JP2004271763A - Optical scanner and image forming device furnished with the same - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数の光源ユニットから出射される複数本のレーザビームによって複数の像担持体上をそれぞれ走査するための光走査装置及びその光走査装置を備えたプリンタ,複写機,ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、複数の光源から出力される複数本のレーザビームを走査ビームとして出射させ、各走査ビームをそれぞれ複数の像担持体である感光体上に結像させて潜像を形成し、各感光体上の潜像をそれぞれ異なる色の現像剤によって可視像化して一枚の転写紙上に順次重ねて転写することによりカラー画像を形成するカラーレーザプリンタ等の画像形成装置が開発されている。このような画像形成装置においては、レーザビームで感光体を走査するために複数の走査手段を必要とするため、単色の画像形成装置に比して部品点数が多く、部品配置の自由度が小さくなって装置全体が大型化するきらいがある。
ところが、最近では、カラーレーザプリンタにも単色レーザプリンタ並みの小型化と生産性の向上が求められるようになり、複数の光源から出力される複数本のレーザビームを走査ビームとして出射する複数の光学系を1個のハウジング内に収納するとともに、複数の感光体を並列して設けたタンデム式の画像形成装置が実用化されている。
【0003】
図8は、このようなタンデム式の画像形成装置に用いられている光走査装置の概略構成を示す斜視図である。
この光走査装置は、タンデム作像に対応したイエロー(Y),ブラック(BK),マゼンタ(M),シアン(C)の各色毎の4ステーション書き込みにより高速化を図ったカラーレーザプリンタの書き込み部に用いられるものであり、上記の各色に対応する4個の光源ユニット1y,1k,1m,1cから出射した各レーザビームLy,Lk,Lm,Lcは、それぞれシリンドリカルレンズ2y,2k,2m,2cを通過した後、レーザビームLy,Lcは直接、レーザビームLk,Lmはミラー3k,3mで反射して、それぞれ偏向手段を構成する回転偏向器4の偏向反射面近傍に主走査方向に長い線像を形成する。この回転偏向器4は、同軸上に所定の間隔をおいて固設された同一の角度位相をもつ第1,第2のポリゴンミラー4a,4bを有している。
【0004】
そして、レーザビームLy,Lcは上段のポリゴンミラー4aで、レーザビームLk,Lmは下段のポリゴンミラー4bでそれぞれ所定の走査面を走査するように偏向された後、それぞれ結像光学系である第1,第2のfθレンズ5a,5bを通り、第1の折り返しミラー6y,6k,6m,6cにより反射され、トロイダルレンズ7y,7k,7m,7cを通り、第2の折り返しミラー8y,8k,8m,8c及び第3の折り返しミラー9y,9k,9m,9cによりそれぞれ光路を偏向し、感光体ドラム20y,20k,20m,20c上の被走査面上に結像して主走査方向に走査する。
なお、図8においてはその図示を省略しているが、各レーザビームLy,Lk及びLm,Lcの走査域の両端部にはそれぞれ同期ミラーが設けてあり、これらの同期ミラーに折り返されたレーザビームを受光し得る位置に、2本のレーザビームLy,Lk用の同期センサ21a,21bを、残り2本のレーザビームLm,Lc用の同期センサ22a,22bをそれぞれ設け、これらの同期センサ21a,21b,22a,22bにより同期信号の検出手段を構成している。
このように、回転偏向器4の上下のポリゴンミラー4a,4bの異なる反射面にそれぞれ異なるレーザビームを同時に入射させて各ポリゴンミラーによって2本ずつのレーザビームを偏向し得るようにするとともに、異なる2本ずつのレーザビームの同期センサを共有するようにして光走査装置の構成を簡略化している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の光走査装置にあっては、回転偏向器の上下のポリゴンミラーの角度位相が等しいため、2光路分の同期光が同時に1個の同期センサに入射する結果となり、それぞれ独立した同期信号を得ることが困難であった。そのため、図8に示した光走査装置においては、同一の同期センサを共有するレーザビームLyとLk及びLmとLcで同期像高を若干(例えば4mm)変化させてそれぞれの信号を分離し得るようにしている。
ところが、実際には各折り返しミラーの配置精度等によりそれぞれの像高が多少ばらつくため、同期信号の分離を確実に行うためには、同期像高の差を充分にとらなければならず、そのためには、有効走査域を大きくする必要があり、レンズ等の各種光学素子が大型化する結果となる。そして、このような光走査装置を用いた画像形成装置は、大型化した光学素子のために装置全体も大型化するとともに製造コストが上昇するという問題があった。
【0006】
図9は、図8に示した従来の光走査装置において、レーザビームLy,Lkが共用する同期センサ21aの出力(V)と時間(t)との関係を示すタイミングチャートであり、(a)は像高差による分離ができている状態、すなわち、配置精度が良好に保たれている状態であるが、多くの場合は次の(b)の状態になり勝ちである。(b)はレーザビームLyとレーザビームLkとの像高が近接した状態を示している。なお、同図中Yn,BKnは、それぞれnライン目のレーザビームLy,Lkの出力信号(同期信号)を示すものである。
図9(a)に示すように像高差による分離ができている場合、各色の同期信号Yn,BKn及びYn+1,BKn+1が明確に分離されて良好な画像形成を行うことができるが、同図(b)に示すように像高差による分離が不充分であると、同期信号Yn,BKn及びYn+1,BKn+1がそれぞれ重なって同期検知ができないため、良好な画像形成を行うことができなくなる。
【0007】
また、このような光走査装置を備えた画像形成装置において生産性をさらに向上させるには、回転偏向器を高速(例えば30,000rpm程度)で回転させることが要求されるが、このような高速回転になると、図9に示した各色の同期信号は数μsec間隔で出力されるようになって同期分離が一層難しくなるとともに、ポリゴンミラー駆動用モータの寿命も短くなり、装置稼動時の騒音も増大するという問題点がある。
この発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、光走査装置及びそれを備えた画像形成装置において、光学素子を長大化させることなく、安定した同期信号の分離とそれに伴う良好な画像形成を可能にしながら、一層の小型化と低コスト化を図ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記の目的を達成するため、複数の光源ユニットと、これら複数の光源ユニットに配置されている発光素子により出射されたレーザビームをそれぞれ主走査方向に偏向する偏向手段と、この偏向手段によって偏向された各レーザビームを主走査線上で検出する検出手段とを備えた光走査装置において、上記検出手段を各レーザビームで共有するとともに、上記偏向手段は、同軸上で互いに角度位相が異なる複数のポリゴンミラーを有している光走査装置を提供するものである。
そして、上記の光走査装置において、上記光源ユニットの少なくとも一つは上記主走査方向に所定の間隔を保って走査するように配置された複数の発光素子からなるようにするのが好ましい。
【0009】
また、上記のような光走査装置を備え、複数の像担持体上を上記各レーザビームで走査することによりそれぞれ出力すべき画像の潜像を形成させるとともに、上記各像担持体ごとに上記潜像を可視像化する現像手段を設けた画像形成装置も提供する。
【0010】
さらに、上記の画像形成装置において、上記複数の像担持体が、上記各レーザビームで走査することによりそれぞれ異なる色に対応する潜像を形成する複数の感光体であり、上記各現像手段が、上記複数の感光体ごとにその各表面に形成された潜像をそれぞれ異なる色の現像剤によって可視像化する手段であり、その各現像手段によって可視像化した各色の画像を一枚の転写紙に順次重ねて転写することにより、カラー画像を形成することが可能となる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好ましい実施形態を図面に基づいて具体的に説明する。
図1は、その光走査装置の全体構成の概略を示す斜視図、図2は、それを模式的に示した側面図、図3は、図を簡略化して理解を容易にするために、図1の各ステーションのうちの一つ(Yステーション)の構成及び光路を示す斜視図、図4は、その光源ユニットの構成を模式的に示した断面図である。なお、これらの図において図8に対応する部分には同一の符号を付して示してある。
この実施形態においても、その光学系の基本構成は図8に示した従来周知のものと同様であるので、これからの説明は主として、図8と異なる部分及び同図で構成を省略した部分について述べることにする。
【0012】
第1に、この実施形態における各光源ユニット1y,1k,1m,1c(以下総合して「光源ユニット1」という)は、図4に示すように、同一の光源ホルダ10に発光素子である半導体レーザからなる第1,第2の光源11,12と、その2つの光源11,12をカップリングする第1,第2のカップリングレンズ13,14とを公知の調整手段(図示しない)により第1,第2のレーザビームL1,L2が主走査方向に所定の開き角を有するように調整して固定したマルチビーム光源である。
このような構成からなるマルチビーム光源を各色の光源ユニット1y,1k,1m,1cとして用いることにより、感光体ドラム20y,20k,20m,20c上を所定の間隔(例えば8mm)で走査させることが可能になる。この間隔は、各光源ユニット作成時にそれぞれ第1,第2の光源11,12と第1,第2のカップリングレンズ13,14の位置を調整しておくことにより、殆どバラツキなく生産することが出来る。また、各光源ユニットをこのように構成することにより、回転偏向器4の回転数を低減させることができ、ポリゴンモータの高寿命化と騒音の低減を図ることが可能になる。
【0013】
第2に、この実施形態における回転偏向器4は、上下2段のポリゴンミラー4a,4bを角度位相を所定角度(例えば30度)ずらせて配設することにより、同期像高が同一でも同期信号の間隔を大きくし得るようにした。
図5は、上下のポリゴンミラー4a,4bに角度位相差を設けた場合の光路図であり、同時に発光した光源から回転偏向器4へ入射するレーザビームL1,L3又はL2,L4はそれぞれ上下のポリゴンミラー4a,4bで反射し、反射ビームL1a,L3a又はL2a,L4aとして被走査面S上の異なる像高位置に導かれ、この像高差分とポリゴンミラー4a,4bの角度位相差分を加えただけ同期信号の間隔を明けることができ、分離不能のおそれをなくすることが可能になる。
この場合、上下のポリゴンミラー4a,4bの角度位相の差は厳密に管理する必要はなく、同期信号の分離に必要な所定の角度以上の差があればよいため、製造上の問題は発生しない。また、その製造方法も、上下一体の素材を上下で角度位相差をつけて研削するようにしてもよく、1本の軸に2枚のミラーをそれぞれ圧入あるいは焼き嵌め等で一体とすることもでき、これらは製造コストや所要の反射面精度等によって随時選択することが可能である。
【0014】
ここで、上記のような光源ユニット及び回転偏向器を有する実施形態の詳細な構成及び作用をイエロー(Y)ステーションを代表として示す図3を参照して説明する。光源ユニット1yは、前述のように第1,第2の光源11,12を有し、それぞれ2個の半導体レーザと2個のコリメートレンズを備えたマルチビーム光源であり、回転偏向器4は、上段,下段のポリゴンミラー4a,4bが所定の角度位相差(例えば30度)を設けて配設されている。
光源ユニット1yから出射したレーザビームLyは、シリンドリカルレンズ2yを通り図示を省略した複数のミラーにより光路を折り曲げられて回転偏向器4の上段のポリゴンミラー4aの偏向反射面近傍に主走査方向に長い線像を形成する。ポリゴンミラー4aに達したレーザビームLyは、所定の走査面を走査するように偏向され、2層に形成された第1のfθレンズ5aの上層部を通過した後第1の折り返しミラー6yによって折り返され、トロイダルレンズ7yを通って第2,第3の折り返しミラー8y,9yで折り返され、防塵ガラス15yを通って感光体ドラム20yの被走査面上に結像して走査する。
【0015】
第2の折り返しミラー8yと第3の折り返しミラー9yとの間には、走査方向Xの先端側及び後端側に同期ミラー16a,16bが設けてあり、先端側の同期ミラー16aで反射された端部のレーザビームLyは同期センサ21aの図示していないフォトダイオード上に、後端側の同期ミラー16bで反射された端部のレーザビームは同期センサ21bの図示していないフォトダイオード上に結像する。そして、同期センサ21aは走査ラインの同期に用いられ、同期センサ21bは、同期センサ21aとともに走査速度、すなわち画像の倍率を計測するために用いられる。
なお、この図3で示した構成はイエロー(Y),マゼンタ(M),シアン(C),ブラック(BK)の各ステーションが有しているので、図1及び図2においては図3に示した各光学素子に対応する部分には同一の符号にそれぞれy,m,c,kのサフィックスを付して示すものとする。
【0016】
そして、回転偏向器4に関して図3に示す側にはYステーションとBKステーションが、反対側にはCステーションとMステーションがそれぞれ設けてあり、この反対側にも走査方向Yの先端側及び後端側にそれぞれ同期ミラー17a,17b及び同期センサ22a,22bを設け、回転偏向器4を各ステーションで共有するとともに、同期ミラー16a,16bと同期センサ21a,21bをY,BK両ステーションで共有し、同期ミラー17a,17bと同期センサ22a,22bをC,M両ステーションで共有するようにして装置の簡略化を図っている。また、図1及び図2において、同期ミラー16a,16b,17a,17bによって反射させたレーザビームLy,Lk,Lm,Lcをそれぞれ同期センサ21a,21b,22a,22bに導くために、特に説明しないが随時他のミラーが設けてある。
【0017】
なお、図1及び図3において、各感光体ドラム20y,20k,20m,20cの最も外側に結像しているレーザビームのすぐ内側のレーザビームが同期像高すなわち有効画像範囲(例えば各色297mm)を示しており、最も外側に仮想線で示すレーザビームは、実際には途中で折り返されて被走査面には到達しない。
【0018】
図6(a)〜(d)は、この実施形態において、同一の同期センサを共有する2つのレーザビームLy,Lkのセンサ出力(V)と時間(t)との関係を示すタイミングチャートであり、(a)は本実施形態を示すもの、(b)〜(d)はポリゴンミラー4a,4bに角度位相差を設けない状態を仮想した場合をそれぞれ示している。なお、図6において、Y1n,Y2nは、光源ユニット1yの第1,第2の光源から出射されるnライン目の出力信号、BK1n,BK2nは、同一の同期センサ21aを共有する光源ユニット1kの第1,第2の光源から出射されるnライン目の出力信号を表すものである。
ポリゴンミラー4a,4bの角度位相差を設けなくても、光走査系を構成する各光学素子の部品精度及び配置精度が良好な場合には、図6の(b)に示すように、像高差による分離が可能である。
しかし、レーザビームLyとLkの像高が離れた場合及び近接した場合は、それぞれ図6の(c)及び(d)に示すように出力信号BK1nとY2n又はY1nとBK1n及びY2nとBK2nがそれぞれ重なって同期検出ができない。
ところが、このような状態でも本実施例のようにポリゴンミラー4a,4bに角度位相差を設けると、図6の(a)に示すように、出力信号Y1n,Y2nと出力信号BK1n,BK2nとの間隔は大きく離れるため同期検出はきわめて容易になる。
【0019】
次に、上記のような光走査装置を備えた画像形成装置の一実施形態について、その概略構成を模式的に示す図7を参照して説明する。
この画像形成装置は、筐体30に2段の給紙カセット31a,31bを挿着したレーザプリンタである。筐体30内には、各給紙カセット31a,31bに装填されたサイズの異なる転写紙を最上位のものから1枚ずつ給紙する給紙ローラ32a,32bと、それらの転写紙を搬送する搬送ローラ33と、転写紙に画像を転写するために上記転写紙を搬送する搬送ベルト34と、その転写画像を定着させるための定着ローラ35と、転写された転写紙を排出するための排紙ローラ36とを設けてこれらにより転写紙搬送路を形成している。
そして、搬送ベルト34上に、マゼンタ(M),シアン(C),イエロー(Y),ブラック(BK)の各色の画像を形成するための像担持体である4色の感光体ドラム20m,20c,20y,20kを転写紙の搬送方向に沿って配列し、各感光体ドラム20m,20c,20y,20kをそれぞれ矢示方向に回転させるようにする。
【0020】
これらの各感光体ドラム20m,20c,20y,20kの方向に前述の光走査装置を配置し、そのケースの下面に設けられた4個の窓孔から4本のレーザビームLm,Lc,Ly,Lkを出射し、不図示の帯電チャージャにより帯電された各感光体ドラム20m,20c,20y,20kの表面を走査して静電潜像を形成する。
各感光体ドラム20m,20c,20y,20kのレーザビームLm,Lc,Ly,Lkによる走査位置の下流側に、それぞれマゼンタ,シアン,イエロー,ブラックの各現像剤を収納した現像手段としての現像器37m,37c,37y,37kを設け、各現像器にはそれぞれユニットケースと現像剤としてのトナーカートリッジ及び現像ローラが備えられている。
【0021】
さらに、搬送ベルト34を挾んで各感光体ドラム20m,20c,20y,20kと対向する位置にそれぞれ転写ローラを設け、その下流側にはそれぞれクリーニングユニットが設けられているが、これらはいずれも周知のものであるからその図示は省略する。
そして、各感光体ドラム20m,20c,20y,20kの表面に、レーザビームLm,Lc,Ly,Lkの走査によって形成された潜像を各現像器37m,37c,37y,37kによってそれぞれマゼンタ,シアン,イエロー,ブラックの現像剤によって現像して可視像化し、それぞれの画像を、給紙カセット31a,31bのいずれか一方から給紙され搬送ベルト34によって搬送される転写紙に重ねて転写し、定着ローラ35によって加熱,加圧して定着した後、排紙ローラ36によって外部に排出する。
なお、この光走査装置は、レーザプリンタ以外の複写機やファクシミリ装置等のレーザビームによる光走査装置を用いる他の画像形成装置にも適用し得ることは言うまでもない。また、上記の光走査装置ではすべての光源ユニットをマルチビーム光源としたが、これは必ずしも必要とするものではなく、単一のビーム光源を配置した光源ユニットを複数配置してもよい。この場合、2枚のポリゴンミラーの面が互いに異なる位相であるため、この位相差により各信号は分離が十分可能になる。例えば位相差を設けることにより、最大走査幅の1/2(A3機では150mm)の間隔を容易に設けることができる。もちろん、各ビームで同期による像高差をさらに付加することにより、より明瞭に各信号が分離されることになる。さらには、この複合形態、すなわち、単一のビーム光源を配置した光源ユニットと、複数のビーム光源を配置した光源ユニットとを設けることにより複数の光源ユニットとしてもよい。
【0022】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明によれば以下に記載する効果を奏する。
この発明による光走査装置によれば、光学素子を長大化させることなく、安定した同期信号の分離とそれに伴う良好な画像形成を可能にしながら、一層の小型化と低コスト化が達成される。同時に偏光手段を高速回転させる必要がなくなって、長寿命化と稼動時の騒音低減を図ることが可能になる。
また、上記の光走査装置を備えた画像形成装置によれば、上記のような光走査装置を画像形成装置の書込み手段として用いることにより、装置の大型化とコスト高を伴うことなく安定した画像形成が可能になり、小型でコスト安のカラー画像形成装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明による光走査装置の全体構成の概略を示す斜視図である。
【図2】同じく、その模式的な側面図である。
【図3】図1の各ステーションの一つの構成及び光路を示す斜視図である。
【図4】同じくその光源ユニットを模式的に示す断面図である。
【図5】同じくその回転偏光体により偏向された光路を示す光路図である。
【図6】同じくその同期センサの出力と時間との関係を示すタイミングチャートである。
【図7】この発明による画像形成装置の一実施形態の概略を示す構成図である。
【図8】従来の光走査装置の概略を示す斜視図である。
【図9】同じくその同期センサの出力と時間との関係を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
1y,1k,1m,1c:光源ユニット
2y,2k,2m,2c:シリンドリカルレンズ
4:回転偏向器 5a:第1のfθレンズ
5b:第2のfθレンズ
6y,6k,6m,6c:第1の折り返しミラー
7y,7k,7m,7c:トロイダルレンズ
8y,8k,8m,8c:第2の折り返しミラー
9y,9k,9m,9c:第3の折り返しミラー
10:光源ホルダ 11:第1の光源
12:第2の光源 13,14:カップリングレンズ
16a,16b,17a,17b:同期ミラー
20y,20k,20m,20c:感光体ドラム
21a,21b,22a,22b:同期センサ
30:筐体 31a,31b:給紙カセット
32a,32b:給紙ローラ 33:搬送ローラ
34:搬送ベルト 35:定着ローラ
36:排紙ローラ
37y,37k,37m,37c:現像器
Lm:マゼンタ用のレーザビーム
Lc:シアン用のレーザビーム
Ly:イエロー用のレーザビーム
Lk:ブラック用のレーザビーム[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical scanning device for scanning a plurality of image carriers with a plurality of laser beams emitted from a plurality of light source units, respectively, and an image of a printer, a copier, a facsimile, or the like equipped with the optical scanning device. It relates to a forming apparatus.
[0002]
[Prior art]
In recent years, a plurality of laser beams output from a plurality of light sources are emitted as scanning beams, and the respective scanning beams are respectively formed on a plurality of photoconductors as image carriers to form latent images. 2. Description of the Related Art An image forming apparatus such as a color laser printer has been developed which forms a color image by visualizing the above latent images with developers of different colors and sequentially transferring and superimposing the latent images on one sheet of transfer paper. In such an image forming apparatus, since a plurality of scanning units are required to scan the photosensitive member with the laser beam, the number of components is large and the degree of freedom of component arrangement is small as compared with a monochromatic image forming apparatus. As a result, the size of the entire apparatus tends to increase.
However, recently, a color laser printer has been required to be as small as a monochromatic laser printer and to improve productivity, and a plurality of optical beams that emit a plurality of laser beams output from a plurality of light sources as scanning beams have been required. A tandem type image forming apparatus in which a system is housed in one housing and a plurality of photoconductors are provided in parallel has been put to practical use.
[0003]
FIG. 8 is a perspective view showing a schematic configuration of an optical scanning device used in such a tandem type image forming apparatus.
This optical scanning device is a writing unit of a color laser printer that achieves high speed by writing four stations for each color of yellow (Y), black (BK), magenta (M), and cyan (C) corresponding to tandem image formation. The laser beams Ly, Lk, Lm, and Lc emitted from the four
[0004]
The laser beams Ly and Lc are deflected by the upper polygon mirror 4a, and the laser beams Lk and Lm are deflected by the lower polygon mirror 4b so as to scan a predetermined scanning surface. 1, passing through the
Although not shown in FIG. 8, synchronous mirrors are provided at both ends of the scanning area of each of the laser beams Ly and Lk and Lm and Lc, and the laser turned back to these synchronous mirrors is provided.
As described above, different laser beams are simultaneously made incident on different reflecting surfaces of the upper and lower polygon mirrors 4a and 4b of the
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a conventional optical scanning device, since the upper and lower polygon mirrors of the rotary deflector have the same angular phase, synchronous light for two optical paths is simultaneously incident on one synchronous sensor. It has been difficult to obtain independent synchronization signals. Therefore, in the optical scanning device shown in FIG. 8, the signals can be separated by slightly (for example, 4 mm) changing the synchronous image height between the laser beams Ly and Lk and Lm and Lc sharing the same synchronous sensor. I have to.
However, in practice, since the image heights of the respective mirrors slightly vary due to the arrangement accuracy of the folding mirrors, etc., in order to reliably separate the synchronization signals, a sufficient difference in the synchronization image heights must be obtained. In such a case, it is necessary to increase the effective scanning area, which results in an increase in the size of various optical elements such as lenses. The image forming apparatus using such an optical scanning device has a problem that the size of the optical device is increased and the entire device is increased in size and the manufacturing cost is increased.
[0006]
FIG. 9 is a timing chart showing the relationship between the output (V) of the
In the case where the separation based on the image height difference is achieved as shown in FIG. 9A, the synchronizing signals Yn, BKn and Yn + 1, BKn + 1 of each color are clearly separated, and a good image can be formed. If the separation based on the image height difference is not sufficient as shown in (b), the synchronization signals Yn and BKn and Yn + 1 and BKn + 1 overlap each other, and synchronization cannot be detected, so that good image formation cannot be performed.
[0007]
Further, in order to further improve the productivity in the image forming apparatus provided with such an optical scanning device, it is required to rotate the rotary deflector at a high speed (for example, about 30,000 rpm). When the rotation is started, the synchronization signals of the respective colors shown in FIG. 9 are output at intervals of several μsec, making synchronization separation more difficult, shortening the life of the motor for driving the polygon mirror, and reducing the noise during operation of the apparatus. There is a problem that it increases.
The present invention has been made in view of the above points, and in an optical scanning device and an image forming apparatus provided with the same, stable separation of a synchronization signal and good image formation associated therewith without increasing the length of an optical element. It is another object of the present invention to further reduce the size and cost while making it possible.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a plurality of light source units, a deflecting unit for deflecting a laser beam emitted by a light emitting element arranged in each of the plurality of light source units in a main scanning direction, and a deflecting unit. And a detecting means for detecting each laser beam deflected by the main scanning line on the main scanning line. In the optical scanning device, the detecting means is shared by the laser beams, and the deflecting means are coaxial and have different angular phases from each other. An object of the present invention is to provide an optical scanning device having a plurality of polygon mirrors.
In the above-described optical scanning device, it is preferable that at least one of the light source units includes a plurality of light emitting elements arranged to scan at a predetermined interval in the main scanning direction.
[0009]
In addition, the above-described optical scanning device is provided, and a plurality of image carriers are scanned with the laser beams to form latent images of images to be output, respectively. An image forming apparatus provided with a developing unit for visualizing an image is also provided.
[0010]
Further, in the above-described image forming apparatus, the plurality of image carriers are a plurality of photosensitive members that form latent images corresponding to different colors by scanning with the respective laser beams, and the respective developing units are The latent image formed on each surface of each of the plurality of photoconductors is a means for visualizing with a developer of a different color, and the image of each color visualized by each developing means is formed into one sheet. A color image can be formed by sequentially superimposing and transferring images on a transfer sheet.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view schematically showing the overall configuration of the optical scanning device, FIG. 2 is a side view schematically showing the same, and FIG. 3 is a diagram for simplifying the diagram to facilitate understanding. FIG. 4 is a perspective view showing a configuration and an optical path of one of the stations (Y station), and FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of the light source unit. In these figures, parts corresponding to those in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals.
Also in this embodiment, the basic configuration of the optical system is the same as that of the conventional optical system shown in FIG. 8, and therefore, the following description will mainly focus on the parts different from FIG. 8 and the parts omitted in FIG. I will.
[0012]
First, the
By using the multi-beam light source having such a configuration as the
[0013]
Secondly, the
FIG. 5 is an optical path diagram when the upper and lower polygon mirrors 4a and 4b are provided with an angular phase difference. The laser beams L1 and L3 or L2 and L4 incident on the
In this case, it is not necessary to strictly manage the difference between the angular phases of the upper and lower polygon mirrors 4a and 4b, and it is sufficient if there is a difference equal to or more than a predetermined angle required for separating the synchronization signal. . Also, the manufacturing method may be such that the upper and lower integrated materials are ground with an upper and lower angle phase difference, and two mirrors may be integrated into one shaft by press fitting or shrink fitting. These can be selected at any time according to the manufacturing cost, required reflection surface accuracy, and the like.
[0014]
Here, the detailed configuration and operation of the embodiment having the light source unit and the rotary deflector as described above will be described with reference to FIG. 3 showing a yellow (Y) station as a representative. The light source unit 1y has the first and second
The laser beam Ly emitted from the light source unit 1y passes through the
[0015]
Synchronous mirrors 16a and 16b are provided between the
Note that the configuration shown in FIG. 3 has stations for yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (BK), and therefore is shown in FIG. 3 in FIG. 1 and FIG. The parts corresponding to the respective optical elements are denoted by the same reference numerals with the suffixes y, m, c, and k, respectively.
[0016]
3, the Y station and the BK station are provided on the side shown in FIG. 3, and the C station and the M station are provided on the opposite side, respectively. Synchronous mirrors 17a and 17b and
[0017]
In FIGS. 1 and 3, the laser beam immediately inside the outermost laser beam of each of the
[0018]
FIGS. 6A to 6D are timing charts showing the relationship between the sensor output (V) of two laser beams Ly and Lk sharing the same synchronous sensor and the time (t) in this embodiment. , (A) shows the present embodiment, and (b) to (d) show the case where the polygon mirrors 4a, 4b are supposed to have no angular phase difference. In FIG. 6, Y1n and Y2n are output signals of the n-th line emitted from the first and second light sources of the light source unit 1y, and BK1n and BK2n are output signals of the
Even if the angular phase difference between the polygon mirrors 4a and 4b is not provided, if the component precision and the placement precision of each optical element constituting the optical scanning system are good, the image height is increased as shown in FIG. Separation by difference is possible.
However, when the image heights of the laser beams Ly and Lk are separated and approached, as shown in FIGS. 6C and 6D, the output signals BK1n and Y2n or Y1n and BK1n and Y2n and BK2n respectively become Synchronization cannot be detected due to overlap.
However, even in such a state, if an angular phase difference is provided between the polygon mirrors 4a and 4b as in the present embodiment, as shown in FIG. 6A, the output signals Y1n and Y2n and the output signals BK1n and BK2n are Synchronization detection is extremely easy because the interval is large.
[0019]
Next, an embodiment of an image forming apparatus provided with the above-described optical scanning device will be described with reference to FIG. 7, which schematically shows a schematic configuration thereof.
This image forming apparatus is a laser printer in which two-
Then, four-color
[0020]
The above-described optical scanning device is arranged in the direction of each of the
A developing device as a developing unit that stores magenta, cyan, yellow, and black developers on the downstream side of the scanning positions of the respective
[0021]
Further, a transfer roller is provided at a position facing each of the
The latent images formed by scanning the laser beams Lm, Lc, Ly, and Lk on the surfaces of the
Needless to say, this optical scanning device can be applied to other image forming apparatuses using an optical scanning device using a laser beam, such as a copying machine other than a laser printer and a facsimile machine. In the above-described optical scanning device, all light source units are multi-beam light sources. However, this is not always necessary, and a plurality of light source units having a single beam light source may be arranged. In this case, since the surfaces of the two polygon mirrors have different phases, the signals can be sufficiently separated by the phase difference. For example, by providing a phase difference, an interval of 1/2 of the maximum scanning width (150 mm for the A3 machine) can be easily provided. Of course, by further adding the image height difference due to synchronization in each beam, each signal can be more clearly separated. Furthermore, a plurality of light source units may be provided by providing this composite form, that is, a light source unit in which a single beam light source is arranged and a light source unit in which a plurality of beam light sources are arranged.
[0022]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.
According to the optical scanning device of the present invention, further downsizing and cost reduction can be achieved while enabling stable separation of a synchronization signal and accompanying good image formation without increasing the length of the optical element. At the same time, it is not necessary to rotate the polarizing means at high speed, and it is possible to extend the life and reduce the noise during operation.
According to the image forming apparatus provided with the above-described optical scanning device, by using the above-described optical scanning device as a writing unit of the image forming device, a stable image can be obtained without increasing the size and cost of the device. It is possible to form a color image forming apparatus which is small and inexpensive.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view schematically showing an overall configuration of an optical scanning device according to the present invention.
FIG. 2 is also a schematic side view of the same.
FIG. 3 is a perspective view showing one configuration and an optical path of each station in FIG. 1;
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing the light source unit.
FIG. 5 is an optical path diagram showing an optical path deflected by the rotating polarizer.
FIG. 6 is a timing chart showing the relationship between the output of the synchronous sensor and time.
FIG. 7 is a configuration diagram schematically showing an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 8 is a perspective view schematically showing a conventional optical scanning device.
FIG. 9 is a timing chart showing the relationship between the output of the synchronous sensor and time.
[Explanation of symbols]
1y, 1k, 1m, 1c:
Claims (4)
前記検出手段は各レーザビームで共有しており、前記偏向手段は同期上に互いに角度位相が異なる複数のポリゴンミラーを有していることを特徴とする光走査装置。A plurality of light source units, a deflecting means for deflecting the laser beams emitted by the light emitting elements arranged in the plurality of light source units in the main scanning direction, and deflecting the laser beams deflected by the deflecting means on a main scanning line. An optical scanning device comprising:
The optical scanning device according to claim 1, wherein the detecting means is shared by the laser beams, and the deflecting means has a plurality of polygon mirrors having different angular phases synchronously.
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Cited By (6)
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---|---|---|---|---|
JP2006284822A (en) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Ricoh Co Ltd | Optical scanning device and image forming apparatus |
EP1750156A1 (en) | 2005-08-03 | 2007-02-07 | Ricoh Company, Ltd. | Optical scanning device and image forming apparatus |
JP2008058800A (en) * | 2006-09-01 | 2008-03-13 | Ricoh Co Ltd | Optical scanner and image forming apparatus |
CN100465694C (en) * | 2005-12-26 | 2009-03-04 | 株式会社理光 | Optical deflector, manufacturing method thereof, optical scanning device, and image forming device |
JP2010204676A (en) * | 2010-04-07 | 2010-09-16 | Ricoh Co Ltd | Optical scanner and image forming apparatus |
JP2015026020A (en) * | 2013-07-29 | 2015-02-05 | シャープ株式会社 | Optical scanner and image formation device with the same |
-
2003
- 2003-03-06 JP JP2003060679A patent/JP2004271763A/en active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006284822A (en) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Ricoh Co Ltd | Optical scanning device and image forming apparatus |
EP1750156A1 (en) | 2005-08-03 | 2007-02-07 | Ricoh Company, Ltd. | Optical scanning device and image forming apparatus |
US7598972B2 (en) | 2005-08-03 | 2009-10-06 | Ricoh Company, Limited | Optical scanning device and image forming apparatus |
CN100465694C (en) * | 2005-12-26 | 2009-03-04 | 株式会社理光 | Optical deflector, manufacturing method thereof, optical scanning device, and image forming device |
JP2008058800A (en) * | 2006-09-01 | 2008-03-13 | Ricoh Co Ltd | Optical scanner and image forming apparatus |
JP2010204676A (en) * | 2010-04-07 | 2010-09-16 | Ricoh Co Ltd | Optical scanner and image forming apparatus |
JP2015026020A (en) * | 2013-07-29 | 2015-02-05 | シャープ株式会社 | Optical scanner and image formation device with the same |
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