JP2016142876A - Optical scanning device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、レーザビームプリンタやデジタル複写機等の画像形成装置に設けられる光学走査装置、及び、画像形成装置に関する。 The present disclosure relates to an optical scanning device provided in an image forming apparatus such as a laser beam printer or a digital copying machine, and an image forming apparatus.
電子写真方式の画像形成装置に用いられる光学走査装置では、特許文献1に示すように、光源、偏向手段、各種レンズやミラーなどの光学部材を支持部材に固定する構成が知られている。支持部材の画像形成装置への取付け方法としては、支持部材を画像形成装置の枠体内に挿入して固定する構成が特許文献2に開示されている。
In an optical scanning device used in an electrophotographic image forming apparatus, as shown in Patent Document 1, a configuration is known in which optical members such as a light source, a deflecting unit, various lenses and mirrors are fixed to a support member. As a method of attaching the support member to the image forming apparatus,
近年、光学走査装置に使用される材料削減による低コスト化や、光学走査装置を画像形成装置への搭載する際の組み立て性の改善、又は画像形成装置自体の小型化などの要求から、光学走査装置の支持部材を小型化することが求められている。しかしながら、支持部材の大きさは、支持部材が支持する各種光学部材の大きさや配置によってある程度決まってしまうため、一定のサイズ以下にすることが困難であった。 In recent years, optical scanning has been performed in response to demands for cost reduction due to reduction of materials used for optical scanning devices, improvement of assembly when mounting optical scanning devices on image forming apparatuses, or miniaturization of image forming apparatuses themselves. There is a demand for downsizing the support member of the apparatus. However, since the size of the support member is determined to some extent by the size and arrangement of various optical members supported by the support member, it has been difficult to make the size smaller than a certain size.
そこで本開示は、支持部材を小型化可能な構成を開示することを目的とする。 Then, this indication aims at disclosing the structure which can reduce a support member in size.
本開示は、レーザ光を出射する光源と、前記光源から出射されたレーザ光を反射しつつ反射方向を変化させる偏向手段と、前記偏向手段により反射されたレーザ光を被走査面へ導く光学部材と、前記光源、前記偏向手段、及び前記光学部材を支持する支持部材と、を有し、前記反射方向の変化により前記被走査面上のレーザ光の照射位置を前記被走査面上で走査方向に移動させ、前記被走査面の所定の領域をレーザ光で走査する光学走査装置において、前記偏向手段によって反射され前記走査方向に直交する方向に前記被走査面に入射するレーザ光の主光線を基準線とすると、前記被走査面の前記所定の領域のうち、前記走査方向に関して、前記基準線よりも前記光源が配置されている側の領域の長さをDa、前記基準線よりも前記光源が配置されていない側の領域の長さをDb、前記光学部材のうち、前記走査方向に関して、前記基準線よりも前記光源が配置されている側の部分の長さをLa、前記基準線よりも前記光源が配置されていない側の部分の長さをLbとすると、Da>Db、且つ、La>Lbなる条件を満たすことを特徴とする。 The present disclosure relates to a light source that emits laser light, a deflection unit that changes a reflection direction while reflecting the laser beam emitted from the light source, and an optical member that guides the laser beam reflected by the deflection unit to a surface to be scanned. And a support member that supports the light source, the deflecting unit, and the optical member, and the irradiation position of the laser beam on the scanned surface is changed in the scanning direction on the scanned surface by the change in the reflection direction. In the optical scanning device that scans a predetermined region of the scanned surface with laser light, the principal ray of the laser light that is reflected by the deflecting means and is incident on the scanned surface in a direction orthogonal to the scanning direction is When the reference line is used, the length of the region on the side where the light source is disposed with respect to the scanning direction in the predetermined region of the surface to be scanned is Da, and the light source with respect to the reference line. Is arranged The length of the region on the non-applied side is Db, and the length of the portion of the optical member on the side where the light source is arranged with respect to the scanning direction with respect to the scanning direction is La, with respect to the reference line. Assuming that the length of the portion on which the light source is not disposed is Lb, the condition that Da> Db and La> Lb are satisfied.
また、本開示は、レーザ光を出射する光源と、前記光源から出射されたレーザ光を反射しつつ反射方向を変化させる偏向手段と、前記偏向手段により反射されたレーザ光を被走査面へ導く光学部材と、前記光源、前記偏向手段、及び前記光学部材を支持する支持部材と、を有し、前記反射方向の変化により前記被走査面上のレーザ光の照射位置を前記被走査面上で走査方向に移動させ、前記被走査面の所定の領域をレーザ光で走査する光学走査装置において、前記偏向手段によって反射され前記走査方向に直交する方向に前記被走査面に入射するレーザ光の主光線を基準線とすると、前記支持部材の前記光学部材が配置されている部分について、前記走査方向に関して、前記基準線よりも前記光源が配置されている側の部分の長さをBa、前記基準線よりも前記光源が配置されていない側の部分の長さをBb、前記光学部材のうち、前記走査方向に関して、前記基準線よりも前記光源が配置されている側の部分の長さをLa、前記基準線よりも前記光源が配置されていない側の部分の長さをLbとすると、Ba>Bb、且つ、La>Lbなる条件を満たすことを特徴とする。 Further, the present disclosure provides a light source that emits laser light, a deflecting unit that changes a reflection direction while reflecting the laser light emitted from the light source, and guides the laser light reflected by the deflecting unit to a surface to be scanned. An optical member; and a light source, the deflecting unit, and a support member that supports the optical member, and the irradiation position of the laser beam on the scanned surface is changed on the scanned surface by the change in the reflection direction. In an optical scanning device that moves in a scanning direction and scans a predetermined region of the surface to be scanned with laser light, the main part of the laser light that is reflected by the deflecting means and incident on the surface to be scanned in a direction perpendicular to the scanning direction Assuming that the light beam is a reference line, the length of the portion of the support member where the optical member is disposed is Ba, the length of the portion on the side where the light source is disposed relative to the reference line with respect to the scanning direction. Bb is the length of the portion on the side where the light source is not disposed with respect to the reference line, and the length of the portion of the optical member on the side where the light source is disposed with respect to the scanning direction in the scanning direction. If the length of the portion on the side where the light source is not arranged with respect to La and the reference line is Lb, the conditions of Ba> Bb and La> Lb are satisfied.
本開示によれば、支持部材を小型化可能とすることができる。 According to the present disclosure, the support member can be reduced in size.
<第1実施形態>
[画像形成装置]
第1実施形態について説明する。まず画像形成装置の構成について説明する。図1は画像形成装置の概略断面図である。
<First Embodiment>
[Image forming apparatus]
A first embodiment will be described. First, the configuration of the image forming apparatus will be described. FIG. 1 is a schematic sectional view of the image forming apparatus.
図1に示す画像形成装置100は、イエローY、マゼンタM、シアンC、ブラックKの4色の現像剤(トナー)を備え、記録材10上にトナー画像を形成する電子写真方式のカラー画像形成装置である。
An
図1において、帯電手段となる帯電ローラ2Y、2B、2C、2Kにより一様に帯電された像担持体となる感光ドラム1Y、1B、1C、1Kの表面には光学走査装置3から出射されたレーザ光LY、LM、LC、LKが照射される。レーザ光LY、LM、LC、LKは、不図示の画像データ入力部から入力された画像データに基づいて点灯し、各レーザ光Lによる走査で各感光ドラム1の感光面である表面(被走査面)に静電潜像を形成する。
In FIG. 1, the
各感光ドラム1Y、1B、1C、1Kの表面に形成された静電潜像に対して現像手段となる現像装置4Y、4M、4C、4K内の現像ローラ6Y、6B、6C、6Kから各色のトナーが供給されて付着する。このように、静電潜像にトナーを付着させて現像することで、各感光ドラム1Y、1B、1C、1Kの表面に各色のトナー像が形成される。
The developing
各感光ドラム1Y、1B、1C、1Kに対向して像担持体となる中間転写ベルト8が張架して配置されている。各感光ドラム1Y、1B、1C、1Kの表面に形成された各色毎のトナー像は中間転写ベルト8の外周面に順次に一次転写される。この一次転写は、中間転写ベルト8の内周面側に配置された一次転写手段となる一次転写ローラ7Y、7M、7C、7Kに一次転写バイアス電圧が印加されることにより行なわれる。
An intermediate transfer belt 8 serving as an image carrier is stretched over the
一方、給送カセット9には記録材10が積載されており、給送ローラ11により給送された後、搬送ローラ12により搬送される。
On the other hand, a
その後、所定のタイミングで中間転写ベルト8と、二次転写手段となる二次転写ローラ13とのニップ部からなる二次転写部14へ搬送される。そして、二次転写ローラ13に二次転写バイアス電圧が印加されることで中間転写ベルト8の外周面上のトナー像が記録材10に転写される。
Thereafter, the intermediate transfer belt 8 and a
その後、記録材10は二次転写部14の二次転写ローラ13と、中間転写ベルト8とに挟持搬送されて定着手段となる定着装置15に送られ、該定着装置15により加熱及び加圧されてトナー像が記録材10に定着され、排出ローラ16によって搬送される。
Thereafter, the
[光学走査装置]
次に光学走査装置3の構成について図2〜図4を用いて説明する。図2は、光学走査装置3の内部を示す斜視図である。図3は、走査光学系について説明するための図で、図2で示す+Y方向から見た副走査平面での断面図(走査光学系の副走査断面図)である。また、図4は入射光学系について説明するための図で、+X方向から見た副走査平面での断面図(入射光学系の副走査断面図)である。光学走査装置3は、側壁40aを外側に備える箱形状の支持部材40と入射光学系と走査光学系の各種光学部材と、レーザ駆動基板35とを有する。
[Optical scanning device]
Next, the configuration of the
光源としての半導体レーザ30Y、30M、30C、30Kはレーザ駆動基板35の電気回路によって駆動制御されレーザ光を発する。半導体レーザ30Y、30M、30C、30Kから出射された発散光のレーザ光LY、LM、LC、LKは、コリメータレンズ31Y、31M、31C、31Kによって平行化されたレーザ光束に変換される。このレーザ光LY、LM、LC、LKは、シリンドリカルレンズ32を透過することによって、副走査方向にのみ収束され回転多面鏡(偏向手段)33の反射面上に線像として結像する。ここまでの装置構成が入射光学系を構成する。副走査断面におけるレーザ光LC、LMの回転多面鏡33の反射面への入射角はθ1、レーザ光LK、LYの回転多面鏡33の反射面への入射角はθ2である。
次に、回転多面鏡33はスキャナモータ34によって回転駆動され、レーザ光LY、LM、LC、LKをそれぞれ反射する。レーザ光LY、LMが回転多面鏡33で反射される側を回転多面鏡33の回転中心を基準に+X側とすると、レーザ光LC、LKは−X側に反射される。回転多面鏡33によって反射されたレーザ光LY、LMは、共に第1の走査レンズ36aを透過後、LYは第2の走査レンズ37bを透過し、走査ミラー38cで反射された後、感光ドラム1Yにスポット像として結像する。一方、レーザ光LMは、走査ミラー38bで反射された後、第2の走査レンズ37aを透過し、走査ミラー38aで反射され、感光ドラム1Mに結像する。
Next, the
回転多面鏡33によって反射されたレーザ光LC、LKは、共に第1の走査レンズ36bを透過後、LKは第2の走査レンズ37dを透過し、走査ミラー38fで反射された後、感光ドラム1Kにスポット像として結像する。一方、レーザ光LCは、走査ミラー38eで反射された後、第2の走査レンズ37cを透過し、走査ミラー38dで反射され、感光ドラム1Cに結像する。このように、走査光学系の各種光学部材(各第1の走査レンズ36、各第2の走査レンズ37、各走査ミラー38)は、回転多面鏡33によって反射されたレーザ光LY、LM、LC、LKを、対応する4つの感光ドラム1Y、1B、1C、1Kへ導く。ここまでの装置構成が走査光学系を構成する。
The laser beams LC and LK reflected by the
更に走査光学系について説明する。回転多面鏡33の回転により反射面の角度が変化し、回転多面鏡33による各レーザ光Lの反射方向が連続的に変化する。これにより、各レーザ光Lが回転多面鏡33によって偏向される。これにより各感光ドラム1の表面上(被走査面上)に各レーザ光Lが結像した各スポット像(レーザ光の照射位置)が各感光ドラム1の表面上を移動する(主走査)。その移動方向は、各感光ドラムの回転軸方向と平行であり、走査方向と称す。レーザ光LY、LMの走査方向は−Y方向、レーザ光LC、LKの走査方向は+Y方向である。この走査方向は、各レーザ光Lの対応する感光ドラム1の表面の位置における主走査方向と一致する。また、各感光ドラム1が回転軸を中心に回転することにより、各レーザ光Lのスポット像は各感光ドラム1の表面上を走査方向に直交する方向に移動(副走査)する。このような、回転多面鏡33及び各感光ドラム1の回転により、各感光ドラム1の表面に対して、各レーザ光のスポット像が走査方向、及び走査方向に直交する方向に移動でき、各感光ドラム1の表面に二次元的な光走査を行う。
Further, the scanning optical system will be described. The angle of the reflecting surface is changed by the rotation of the rotating
入射光学系及び走査光学系の各種光学部材(半導体レーザ30、コリメータレンズ31、シリンドリカルレンズ32、回転多面鏡33、第1の走査レンズ36、第2の走査レンズ37、走査ミラー38等)は、支持部材40に支持され、位置決め固定されている。支持部材は箱形状であり、上述した各種光学部材を内包して支持した状態で、不図示の蓋により内部が覆われた状態で画像形成装置100に取り付けられる。
Various optical members of the incident optical system and the scanning optical system (
[光学系の構成]
次に本実施形態に関わる特徴的な構成について図5で説明する。図5は、光学走査装置3におけるレーザ光LY、LM、LC、LKのうち、レーザ光LYとLKの光学系の主走査断面を示す図である。なお、図5では走査ミラーによる反射後の光学系についても展開して同一平面上に記載している。またレーザ光LM、LCの光学系についても同様なため、これらの説明は省略する。
[Configuration of optical system]
Next, a characteristic configuration relating to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram showing a main scanning section of the optical system of the laser beams LY and LK among the laser beams LY, LM, LC, and LK in the
主走査断面で見た場合、半導体レーザ30Y、30Kから放射されたレーザ光LY、LKは、回転多面鏡33の同一面に同じ方向から入射する。回転多面鏡33で反射されたレーザ光LY、LKが、走査方向に直交する角度で対応する感光ドラム1Y、1Kの表面に入射するときのレーザ光LY、LKの主光線を、走査光学系におけるレーザ光LYとLKの基準線Zとする。なお、図5において感光ドラム1Y、1Kの表面を線分1K、1Lとして記載しているが、この線分1K、1Lは感光ドラム1Y、1Kの回転軸及び走査方向に平行な線分である。
When viewed in the main scanning section, the laser beams LY and LK emitted from the
そのとき、各感光ドラム1の、走査方向に関して潜像を形成可能な領域を有効走査領域(所定の領域)EAとし、その両端部を端部Aと端部Bとする。有効走査領域EAの走査方向に関して基準線Zよりも光源30が配置されている側の領域(端部Aから基準Cまでの領域)の走査方向の長さがDa(125mm)であり、その部分を走査するのに必要な画角はθaである。つまり、端部Aに向かうレーザ光の主光線と基準線Zとが成す画角がθaである。また、有効走査領域EAの走査方向に関して基準線Zよりも光源30が配置されていない側の領域(基準Cから端部Bまでの領域)の走査方向の長さがDb(85mm)であり、その部分を走査するのに必要な画角はθbである。つまり、端部Bに向かうレーザ光の主光線と基準線Zとが成す画角がθbである。そして上述したDa、Db、θa、θbは、以下の条件(1)を満たすように設定されている。
Da>Db、θa>θb・・・・(1)
また、半導体レーザ30Y、30Kから回転多面鏡33で反射されて感光ドラム1Y、1Kに向かうレーザ光LY、LKの光路で最も下流に配置された光学部材である走査ミラー38c、38fの走査方向の長さについて説明する。上述のように、基準線Zから端部B側では画角θbよりも大きい画角にてレーザ光LY、LKを感光ドラム1K、1Lに入射させる必要が無い。このため、走査ミラー38c、38fは基準線Zから端部B側で画角θb分だけミラーの有効領域(走査に必要なミラー性能が保障された領域)となっていればよい。このため、走査ミラー38c、38fは基準線Zから端部B側では、画角θbよりも大きい画角に対応する部分は無くてもよい。そこで、走査ミラー38c、38fでは、基準線Zから端部A側では画角θa分、基準線Zから端部B側では画角θb分のミラーの有効領域を確保しつつ、下記のような形状としている。即ち、走査ミラー38c、38fは、走査方向に関して、基準線Zから端部A側の部分の長さをL1a、基準線Zから端部B側の部分の長さをL1bとし、L1a、L1bが以下の条件(2)を満たすような形状である。
L1a>L1b・・・・(2)
また、走査ミラー38a、38b、38d、38eについても、走査ミラー38c、38fと同様の配置、形状となっている。
At this time, an area where a latent image can be formed in the scanning direction of each photosensitive drum 1 is defined as an effective scanning area (predetermined area) EA, and both end portions thereof are defined as an end portion A and an end portion B. The length in the scanning direction of a region (region from the end A to the reference C) on the side where the
Da> Db, θa> θb (1)
In addition, the scanning mirrors 38c and 38f, which are optical members disposed on the most downstream side in the optical path of the laser beams LY and LK reflected from the
L1a> L1b (2)
In addition, the scanning mirrors 38a, 38b, 38d, and 38e have the same arrangement and shape as the scanning mirrors 38c and 38f.
さらに、前述したレーザ光LY、LKの光路で走査ミラー38c、38fよりも一つ上流に配置された光学部材である第2の走査レンズ37b、37dの走査方向の長さについて説明する。上述のように、基準線Zから端部B側では画角θbよりも大きい画角にてレーザ光LY、LKを感光ドラム1K、1Lに入射させる必要が無い。このため、第2の走査レンズ37b、37dは基準線Zから端部B側で画角θb分だけレンズの有効領域(走査に必要なレンズ性能が保障された領域)となっていればよい。このため、第2の走査レンズ37b、37dは基準線Zから端部B側では、画角θbよりも大きい画角に対応する部分は無くてもよい。そこで、第2の走査レンズ37b、37dでは、基準線Zから端部A側では画角θa分、基準線Zから端部B側では画角θb分のレンズの有効領域を確保しつつ、下記のような形状としている。即ち、第2の走査レンズ37b、37dは、走査方向に関して、基準線Zから端部A側の部分の長さをL2a、基準線Zから端部B側の部分の長さをL2bとし、L2a、L2bが以下の条件(3)を満たすような形状である。
L2a>L2b・・・・(3)
また、第2の走査レンズ37a、37cについても、第2の走査レンズ37b、37dと同様の配置、形状となっている。
Further, the length in the scanning direction of the
L2a> L2b (3)
Also, the
また、支持部材40のうちの前述したレーザ光LY、LKの光路で最下流に配置された走査ミラー38c、38fを少なくとも内包する部分(「走査光学系内包部分」と称す)の走査方向に関する長さについて説明する。走査方向に関して、支持部材40の基準線Zから端部A側の部分の長さをBa、基準線Zから端部B側の長さをBbとする。このとき、Ba、Bbは以下の条件(4)を満たすように設定されている。
Ba>Bb・・・・(4)
[比較例との比較]
次に図6を用いて、本実施形態と比較例との比較について説明する。光学走査装置3におけるレーザ光LKの光学系の主走査断面を示す図である。本実施形態の光学系αを実線で描写し、比較例の光学系βを破線で描写する。なお、図6ではレーザ光LK側の光学系のついてのみ説明し、レーザ光LY、LM、LCの光学系については同様であるため説明は省略する。図6では基準線Z同士が重なるように光学系α、βを重ねて記載している。
In addition, the length of the
Ba> Bb (4)
[Comparison with comparative example]
Next, a comparison between this embodiment and a comparative example will be described with reference to FIG. 3 is a diagram illustrating a main scanning section of an optical system of laser light LK in the
走査方向に関して、光学系αの有効走査領域EAの長さ(端部Aから端部Bまでの長さ)、光学系βの有効走査領域EA´の長さ(端部A´から端部B´までの長さ)は同じで210mmである。 Regarding the scanning direction, the length of the effective scanning area EA of the optical system α (the length from the end A to the end B) and the length of the effective scanning area EA ′ of the optical system β (the end A ′ to the end B) The length up to 'is the same and is 210 mm.
光学系αでは、上述のように、Da>Db、及び、θa>θbの関係となっている。また、第2の走査レンズ37dは、画角θa、θbに合わせて基準線Zを中心とした走査方向の長さをL2a>L2bとしていて、基準線Zを対称線としたとき非対称の光学性能を有している。走査ミラー38fについても同様で、基準線Zを中心とした走査方向の長さをL1a>L1bの関係としている。
In the optical system α, as described above, the relations Da> Db and θa> θb are satisfied. Further, the
このように、走査ミラー38f、走査レンズ37dについて、基準線Zを中心として走査方向に関して画角が小さい側(光源の反対側)の部分の方が、画角が小さい側(光源側)の部分に比べて走査方向の長さが短くなるようにしている。このため支持部材40の走査光学系内包部分について、走査方向に関して画角が小さい側(光源の反対側)の走査方向の長さBbを短くすることができる。一方で、支持部材40走査光学系内包部分の走査方向に関して画角が大きい側(光源側)の走査方向の長さBaは長くなるものの、入射光学系の感光ドラム1Kの軸方向の長さIの方が長い(Ba<I)である。なお、入射光学系の感光ドラム1Kの軸方向の長さIとは、半導体レーザ30Kの発光点から基準線Zまでの走査方向の長さである。このため、支持部材40の全体の、感光ドラム1Kの軸方向(+Y方向)の長さWは、W=Bb+Iと表せる。
As described above, with respect to the scanning mirror 38f and the
なお、第1の走査レンズ36bについては、走査に必要な画角がθa>θbの関係であっても、基準線Zを対称線として、両側へθaの画角を走査できるような対称の光学性能を有している。これは、光路上で第1の走査レンズ36bが回転多面鏡33に比較的近い位置に配置されており、第1の走査レンズ36bの走査方向の長さが比較的短いからである。つまり、第1の走査レンズ36bについて、基準線Zを中心として画角が大きい側(光源側)の部分よりも画角が小さい側(光源の反対側)の部分の長さを短くしても、走査光学系内包部分の走査方向の長さBbを短くすることができず、支持部材40の全体の走査方向の長さWにも影響が無いからである。もちろん、第1の走査レンズ36bについて、画角が小さい側(光源の反対側)の部分については画角θb分でレンズの有効領域を確保しつつ、画角がθbよりも大きい部分を無くしてもよい。つまり、画角が小さい側(光源の反対側)の部分の走査方向の長さを画角が大きい側(光源側)の部分より短くしてもよい。
For the
光学系βについては以下のような配置となっている。有効走査領域EA´の走査方向に関して基準線Zよりも光源30k´が配置されている側の領域(端部A´から基準Cまでの領域)の走査方向の長さがDa´(105mm)であり、その部分を走査するのに必要な画角はθa´である。また、有効走査領域EA´の走査方向に関して基準線Zよりも光源30k´が配置されていない側の領域(基準Cから端部B´までの領域)の走査方向の長さがDb´(105mm)であり、その部分を走査するのに必要な画角はθb´である。このように、基準線Zを対称線とした時、有効走査領域EAの走査方向の長さは同じである。つまり、光学系βでは、Da´=Db´の関係、及びθa´=θb´の関係を満たしている。 The optical system β is arranged as follows. The length in the scanning direction of the region (region from the end A ′ to the reference C) on the side where the light source 30k ′ is arranged with respect to the scanning direction of the effective scanning region EA ′ is Da ′ (105 mm). There is an angle of view necessary to scan the portion. In addition, the length in the scanning direction of the region (region from the reference C to the end B ′) on the side where the light source 30k ′ is not disposed with respect to the reference line Z with respect to the scanning direction of the effective scanning region EA ′ is Db ′ (105 mm). ), And the angle of view necessary to scan the portion is θb ′. Thus, when the reference line Z is a symmetric line, the length of the effective scanning area EA in the scanning direction is the same. That is, the optical system β satisfies the relationship Da ′ = Db ′ and the relationship θa ′ = θb ′.
従って、走査ミラー38f´は走査方向の長さが基準線Zを中心に光源側がL1a´、光源の反対側がL1b´で、L1a´、L1b´が同じ値(L1a´=L1b´)という形状である。同様に、第2の走査レンズ37d´は走査方向の長さが基準線Z´を中心に光源側がL2a´、光源の反対側がL2b´で、L2a´、L2b´が同じ値(L2a´=L2b´)という形状である。このため、支持部材40の走査光学系内包部は走査方向の長さが基準線Zを中心に光源側がBa´、光源の反対側がBb´で、Ba´、Bb´が同じ値(Ba´=Bb´)という形状である。また、走査光学系内包部の光源側の長さBa´よりも関して入射光学系の方が長さIの方が長い(Ba´<I)。このため、支持部材40´全体の、感光ドラム1Kの軸方向(+Y方向)の長さW´は、W´=Bb´+I´と表せる。
Accordingly, the scanning mirror 38f ′ has a length in the scanning direction centered on the reference line Z, L1a ′ on the light source side, L1b ′ on the opposite side of the light source, and L1a ′ and L1b ′ have the same value (L1a ′ = L1b ′). is there. Similarly, the length of the
ここで、走査方向に関して基準線Zよりも光源30k、30k´が無い側について比較する。有効走査領域EAの方が有効走査領域EA´よりも−Y方向にずれた位置にあるので、基準線Zを基準として見ると、走査ミラー38fの端部が走査ミラー38f´の端部に対して−Y方向に距離ΔL1(=L1b´−L1b)の分だけ基準線Z側に配置される。同様に第2の走査レンズ37dが第2の走査レンズ37d´に対して−Y方向に距離ΔL2(=L2b´−L2b)の分だけ基準線Z側に配置される。従って、この距離ΔL1、L2に対応する分だけ支持部材40の側壁40aを支持部材40´の側壁40a´よりも−Y方向に基準線Z側に配置することが可能となる。その距離をΔWとする。そうすると支持部材40の感光ドラム1kの軸方向の幅Wは、支持部材40´の幅W´を用いて、以下のように表せる。
W=W´−ΔW
即ち、光学系αの方が長さΔWの分だけ、走査方向に関して支持部材40を小型化することができる。
Here, the side where the light sources 30k and 30k ′ are not present from the reference line Z in the scanning direction will be compared. Since the effective scanning area EA is at a position shifted in the −Y direction from the effective scanning area EA ′, the end of the scanning mirror 38f is located with respect to the end of the scanning mirror 38f ′ when viewed from the reference line Z. In the −Y direction, the distance ΔL1 (= L1b′−L1b) is arranged on the reference line Z side. Similarly, the
W = W′−ΔW
That is, the
このように本実施形態では、有効走査領域EAのうち、走査方向に関して、基準線Zよりも光源30が配置されている側の領域の長さDa、基準線Zよりも光源30が配置されていない側の領域の長さDbとすると、これらの関係をDa>Dbとした。更に、回転多面鏡33で反射されたレーザ光Lを感光ドラム1へ導く光学部材(第1、第2の走査レンズ37、走査ミラー38)に関しては、次に示す関係となるようにした。つまり、走査方向に関して、基準線Zよりも光源30が配置されている側の部分の長さをLa、基準線Zよりも光源30が配置されていない側の部分の長さをLbとすると、これらの関係をLa>Lbとした。これにより、走査方向における基準線Zからの上記光学部材の+Y方向への突出量L1b、L2bを抑えることができる。このため、走査方向における基準線Zからの支持部材40の+Y方向への突出量Bbを抑え、支持部材40の走査方向の長さWを短くすることができる。これにより、支持部材40自体の材料を減らしてコストダウンすることが可能である。特に、走査方向に関して、入射光学系の長さIの方が、有効走査領域EAの半分よりも長い光学系の場合(I>(EA/2))であれば、支持部材40の走査方向の長さWを短くする効果を得やすい。また、走査方向に関して、光学走査装置3の基準線Zよりも光源側の部分の端部(図6における半導体レーザ30C、30K、30Y、30Mのリードピンの末端)から基準線Zまでの長さWIの方が、有効走査領域EAの半分よりも長くなるような光学系の場合(WI>(EA/2))であれば、光学走査装置3全体の走査方向の長さを短くする効果を得やすい。
Thus, in the present embodiment, in the effective scanning area EA, in the scanning direction, the length Da of the area on the side where the
また、スキャナモータ34の位置を支持部材40の側壁40a(図2、6)に近いことから、スキャナモータ34が振動源となった支持部材40の振動の振幅を小さく抑えることができ、振動による画像品質悪化を防ぐことも可能となる。
Further, since the position of the
次に画像形成装置100として見た場合について説明する。図8(a)、(b)は、画像形成装置の枠体の概略構成を示す斜視図である。図8(a)に示すように、画像形成装置100は枠体として走査方向で対向した2つの側板(側面部材)101a、101bと2つの側板を連結する連結部材102を備える。この枠体に各感光ドラム1等が支持されている。支持部材40は連結部材102に支持されている。
Next, a case where the
画像形成装置100においては、本実施形態の光学走査装置3を用いると、走査方向に関して光源30と光源30に近い方の側板101bとの間の距離ΔYをより長く確保できる。このため、例えば2つの連結部材102と2つの側板101a、bとの間に−X方向に光学走査装置3を挿入してそのまま枠体に位置決め固定する際、レーザ駆動基板35等へのFFC等の電線120の接続作業を行うスペースを確保しやすい。つまり、レーザ駆動基板35は支持部材40と側板101bとの間に配置されているが、レーザ駆動基板35と側板101bとの間の空間を広くとることができる。このため、電線120接続作業者が側板101bの反対側から側板101bを越えてレーザ駆動基板35へアクセスするための開口を側板101bに設けなくとも接続作業が可能となる。このため、レーザ駆動基板35へアクセスするための開口を設けない分だけ、側板101bの強度を上げたり、内部の動作音を外部へ漏れにくくさせることができる。また、作業性の向上による作業時間の短縮で生産性向上が期待できる。
In the
また、図8(b)に示すように走査方向に関して光源30と光源30に近い方の側板101bとの間の距離ΔYをより長く確保すると次のようなことが可能となる。つまり、支持部材40と光源30に近い方の側板101bとの間のスペースに、画像形成装置100に用いる他の部材を配置することができる。一例として、側板101bと支持部材40との間に、画像形成装置100の冷却等の為に風路を形成するためのダクト部材130を配置することができる。このような構成により、画像形成装置100内の部材が配置されない無駄な空間(デッドスペース)を減らし画像形成装置100自体を小型化することが可能となる。
Further, as shown in FIG. 8B, the following can be achieved by securing a longer distance ΔY between the
また、本実施形態は、特に下記のような構成の場合にも適用可能である。図4で示すように、回転多面鏡33の反射面に入射角θ1、θ2で入射する入射光学系の場合、回転多面鏡33の反射面の倒れによって、走査方向の走査ムラ(ジッタ)が発生する虞がある。この場合、入射角θ1、θ2を小さくすればこの走査ムラ(ジッタ)を抑制できる。このため、入射光学系の光路長(半導体レーザ30から偏向点Dに至る距離)を長くとり、コリメータレンズ31K、31Cを回転多面鏡33から遠ざける。このことによって、コリメータレンズ31K、31C同士の干渉を避けることで入射角θ1、θ2を小さくすることが考えられる。しかしながら、入射光学系の光路長(図6のIに相当)を長くすると、支持部材40の走査方向の長さが長くなってしまうが、本実施形態の構成を採用することで、支持部材40の走査方向の長さが長くなることを抑制できる。
The present embodiment is also applicable to the following configuration. As shown in FIG. 4, in the case of an incident optical system that is incident on the reflecting surface of the
また、容積の大きい現像装置4を有する画像形成装置では、光源30から感光ドラム1に向かう光路に関して最下流の光学部材(走査ミラー38)と感光ドラム1との距離を長くとる場合がある。つまり、走査光学系の光路長(回転多面鏡33から感光ドラム1までの距離)が長くなる場合がある。この場合、入射光学系の各種光学部材の位置誤差による、感光ドラム1上でのスポット像の位置の誤差(横倍率)及び結像精度の誤差(縦倍率)への影響が大きくなる(敏感度が高くなる)傾向がある。このため、入射光学系の光路長(半導体レーザ30から偏向点Dに至る距離)を長くとり、コリメータレンズ31の焦点距離を長くすることが考えられる。しかしながら、入射光学系の光路長(図6のIに相当)を長くすると、支持部材40の走査方向の長さが長くなってしまうが、本実施形態の構成を採用することで、支持部材40の走査方向の長さが長くなることを抑制できる。
Further, in the image forming apparatus having the developing device 4 having a large volume, the distance between the most downstream optical member (scanning mirror 38) and the photosensitive drum 1 may be increased with respect to the optical path from the
なお、本実施形態は、走査光学系の光学部材のうち、走査ミラー38、第2の走査レンズ37が条件(2)や条件(3)を満たしていたが、走査光学系の光学部材としてはこれらに限定されない。例えば、走査光学系の光学部材として、回折格子、波長板等の偏光子、偏光ビームスプリッタやダイクロイックミラー、その他の光学フィルタを用い、これらにも条件(2)、(3)を適用してもよい。また、支持部材40が走査光学系の光学部材を複数個支持する場合、走査方向の長さが最も長い走査光学系の光学部材、若しくは光源から被走査面(感光ドラム)に向かうレーザ光の光路に関して、最も下流に配置されている光学部材が少なくとも条件(2)又は(3)を満たせば、上述の効果を得られる。
In this embodiment, among the optical members of the scanning optical system, the
また、回転多面鏡に代えて反射面を揺動させる揺動ミラーとしてもよい。また、レーザ光LY、LM、LC、LKのそれぞれは1つの光束でなくても良い。つまり、半導体レーザ30Y、30M、30C、30Kからそれぞれ複数の光束を出射し、感光ドラム1Y、1M、1C、1Kにそれぞれ副走査方向にずれた位置に複数のスポット像を同時に結像する構成も適用してもよい。
Further, instead of the rotary polygon mirror, a swing mirror that swings the reflecting surface may be used. Further, each of the laser beams LY, LM, LC, and LK may not be one light beam. That is, a configuration is also possible in which a plurality of light beams are emitted from the
<第2実施形態>
第2実施形態に関する構成について図7で説明する。第1実施形態の光学走査装置3は複数の感光体(感光ドラム)に対してそれぞれレーザ光を照射することが可能な光学走査装置であるのに対し、第2実施形態の光学走査装置3は1つの感光体へレーザ光を照射するための光学走査装置である。本実施形態の光学走査装置3を有する画像形成装置100も、少なくとも1つの感光ドラム1を有し、第1実施形態の画像形成装置100と同様の原理で画像形成を行うものである。そのため、画像形成装置100の構成については説明を省略する。また光学走査装置3の構成についても第1実施形態と同様の部分については説明を省略し、同様の符号を付す。
Second Embodiment
A configuration related to the second embodiment will be described with reference to FIG. The
光学走査装置3によるレーザ光Lの照射について説明する。レーザ駆動基板56によって駆動制御される半導体レーザ30から出射された発散光のレーザ光Lは、発散光を平行光にするとともに副走査方向に収束する機能を持つ複合レンズ51によって、回転多面鏡33の反射面上に線像として結像する。回転多面鏡33はロータ部55と共にスキャナモータ34によって回転駆動され、レーザ光Lを偏向し、走査レンズ54を透過後、感光ドラム1の表面にスポット像として結像する。回転多面鏡33の回転による走査方向は+Y方向である。これらの光学部材は、支持部材60に支持され、位置決め固定されている。
The irradiation of the laser beam L by the
第1実施形態と同様に、有効走査領域EAの走査方向に関して基準線Zよりも光源30が配置されている側の領域(端部Aから基準Cまでの領域)の走査方向の長さをDa、その部分を走査するのに必要な画角をθaとする。また、有効走査領域EAの走査方向に関して基準線Zよりも光源30が配置されていない側の領域(基準Cから端部Bまでの領域)の走査方向の長さをDb、その部分を走査するのに必要な画角をθbとする。するとDa、Db、θa、θbは、以下の条件(1)を満たすように設定されている。
Da>Db、θa>θb・・・・(1)
As in the first embodiment, the length in the scanning direction of the area (the area from the end A to the reference C) on the side where the
Da> Db, θa> θb (1)
また、第1実施形態と同様に、走査レンズ54の走査方向の長さについても、基準線Zから端部A側の部分の長さをL2a、基準線Zから端部B側の部分の長さをL2bとし、L2a、L2bが以下の条件(3)を満たすような形状である。
L2a>L2b・・・・(3)
Similarly to the first embodiment, the length of the
L2a> L2b (3)
更に、本実施形態では、回転多面鏡33およびロータ部55を、回転駆動するのに影響が無い程度、支持部材60の側壁60aに近接して配置しており、スキャナモータ34の基板に設けられた駆動回路部57は、光源30と回転多面鏡33の間に設けている。これにより、走査方向に関してスキャナモータ34の基準線Zから光源30の+Y方向への突出量を抑えられるのでより支持部材40の走査方向の長さ(Ba+Bb)を抑えることができる。
Furthermore, in the present embodiment, the
1(1Y、1M、1C、1K) 感光ドラム(被走査面)
3 光学走査装置
30 半導体レーザ(光源)
33 回転多面鏡(偏向手段)
40 支持部材
36(36a、36b) 第1の走査レンズ
37(37a、37b、37c、37d) 第2の走査レンズ
38(38a、38b、38c、38d、38e、38f) 走査ミラー
100 画像形成装置
L(LY、LM、LC、LK) レーザ光
EA 有効走査領域
1 (1Y, 1M, 1C, 1K) Photosensitive drum (scanned surface)
3
33 Rotating polygon mirror (deflection means)
40 Support member 36 (36a, 36b) First scanning lens 37 (37a, 37b, 37c, 37d) Second scanning lens 38 (38a, 38b, 38c, 38d, 38e, 38f)
Claims (19)
前記偏向手段によって反射され前記走査方向に直交する方向に前記被走査面に入射するレーザ光の主光線を基準線とすると、
前記被走査面の前記所定の領域のうち、前記走査方向に関して、前記基準線よりも前記光源が配置されている側の領域の長さをDa、前記基準線よりも前記光源が配置されていない側の領域の長さをDb、前記光学部材のうち、前記走査方向に関して、前記基準線よりも前記光源が配置されている側の部分の長さをLa、前記基準線よりも前記光源が配置されていない側の部分の長さをLbとすると、
Da>Db、且つ、La>Lb
なる条件を満たすことを特徴とする光学走査装置。 A light source that emits laser light, a deflecting unit that changes a reflection direction while reflecting the laser light emitted from the light source, an optical member that guides the laser light reflected by the deflecting unit to a surface to be scanned, and the light source The deflection means, and a support member that supports the optical member, and the laser beam irradiation position on the scanned surface is moved in the scanning direction on the scanned surface by the change in the reflection direction, In an optical scanning device that scans a predetermined region of the scanned surface with a laser beam,
When the principal ray of the laser light reflected by the deflecting means and incident on the scanned surface in a direction perpendicular to the scanning direction is a reference line,
Of the predetermined region of the surface to be scanned, the length of the region on the side where the light source is disposed with respect to the reference line in the scanning direction is Da, and the light source is not disposed with respect to the reference line. The length of the region on the side is Db, and the length of the portion of the optical member on the side where the light source is arranged with respect to the reference line with respect to the scanning direction is La, and the light source is arranged with respect to the reference line. If the length of the part that is not made is Lb,
Da> Db and La> Lb
An optical scanning device characterized by satisfying the following condition.
Ba>Bb
なる条件を満たすことを特徴とする請求項1に記載の光学走査装置。 Regarding the portion of the support member where the optical member is disposed, the length of the portion on the side where the light source is disposed from the reference line in the scanning direction is Ba, and the light source is disposed from the reference line. If the length of the part that is not done is Bb,
Ba> Bb
The optical scanning device according to claim 1, wherein the following condition is satisfied.
前記偏向手段によって反射され前記走査方向に直交する方向に前記被走査面に入射するレーザ光の主光線を基準線とすると、
前記支持部材の前記光学部材が配置されている部分について、前記走査方向に関して、前記基準線よりも前記光源が配置されている側の部分の長さをBa、前記基準線よりも前記光源が配置されていない側の部分の長さをBb、前記光学部材のうち、前記走査方向に関して、前記基準線よりも前記光源が配置されている側の部分の長さをLa、前記基準線よりも前記光源が配置されていない側の部分の長さをLbとすると、
Ba>Bb、且つ、La>Lb
なる条件を満たすことを特徴とする光学走査装置。 A light source that emits laser light, a deflecting unit that changes a reflection direction while reflecting the laser light emitted from the light source, an optical member that guides the laser light reflected by the deflecting unit to a surface to be scanned, and the light source The deflection means, and a support member that supports the optical member, and the laser beam irradiation position on the scanned surface is moved in the scanning direction on the scanned surface by the change in the reflection direction, In an optical scanning device that scans a predetermined region of the scanned surface with a laser beam,
When the principal ray of the laser light reflected by the deflecting means and incident on the scanned surface in a direction perpendicular to the scanning direction is a reference line,
Regarding the portion of the support member where the optical member is disposed, the length of the portion on the side where the light source is disposed from the reference line in the scanning direction is Ba, and the light source is disposed from the reference line. The length of the portion on the side that is not formed is Bb, and the length of the portion of the optical member on the side where the light source is disposed with respect to the scanning direction with respect to the scanning direction is La, and the length of the portion above the reference line If the length of the portion on which the light source is not disposed is Lb,
Ba> Bb and La> Lb
An optical scanning device characterized by satisfying the following condition.
θa>θb
なる条件を満たすことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の光学走査装置。 Of the predetermined area of the surface to be scanned, with respect to the scanning direction, an angle of view for irradiating a laser beam to an area closer to the light source than the reference line is θa, and more than the reference line. Assuming that the angle of view for irradiating a laser beam to the region where the light source is not disposed is θb,
θa> θb
The optical scanning device according to claim 1, wherein the following condition is satisfied.
L2a>L2b
なる条件を満たすことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の光学走査装置。 With respect to the optical path of the laser beam from the light source toward the surface to be scanned, the laser beam has another optical member disposed upstream of the optical member, and the reference line in the scanning direction among the other optical members. If the length of the portion on the side where the light source is arranged is L2a, and the length of the portion on the side where the light source is not arranged with respect to the reference line is L2b,
L2a> L2b
The optical scanning device according to claim 1, wherein the following condition is satisfied.
L2a>L2b
なる条件を満たすことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の光学走査装置。 The optical member has another optical member whose length in the scanning direction is shorter than that of the optical member, and the portion of the other optical member on the side where the light source is arranged with respect to the reference line with respect to the scanning direction. If the length is L2a, and the length of the portion on the side where the light source is not arranged with respect to the reference line is L2b,
L2a> L2b
The optical scanning device according to claim 1, wherein the following condition is satisfied.
前記支持部材は前記2つの側面部材の間に配置され、前記基板は、前記支持部材と前記2つの側面部材のうちの一方との間に配置されており、前記基板と前記2つの側面部材のうちの一方との間に隙間があることを特徴とする請求項15に記載の画像形成装置。 A frame including two side members facing each other in the scanning direction, and a connecting member for connecting the two side members between the two side members; and driving the optical scanning device to the optical scanning device A substrate including a circuit for performing,
The support member is disposed between the two side members, and the substrate is disposed between the support member and one of the two side members. The image forming apparatus according to claim 15, wherein there is a gap between one of them.
前記被走査面に入射するレーザ光が前記走査方向と直交する時の前記偏向手段で反射後のレーザ光の主光線を基準線とすると、
前記被走査面の前記所定の領域のうち、前記走査方向に関して、前記基準線よりも前記光源が配置されている側の領域の長さをDa、前記基準線よりも前記光源が配置されていない側の領域の長さをDbとすると、
Da>Db、
なる条件を満たし、
前記ダクト部材は、前記2つの側面部材のうち前記走査方向に関して前記光源に近い位置に配置された側面部材と前記支持部材との間に配置されていることを特徴とする画像形成装置。 A frame including two side members facing each other in the scanning direction and a connecting member that connects the two side members between the two side members, a light source that emits laser light, and a laser emitted from the light source A deflecting unit that changes a reflecting direction while reflecting light; a light source; a support member that supports the deflecting unit; and a duct member that forms an air passage. A laser beam irradiation position on the surface is moved in the scanning direction on the surface to be scanned, a predetermined area of the surface to be scanned is scanned with the laser beam to form a latent image, and toner is attached to the latent image. In an image forming apparatus for forming a toner image
When the principal ray of the laser light reflected by the deflection means when the laser light incident on the surface to be scanned is orthogonal to the scanning direction is a reference line,
Of the predetermined region of the surface to be scanned, the length of the region on the side where the light source is disposed with respect to the reference line in the scanning direction is Da, and the light source is not disposed with respect to the reference line. If the length of the side region is Db,
Da> Db,
Meets the conditions
The image forming apparatus, wherein the duct member is disposed between a side member disposed at a position near the light source in the scanning direction, and the support member, of the two side members.
θa>θb
なる条件を満たすことを特徴とする請求項17に記載の光学走査装置。 Of the predetermined area of the surface to be scanned, with respect to the scanning direction, an angle of view for irradiating a laser beam to an area closer to the light source than the reference line is θa, and more than the reference line. Assuming that the angle of view for irradiating a laser beam to the region where the light source is not disposed is θb,
θa> θb
The optical scanning device according to claim 17, wherein the following condition is satisfied.
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JP2019101160A (en) * | 2017-11-30 | 2019-06-24 | コニカミノルタ株式会社 | Optical writing device and image formation apparatus |
JP2020199672A (en) * | 2019-06-07 | 2020-12-17 | キヤノン株式会社 | Image forming apparatus including optical scanning apparatus |
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- 2015-01-30 JP JP2015017856A patent/JP2016142876A/en active Pending
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