを調整するための隙間Gが設けられている。
As shown in FIG. 4, the
以上のごとく、本第1実施例では、二つの保持部材31,32を設けるという少ない部品と簡単な構成で、かつ、シリンダレンズ14を上下方向に位置調整して接着固定するという簡単な方法で、レーザビームLのポリゴンミラー30に対する斜入射角度を調整できる。これにて、走査光学系20での折返しミラー22による光路の分離を確実に行うことができ、ビームLの一部が折返しミラー22に衝突して欠けたり、ゴースト光が発生するおそれを解消できる。
As described above, in the first embodiment, the two holding
ここで、シリンダレンズ14と保持部材31の座面31aとの間の隙間Gは、シリンダレンズ14の焦点距離をFとしたとき、F×tan(0.5°)以上の調整代を有していることが好ましい。tanθは図5に示すビームLの調整角度差である。仮に、シリンダレンズ14の焦点距離Fが100mmとすると、100×tan(0.5°)の高さ調整が可能である。シリンダレンズ14の焦点距離Fと折返しミラー22までの距離が同じであれば、シリンダレンズ14の高さ調整分が折返しミラー22の位置でのビームLの高さ変動となる。隙間GがF×tan(0.5°)以上であることにより、折返しミラー22でのビームLの副走査方向Z位置の調整に必要な調整代を確保できる。
Here, the gap G between the
シリンダレンズ14の焦点距離Fが短くなれば、その分同じ角度差を得るための高さ調整量が小さくなるが、調整精度が厳しくなる。一方、焦点距離Fが長くなれば、調整量精度が緩和されるが、装置1Aの大型化につながる。従って、焦点距離Fは調整精度と装置1Aの大きさのバランスで設定されることになる。本第1実施例で焦点距離Fは、100mm前後が好ましい。
If the focal length F of the
また、シリンダレンズ14は片面が平面14bであり、該平面14bを保持部材31,32に当接させることで光軸方向Xに位置決めされている。これにて、シリンダレンズ14を平面基準でスライドさせて位置調整でき、調整作用が容易になる。シリンダレンズ14の主走査方向Yは該レンズ14の端面14cが保持部材32に当接することにより行われる。
The
また、本第1実施例において、コリメータレンズ12から射出した各レーザビームLはシリンダレンズ14を透過した後に折返しミラー15によって光路を折り曲げられ、ポリゴンミラー30へ導かれる。これにて、光源光学系10をコンパクトに配置することができ、さらに、シリンダレンズ14の焦点距離を長く設定することができる。
Further, in the first embodiment, each laser beam L emitted from the collimator lens 12 is transmitted through the
そして、シリンダレンズ14は保持部材31,32にてレーザダイオード11に近い側で主走査方向Yに位置決めされている。シリンダレンズ14の高さ調整は図1の領域Aから作業者によって行われる。領域Aは比較的広く開放されているため、調整の作業スペースを広くとることができる
The
(第2実施例、図6参照)
次に、本発明に係るレーザ走査光学装置の第2実施例について図6を参照して説明する。このレーザ走査光学装置1Bは、基本的には前記第1実施例と同様の構成を備え、異なるのは、シリンダレンズ14の配置箇所、及び、ハウジング35に光源光学系10を囲む壁部36を形成した点である。図6において、図1と同じ部材には同じ符号を付し、重複した説明は省略する。
(Refer to the second embodiment, FIG. 6)
Next, a second embodiment of the laser scanning optical apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. The laser scanning optical device 1B basically has the same configuration as that of the first embodiment, except that the arrangement place of the
詳しくは、シリンダレンズ14は折返しミラー15とポリゴンミラー30との間に配置されている。各レーザダイオード11から放射されたレーザビームLは、コリメータレンズ12から射出し、かつ、折返しミラー13で反射された後、折返しミラー15によって光路を折り曲げられ、シリンダレンズ14を透過し、ポリゴンミラー30で偏向される。
Specifically, the
シリンダレンズ14は保持部材31,32に接着固定されており、副走査方向Zの高さ調整は前記第1実施例と同様であり、その作用効果も同様である。そして、本第2実施例において、シリンダレンズ14は保持部材31,32にて走査光学系20に近い側で、主走査方向Yに位置決めされている。シリンダレンズ14の高さ調整は図6の領域Bから作業者によって行われる。ハウジング35には、光源光学系10で発生する熱を走査光学系20から遮蔽するために壁部36が形成されており、走査光学系20側からシリンダレンズ14の高さ調整を行うことは困難である。しかし、領域Bは比較的広く開放されているため、調整の作業スペースを広くとることができる。
The
なお、本発明に係るレーザ走査光学装置は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更できる。 The laser scanning optical device according to the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be variously modified within the scope of the gist thereof.
例えば、シリンダレンズは保持部材に必ずしも接着固定されている必要はなく、保持部材にビスで副走査方向の上下位置を調整可能に固定されていてもよい。また、光源光学系や走査光学系の細部の構成は任意である。 For example, the cylinder lens is not necessarily bonded and fixed to the holding member, and may be fixed to the holding member with a screw so that the vertical position in the sub-scanning direction can be adjusted. The detailed configuration of the light source optical system and the scanning optical system is arbitrary.
1A,1B…レーザ走査光学装置
11…レーザダイオード
12…コリメータレンズ
14…シリンダレンズ
15…折返しミラー
22…折返しミラー
21,24…走査レンズ
30…ポリゴンミラー
31,32…保持部材
31a…座面
40…感光体ドラム
G…隙間
L…レーザビーム
X…光軸方向
Y…主走査方向
Z…副走査方向
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1A, 1B ... Laser scanning optical apparatus 11 ... Laser diode 12 ...
Claims (8)
複数の光源と、
前記光源から発せられたそれぞれのレーザビームを略平行光に整形する集光光学素子と、
前記集光光学素子から射出したそれぞれのレーザビームを副走査方向に集光かつ屈折させる単一のシリンダレンズと、
前記シリンダレンズから射出された複数のレーザビームを同時に偏向する単一の偏向器と、
前記偏向器で偏向されたレーザビームのそれぞれを各感光体上に結像させる走査光学素子及びレーザビームの光路を分離する折返しミラーを含む走査光学系と、
を備え、
前記シリンダレンズから射出されるレーザビームは前記偏向器に対して副走査方向に角度を有して斜入射し、
前記シリンダレンズとその保持部材の座面との間に該シリンダレンズの副走査方向の高さを調整するための隙間を設けたこと、
を特徴とするレーザ走査光学装置。 In a laser scanning optical device that scans an image carrier with a laser beam modulated based on image data,
Multiple light sources;
A condensing optical element that shapes each laser beam emitted from the light source into substantially parallel light;
A single cylinder lens for condensing and refracting each laser beam emitted from the condensing optical element in the sub-scanning direction;
A single deflector for simultaneously deflecting a plurality of laser beams emitted from the cylinder lens;
A scanning optical system including a scanning optical element that forms an image of each of the laser beams deflected by the deflector on each photosensitive member, and a folding mirror that separates the optical path of the laser beam;
With
The laser beam emitted from the cylinder lens is obliquely incident on the deflector at an angle in the sub-scanning direction,
A gap for adjusting the height of the cylinder lens in the sub-scanning direction is provided between the cylinder lens and the seating surface of the holding member;
A laser scanning optical device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008108070A JP2009258435A (en) | 2008-04-17 | 2008-04-17 | Laser scanning optical apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008108070A JP2009258435A (en) | 2008-04-17 | 2008-04-17 | Laser scanning optical apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008108070A Pending JP2009258435A (en) | 2008-04-17 | 2008-04-17 | Laser scanning optical apparatus |
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Country | Link |
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2008
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