JP4878905B2 - Optical scanning device, optical writing device, and image forming apparatus - Google Patents
Optical scanning device, optical writing device, and image forming apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP4878905B2 JP4878905B2 JP2006123329A JP2006123329A JP4878905B2 JP 4878905 B2 JP4878905 B2 JP 4878905B2 JP 2006123329 A JP2006123329 A JP 2006123329A JP 2006123329 A JP2006123329 A JP 2006123329A JP 4878905 B2 JP4878905 B2 JP 4878905B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- light
- optical scanning
- scanning device
- image forming
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims description 233
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 29
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 12
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 12
- 239000000969 carrier Substances 0.000 claims description 3
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims description 3
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 41
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 description 26
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 16
- 230000008859 change Effects 0.000 description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 description 15
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 12
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 12
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 12
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 6
- 108091008695 photoreceptors Proteins 0.000 description 6
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 5
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- GGCZERPQGJTIQP-UHFFFAOYSA-N sodium;9,10-dioxoanthracene-2-sulfonic acid Chemical compound [Na+].C1=CC=C2C(=O)C3=CC(S(=O)(=O)O)=CC=C3C(=O)C2=C1 GGCZERPQGJTIQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 2
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 1
- 239000013502 plastic waste Substances 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
Description
本発明は、光走査装置、光書込み装置および画像形成装置に関するもので、デジタル複写機、ファクシミリ、レーザプリンタなどに適用可能なものである。 The present invention relates to an optical scanning device, an optical writing device, and an image forming apparatus, and can be applied to a digital copying machine, a facsimile, a laser printer, and the like.
光走査装置は、光プリンタやデジタル複写機、光プロッタ等の画像形成装置に関連して広く知られている。近年、画像形成装置の低価格化要求とともに、環境条件の変動による影響を受け難く、画質が良好で、安定度および精細の高い画像形成装置の実現が求められている。画像形成装置の重要な構成部分である光走査装置および光書込み装置にも、上記の要求を満たすことが求められる。 Optical scanning devices are widely known in connection with image forming apparatuses such as optical printers, digital copying machines, and optical plotters. In recent years, along with a demand for price reduction of an image forming apparatus, it is required to realize an image forming apparatus that is not easily affected by changes in environmental conditions, has good image quality, and has high stability and fineness. The optical scanning device and the optical writing device, which are important components of the image forming apparatus, are also required to satisfy the above requirements.
上記の要求を満たすためには、光走査装置に用いられる各種のレンズを樹脂材料で形成することが有効である。各種レンズを樹脂材料で形成することにより、以下のメリットがある。
(1)軽量である。
(2)低コストで成形が可能である。
(3)特殊な面形状の形成が容易である。
特殊な面形状の形成が容易であるというメリットを活かして、樹脂製レンズに特殊面を採用することにより、光学的な特性を向上させることができるとともに、光学系を構成するレンズ枚数を低減させることができる。特殊面の1形態として、屈折面形状を適切なピッチで折り返した形状の「回折面形状」がある。回折面は、レンズに屈折面以上のパワーを付加することができるため、レンズ枚数の低減に効果がある。
In order to satisfy the above requirements, it is effective to form various lenses used in the optical scanning device with a resin material. Forming various lenses with a resin material has the following advantages.
(1) Light weight.
(2) Molding is possible at low cost.
(3) It is easy to form a special surface shape.
Taking advantage of the fact that it is easy to form a special surface shape, by adopting a special surface for the resin lens, the optical characteristics can be improved and the number of lenses constituting the optical system can be reduced. be able to. As one form of the special surface, there is a “diffractive surface shape” in which a refracting surface shape is folded at an appropriate pitch. Since the diffractive surface can add more power than the refractive surface to the lens, it is effective in reducing the number of lenses.
安定性の高い画像形成装置を構成するために、従来様々な方式の光走査装置が考え出されている。その主なものは、互いに逆のパワーをもつ複数枚のレンズを組み合わせるものや、回折面を用いたものなどである。特に、回折面を用いた方式は、樹脂材料の成形技術が高度に発達した背景もあり、少ない部品点数を以って、温度に対して安定度の高い光走査装置を実現することができる有効な方式である。 In order to construct an image forming apparatus having high stability, various types of optical scanning devices have been conventionally devised. The main ones are a combination of a plurality of lenses having opposite powers, and a diffractive surface. In particular, the method using a diffractive surface is effective because it can realize an optical scanning device that is highly stable with respect to temperature with a small number of parts, due to the highly developed molding technology of resin materials. It is a simple method.
ただし、回折面を用いた方式には、特有の課題として、以下のようなものがある。
1.入射光束の波長のばらつきに対して敏感な光学系になってしまう。
2.回折面形状を持たない面に比べ、望まない散乱光・正反射光および不要な回折次数の光が発生しやすい。
上記1.の問題については、回折面形状の設計によりある程度回避可能であり、様々な発明が既に公開されている。しかし、2.の課題に関しては現実的な回折面が潜在的に起こしうる現象であって、上記2.のような課題に関する明確な解決策は提案されておらず、公知資料である後述の各特許文献でも言及されていない。
However, the method using a diffractive surface has the following problems as specific problems.
1. This makes the optical system sensitive to variations in the wavelength of the incident light beam.
2. Compared with a surface that does not have a diffractive surface shape, unwanted scattered light / regular reflection light and light of an unnecessary diffraction order are likely to be generated.
Above 1. This problem can be avoided to some extent by designing the diffractive surface shape, and various inventions have already been published. However, 2. The above problem is a phenomenon in which a realistic diffractive surface can potentially occur. A clear solution for such a problem has not been proposed, and is not mentioned in the following patent documents, which are publicly known materials.
光走査装置に導入された回折面において、望まない散乱、正反射等が発生すると、散乱し、また反射された光の一部が「戻り光」として光源に向かって戻る。一般的な光源には、光量を検知して発光光量を調整する装置がついているため、上記のような「戻り光」は、上記発光光量調整装置にノイズとして混入する。そのため、光量調整が適正に行なわれていない光束が被走査面に照射されて画像形成が行われることになり、形成される画質を劣化させる原因となる。 When unwanted scattering, specular reflection, or the like occurs on the diffraction surface introduced into the optical scanning device, a part of the scattered and reflected light returns toward the light source as “return light”. Since a general light source includes a device that detects the amount of light and adjusts the amount of emitted light, the “return light” as described above is mixed as noise in the light emission amount adjusting device. For this reason, a light beam whose light amount is not properly adjusted is irradiated onto the surface to be scanned and image formation is performed, which causes deterioration of the formed image quality.
回折面は、微細な「回折面形状」とすることによって機能する。回折面形状は、換言すれば微細なエッジの集合である。そのため、回折効率は外乱に対して極めて敏感であり、望まない回折光や散乱光、不要な反射光が発生しやすい。複数の発光点を持つ光源や複数の光源装置を具備した光走査装置においては、一方の発光点から発せられた光束が回折面で散乱・反射を受け、自らの発光点さらには他方の発光点に戻ることも起こりえる。 The diffractive surface functions by having a fine “diffractive surface shape”. In other words, the diffractive surface shape is a set of fine edges. Therefore, the diffraction efficiency is extremely sensitive to disturbance, and unwanted diffracted light, scattered light, and unnecessary reflected light are likely to be generated. In an optical scanning device having a light source having a plurality of light emitting points or a plurality of light source devices, a light beam emitted from one light emitting point is scattered and reflected by the diffraction surface, and its own light emitting point and also the other light emitting point It can happen to return to.
ここで、本願発明に関連のある公知技術を挙げておく。
その一つは、偏向器前側光学系において、回折面と屈折面を組み合わせることにより、温度変化によるピント位置変動を低減するものである(例えば、特許文献1参照)。しかし、特許文献1に記載されているような発明は、あとで述べるような本願発明の課題に対する対策は施されていない。また、特許文献1には、同一の感光体を複数ビームで走査するマルチビーム光走査については言及していない。
Here, known techniques related to the present invention are listed.
One is to reduce the focus position fluctuation due to temperature change by combining a diffractive surface and a refracting surface in the deflector front optical system (see, for example, Patent Document 1). However, the invention described in Patent Document 1 does not take measures against the problems of the present invention as described later. Further, Patent Document 1 does not mention multi-beam optical scanning in which the same photoconductor is scanned with a plurality of beams.
他の公知技術は、走査光学系によるピント位置の温度変化に伴う変動を回折部のパワー変化で補正するものである(例えば、特許文献2および特許文献3参照)。しかし、特許文献2,3に記載されているような発明は、第1光学系を構成する光学素子の配置変化までは考慮していない。また、特許文献2,3では、同一の感光体を複数ビームで走査するマルチビーム光走査については言及していない。
Another known technique is to correct fluctuations due to temperature changes in the focus position caused by the scanning optical system using power changes in the diffraction section (see, for example,
回折面を用いることなく、偏向器の前側の光学系に少なくとも3枚のレンズを組み合わせることにより、温度変化によるピント位置変動を補正する方法も提案されている(例えば、特許文献4参照)。 There has also been proposed a method of correcting a focus position variation due to a temperature change by combining at least three lenses with an optical system on the front side of a deflector without using a diffractive surface (see, for example, Patent Document 4).
さらに他の公知技術は、偏向器前側の光学系において、回折面と屈折面を組み合わせることにより、温度変化によるピント位置変動を低減するというものである(例えば、特許文献5参照)。このような技術を開示している特許文献5では、マルチビーム光走査についても言及しており、また、偏向器の前側に回折面を2面有するものが記載されている。
Still another known technique is to reduce a focus position variation due to a temperature change by combining a diffractive surface and a refracting surface in the optical system on the front side of the deflector (see, for example, Patent Document 5).
本発明は、前記従来技術の未解決の課題を解決することを目的とする。
具体的には、回折面による戻り光を減衰させることにより、戻り光を原因とする走査光量の不適正さを改善することができる光走査装置、光書込み装置、およびこれを用いることによって高画質の画像を形成することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
本発明はまた、不要次数の回折光や散乱光を有効に除去することができる光走査装置、光書込み装置、およびこれを用いることによって高画質の画像を形成することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
本発明はまた、回折面を持つ1枚のレンズに複数枚の屈折レンズの効果を持たせることができる光走査装置、光書込み装置、およびこれを用いた画像形成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 unsolved problems of the prior art.
Specifically, by attenuating the return light from the diffractive surface, the inappropriateness of the scanning light quantity caused by the return light can be improved, and an optical scanning device, an optical writing device, and a high image quality using the same. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of forming the image.
The present invention also provides an optical scanning device, an optical writing device, and an image forming apparatus that can form high-quality images by using the optical scanning device and optical writing device that can effectively remove diffracted light and scattered light of unnecessary orders. The purpose is to do.
Another object of the present invention is to provide an optical scanning device, an optical writing device, and an image forming apparatus using the same, in which one lens having a diffractive surface can have the effect of a plurality of refractive lenses. To do.
本発明にかかる光走査装置は、光源部より発せられた複数の光束を整形し光偏向器へ導くための偏向器前側光学系と、光偏向器により偏向された複数の光束を単一の被走査面上に導き結像させる走査レンズ系からなるマルチビーム光走査装置であって、偏向器前側光学系は、複数の光束を副走査方向に集光する機能を有する樹脂製の線像形成レンズを有し、この線像形成レンズは回折面を1面有し、この回折面は、線像形成レンズの射出面に設けられていることを特徴とする。
An optical scanning device according to the present invention includes a deflector front optical system for shaping a plurality of light beams emitted from a light source unit and guiding the light beams to an optical deflector, and a plurality of light beams deflected by the light deflector as a single object. A multi-beam optical scanning device comprising a scanning lens system for guiding and forming an image on a scanning surface, wherein the deflector front optical system has a function of condensing a plurality of light beams in the sub-scanning direction. The line image forming lens has one diffractive surface, and the diffractive surface is provided on the exit surface of the line image forming lens.
回折面が線像形成レンズの第1面すなわち入射面である場合、回折面特有の散乱光等が発生し、この散乱光が戻り光として自らの光源に達する。あるいはマルチビーム光源である場合、一つの光源からの光束が回折面で回折され、その散乱光が他方の光源に達する。本願発明によれば、回折面を線像形成レンズの第2面すなわち射出面に設けることによって、光源側の面は通常の屈折面となるため、戻り光による不具合を低減することができるメリットがある。この回折面を線像形成レンズの回折面を射出面に設けることによるメリットをより詳細に述べる。射出面の回折面で戻り光が発生した場合、戻り光はまず線像形成レンズを通るので、線像形成レンズ内で吸収されて減衰する。また、戻り光が線像形成レンズの上記第1面を出射するとき屈折を受けるため、そこでも若干のロスが生じる。以上の理由から、戻り光を回折光学素子の射出面で発生させることにより、戻り光を減衰させるという着想が本発明の主要な部分となっている。
When the diffractive surface is the first surface of the line image forming lens, that is, the incident surface , scattered light or the like peculiar to the diffractive surface is generated, and this scattered light reaches its own light source as return light. Alternatively, in the case of a multi-beam light source, the light beam from one light source is diffracted by the diffraction surface, and the scattered light reaches the other light source. According to the present invention, by providing the diffractive surface on the second surface, that is, the exit surface of the line-image forming lens, the surface on the light source side becomes a normal refracting surface. is there. The merits of providing this diffraction surface as the diffraction surface of the line image forming lens on the exit surface will be described in more detail. When return light is generated on the diffraction surface of the exit surface, the return light first passes through the line image forming lens and is absorbed and attenuated in the line image forming lens. Also, to receive the refraction when the returning light is emitted to the first surface of linear image forming lens, a slight loss occurs even there. For the above reasons, the idea of attenuating the return light by generating the return light on the exit surface of the diffractive optical element is a main part of the present invention.
回折面を射出面に設けることによって生じる副次的なメリットとして、回折面の有効径を低減できる点を挙げることができる。回折面は、軸外に向かうにつれその折り返しピッチは狭くなり、成形が困難になっていくため、なるべく有効径の小さな回折面にすることが有利である。線像形成レンズは正のパワーを有しているため、回折面が射出面であれば正パワー屈折面は第1面すなわち入射面になる。光源側からの光束は線像形成レンズの上記第1面で集光されて射出面である第2面の回折面に入射するので、回折面の有効径は小さくて済むことになる。
As a secondary merit produced by providing the diffractive surface on the exit surface, the effective diameter of the diffractive surface can be reduced. The diffractive surface has a folding pitch that becomes narrower toward the off-axis and becomes difficult to mold. Therefore, it is advantageous to make the diffractive surface as small in effective diameter as possible. Since the line image forming lens has a positive power, if the diffractive surface is the exit surface, the positive power refracting surface is the first surface, that is, the incident surface . Is incident on the second surface diffractive surface of the light flux is exit surface is condensed by the first surface of the linear image forming lens from the light source side, the effective diameter of the diffractive surface will be small.
本発明の光走査装置において、線像形成レンズの回折面の面形状は、回折部のパワーと屈折部のパワーとを相殺するように設定されていることが好ましい。回折部は、屈折部の面形状を適切な段差および適切なピッチで折り返した形状であり、屈折部と同じくパワーを有する。図3に示すように、面の形状とパワーは、回折面13のものと屈折面12のものを合わせたものになる。通常、レンズの周辺部に向かって上記ピッチは微細になるため、回折部の成形は困難になるが、回折部のパワーと屈折部のパワーが相殺するよう設定すると、図4に示すように回折部の折返し部分が鈍角となり、線像形成レンズを樹脂で成形する場合に有利となる。
In the optical scanning device of the present invention, it is preferable that the surface shape of the diffractive surface of the line image forming lens is set so as to cancel the power of the diffractive portion and the power of the refracting portion. The diffractive part is a shape obtained by folding the surface shape of the refracting part with an appropriate step and an appropriate pitch, and has the same power as the refracting part. As shown in FIG. 3, the shape and power of the surface are a combination of the
本発明に採用する回折面の面形状は、マルチステップ型であることが好ましい。マルチステップ型は、上記折返し部分の角度が直角となり、光軸に対称な階段状の形状を指す。上記のように、回折部のパワーと屈折部のパワーとを相殺するように設定した形状の特殊な形状であり、成形上の簡便性がさらに向上する。光学的には、0次光と1次以降の回折光が同一であるため、ノンパワーの面と等価である。したがってこの形状は、成形上は最も有利であっても、パワーを持たない平行平板と等価となるので、戻り光に関しては不利と言える。しかし、前述の、線像形成レンズの第2面に回折面を設けてなる形態を前提とし、この回折面をマルチステップ型としているため、上記の問題が回避されている。すなわち、マルチステップ型とした回折面は、戻り光にも強く、成形も簡便であり、好ましい形態である。回折面が光学的にノンパワーと面と等価であることに関しては、偏心に対する光学性能の鈍感さも向上する、すなわち、偏心の影響を受けにくいというメリットもある。 The surface shape of the diffractive surface employed in the present invention is preferably a multi-step type. The multi-step type refers to a step-like shape in which the angle of the folded portion is a right angle and symmetric with respect to the optical axis. As described above, the shape is a special shape set so as to cancel the power of the diffractive portion and the power of the refracting portion, and the convenience in molding is further improved. Optically, the zero-order light and the first-order and subsequent diffracted lights are the same, which is equivalent to a non-power surface. Therefore, even though this shape is most advantageous in terms of molding, it is equivalent to a parallel plate having no power, so it can be said that it is disadvantageous with respect to return light. However, the above-described problem is avoided because the diffraction surface is a multi-step type on the premise of the above-described configuration in which a diffraction surface is provided on the second surface of the line image forming lens. That is, the multi-step type diffractive surface is resistant to return light, easy to mold, and is a preferred form. With respect to the fact that the diffractive surface is optically equivalent to a non-power surface, there is also an advantage that the insensitivity of the optical performance with respect to decentration is improved, that is, it is less susceptible to decentration.
本発明において採用する回折面は、発光部の温度変化に起因する、主走査方向および/または副走査方向のビームウエスト位置の変動を略0とするように設定されていることが好ましい。光走査装置において温度変動が起こると、光源の波長、光学素子の屈折率および曲率等が変化し、結像位置が理想的な結像位置からずれる。すなわち、ピント位置ずれが発生する。光走査装置の光源として一般的な半導体レーザは、温度が上昇すると発光波長が長波長側へずれる。温度変化による発光波長の変化を「モードホップ」という。一方で、「回折部のパワーは入射波長に対して著しく依存する」という回折部特有の性質があるため、温度変動によるモードホップを利用して上記ピント位置ずれを略0とするように回折部の形状を設計することができる。発光部の温度変化に起因するビームウエスト位置の変動を略0とするように設定することは、光走査装置において回折面のより良好な効果を得るための一つの例である。 The diffractive surface employed in the present invention is preferably set so that the fluctuation of the beam waist position in the main scanning direction and / or the sub-scanning direction due to the temperature change of the light emitting section is substantially zero. When temperature variation occurs in the optical scanning device, the wavelength of the light source, the refractive index and curvature of the optical element, etc. change, and the imaging position deviates from the ideal imaging position. That is, a focus position shift occurs. A general semiconductor laser as a light source of an optical scanning device shifts its emission wavelength toward the longer wavelength side when the temperature rises. The change in emission wavelength due to temperature change is called “mode hop”. On the other hand, since there is a characteristic of the diffractive part that "the power of the diffractive part is remarkably dependent on the incident wavelength", the diffractive part is set so that the focus position shift is substantially zero by using a mode hop due to temperature fluctuation. Can be designed. Setting the beam waist position variation due to the temperature change of the light emitting section to be substantially zero is one example for obtaining a better effect of the diffraction surface in the optical scanning device.
本発明に採用する回折面は、主走査方向および/または副走査方向に平行な直線状の溝形状よりなることが好ましい。回折部のパワーは、主走査方向および副走査方向に対して独立に設けることができる。このように、独立に設計した回折部を同一面に設けた場合、光軸に沿う方向から回折面を見ると、回折部の折返し部分は同心楕円状になる。しかし同心楕円状の回折面は成形が困難である。そこで上記のように、1つの面をある方向(主走査方向および/または副走査方向)に対してのみ回折部のパワーが作用する形状(平行な直線状の溝形状)とすることで、成形上有利となる。 The diffractive surface employed in the present invention preferably has a linear groove shape parallel to the main scanning direction and / or the sub-scanning direction. The power of the diffraction part can be provided independently with respect to the main scanning direction and the sub-scanning direction. As described above, when the independently designed diffractive portions are provided on the same surface, when the diffractive surface is viewed from the direction along the optical axis, the folded portion of the diffractive portion has a concentric elliptical shape. However, it is difficult to mold a concentric elliptical diffraction surface. Therefore, as described above, by forming one surface into a shape (parallel linear groove shape) in which the power of the diffractive portion acts only in a certain direction (main scanning direction and / or sub-scanning direction). This is advantageous.
直線状の溝形状が成形上有利な理由は以下の通りである。本発明の回折面は樹脂で成形されるため、回折面の形状は金型の切削により実現されるが、直線状の溝形状の場合は、図5(a)に示すように、切削用のバイトを一方向に走らせるだけで成形することができるとともに、バイトを逃がすのに何の問題も生じない。直線状でない例えば同心円、同心楕円の溝形状であると、円、楕円の軸を出す手間が生じる上に、バイトの逃げにも工夫が必要になる。また、前述の、回折面形状をマルチステップ型にすることによって得られる効果とも両立できる。すなわち、光軸に関して対称な階段状の形状であれば、図5(a)(b)に示すように、バイトを当てる角度が略直角となるため、金型成形の簡便性はさらに向上する。 The reason why the linear groove shape is advantageous for molding is as follows. Since the diffractive surface of the present invention is formed of a resin, the shape of the diffractive surface is realized by cutting a mold, but in the case of a linear groove shape, as shown in FIG. The tool can be molded simply by running in one direction, and there is no problem in letting the tool escape. If the groove shape is not a straight line, for example, a concentric circle or a concentric ellipse, it takes time to draw the axis of the circle or ellipse, and it is necessary to devise a bite escape. In addition, the effects obtained by making the diffractive surface shape a multi-step type can be achieved. That is, if the shape is stepwise symmetrical with respect to the optical axis, as shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), the angle to which the cutting tool is applied is substantially a right angle, which further improves the convenience of mold forming.
本発明における光源部は、複数の半導体レーザ素子で構成することができる。また、光源部を複数の発光点を持つ半導体レーザ素子にて構成することもできる。半導体レーザ素子が複数であると、光源個々に対応した調整が可能となり、発光点が複数あることで、光源数を減らすことができる。光源部を複数の半導体レーザ素子で構成することと、複数の発光点を持つ半導体レーザ素子にて構成することは両立できる。すなわち、複数の発光点を持つ半導体レーザ素子を複数用いて光源部を構成することも可能である。 The light source unit in the present invention can be composed of a plurality of semiconductor laser elements. In addition, the light source unit can be constituted by a semiconductor laser element having a plurality of light emitting points. When there are a plurality of semiconductor laser elements, adjustment corresponding to each light source is possible, and since there are a plurality of light emitting points, the number of light sources can be reduced. It can be compatible that the light source unit is composed of a plurality of semiconductor laser elements and a semiconductor laser element having a plurality of light emitting points. In other words, the light source unit can be configured by using a plurality of semiconductor laser elements having a plurality of light emitting points.
本発明における光源部の半導体レーザ素子は、面発光型とすることができる。回折部は入射光束の波長変動に関して敏感である。回折部の効果はその特徴を用いたものである反面、望まない波長変動は光学性能を劣化させる。光源に半導体レーザを用いる際、面発光型は、端面発光型に比べモードホップが原理的に起こらない。そのため回折部の望まれる効果も若干小さくなる反面、上記回折部特有の問題も回避できる。面発光型の半導体レーザ素子として代表的なものにVCSEL(vertical cavity surface emitting laser)がある。 The semiconductor laser element of the light source unit in the present invention can be a surface emitting type. The diffractive part is sensitive to wavelength variations of the incident light beam. While the effect of the diffractive part uses its characteristics, unwanted wavelength fluctuations degrade optical performance. When a semiconductor laser is used as a light source, mode hopping does not occur in principle in the surface emitting type compared to the edge emitting type. Therefore, the desired effect of the diffractive part is slightly reduced, but the problems peculiar to the diffractive part can be avoided. A typical example of the surface emitting semiconductor laser element is a VCSEL (vertical cavity surface emitting laser).
不要次数の回折光や散乱光の除去は回折面に課された解決課題の1つである。特にマルチビーム光学系の場合、一方のビームで発生したゴースト光がもう一方の光源に入射するのを避ける必要があるため、上記課題を解決することは重要である。通常、偏向器前側光学系には、半導体レーザの発散角ばらつきにかかわらず、被走査面上で所望のビームスポット径を得るために、開口絞りが配備される。回折面で発生する不要次数の回折光や散乱光の一部は前記開口絞りで除去することができるが、それでは不十分である。上記第偏向器前側光学系が、光軸方向について異なる複数の位置に遮光部材を具備することにより、不要次数の回折光や散乱光を除去することができ、良好な画像を得るのに必要な光走査装置を提供することができる。さらに、主走査方向及び/または副走査方向において、開口絞り以外の少なくとも1つの遮光部材を通過するときのビームの幅を、開口絞りを通過するときよりも狭くすることにより、不要次数の回折光や散乱光を効果的に除去することができる。
なお、開口絞りを光束幅がせまくなる位置に配備するという方法もある。しかし、開口絞りを光束幅が狭くなる位置に配備すると、開口幅の加工誤差によるビームスポット変化量が大きくなってしまい、課題を解決するのに適した構成とはいえない。図6は、以上説明した開口絞りおよび遮光部材の配置例を示す副走査方向の断面図であるが、主走査方向についても全く同様の考え方が成立する。
Removal of unwanted order diffracted light and scattered light is one of the problems to be solved on the diffraction surface. In particular, in the case of a multi-beam optical system, it is necessary to avoid the ghost light generated by one beam from entering the other light source, so it is important to solve the above problem. Normally, an aperture stop is provided in the deflector front optical system in order to obtain a desired beam spot diameter on the surface to be scanned regardless of variations in the divergence angle of the semiconductor laser. A part of unnecessary order diffracted light and scattered light generated on the diffractive surface can be removed by the aperture stop, but this is not sufficient. The front optical system of the first deflector includes light shielding members at a plurality of positions different in the optical axis direction, so that unnecessary orders of diffracted light and scattered light can be removed, which is necessary for obtaining a good image. An optical scanning device can be provided. Furthermore, in the main scanning direction and / or the sub-scanning direction, the beam width when passing through at least one light-shielding member other than the aperture stop is made narrower than when passing through the aperture stop, so that diffracted light of unnecessary order is obtained. And scattered light can be effectively removed.
There is also a method in which the aperture stop is disposed at a position where the light flux width is reduced. However, if the aperture stop is disposed at a position where the beam width is narrowed, the amount of change in the beam spot due to processing error of the aperture width increases, and it cannot be said that the configuration is suitable for solving the problem. FIG. 6 is a sectional view in the sub-scanning direction showing an example of the arrangement of the aperture stop and the light shielding member described above, but the same concept holds true for the main scanning direction.
先述の通り、回折面は、屈折面に対して別途パワーを付加することができるので、回折面を持つ1枚のレンズに、複数枚の屈折レンズの効果を持たせることができる。また、屈折面で所望のパワーを1枚のレンズに与えるとともに、前述の、発光部における温度変化に起因する主走査方向および/または副走査方向のビームウエスト位置の変動を略0とする、という回折面の機能を付与し、温度変動に対する安定性の向上を図ることもできる。例えば、偏向器前側光学系は、パワーを持つ光学素子が線像形成レンズであってそれ以外はパワーをもたない構成とすることができる。これにより、光偏向器前側光学系を単一のレンズで構成することができるため、部品点数を低減することができる。光走査装置を複数用いてカラー画像形成装置を構成する場合、上記のような部品点数低減効果はさらに大きなものとなる。 As described above, since the diffractive surface can separately add power to the refracting surface, one lens having the diffractive surface can have the effect of a plurality of refracting lenses. Further, a desired power is given to one lens on the refracting surface, and the fluctuation of the beam waist position in the main scanning direction and / or the sub-scanning direction due to the temperature change in the light emitting unit is substantially zero. The function of a diffractive surface can be added to improve stability against temperature fluctuations. For example, the deflector front optical system can be configured such that the optical element having power is a line image forming lens and the other optical power is not provided. As a result, the optical deflector front optical system can be configured with a single lens, and thus the number of components can be reduced. When a color image forming apparatus is configured using a plurality of optical scanning devices, the effect of reducing the number of parts as described above is even greater.
本発明の光走査装置を複数用いて、光書込み装置を構成することにより、複数の被走査面に対して書込みを行うことができる。光書込み装置は、これまで説明してきた各種構成の光走査装置の中から任意のものを選択して採用することができ、複数の光走査装置に関して光偏向器を共通とすることができる。これにより光書込み装置の中でも比較的高価な光偏向器の点数を減らすことができ、コストダウンを実現できる。光偏向器は光走査装置における最大の発熱源であるため、各光走査装置の温度安定化の点でも有利である。また、温度変動による半導体レーザの望まないモードホップも低減できるため、回折面を導入した光走査装置に対しても有利な構成となる。 By configuring an optical writing device using a plurality of optical scanning devices of the present invention, writing can be performed on a plurality of scanned surfaces. As the optical writing device, any one of the optical scanning devices having various configurations described so far can be selected and employed, and the optical deflector can be made common to the plurality of optical scanning devices. As a result, the number of relatively expensive optical deflectors in the optical writing device can be reduced, and the cost can be reduced. Since the optical deflector is the largest heat source in the optical scanning device, it is advantageous in terms of temperature stabilization of each optical scanning device. In addition, since an undesired mode hop of the semiconductor laser due to temperature fluctuation can be reduced, the configuration is advantageous also for an optical scanning device in which a diffractive surface is introduced.
光偏向器を複数のレーザビームに対して共通とした光書込み装置の構成としては、各光走査装置の光束が光偏向器の回転軸を含む副走査断面に対して略対称に入射する方式(「対向走査方式」)や、各光走査装置の光束が光偏向器の同一な反射面によって偏向される方式(「片側走査方式」)などがある。図7には、2段の光偏向器を用いた場合の対向走査方式の例を模式的に示してある。 As a configuration of the optical writing device in which the optical deflector is common to a plurality of laser beams, the light beam of each optical scanning device is incident substantially symmetrically with respect to the sub-scanning section including the rotation axis of the optical deflector ( “Opposite scanning method”) and a method in which the light beam of each optical scanning device is deflected by the same reflecting surface of the optical deflector (“one-side scanning method”). FIG. 7 schematically shows an example of a counter scanning method in the case where a two-stage optical deflector is used.
さらに、上記走査方式は光偏向器の反射面の法線に対し平行に光束が入射し偏向される形態に限られない。本発明は、光偏向器の反射面の法線に対し角度を持って光束が入射する場合にも適用することができる。本明細書ではこの方式を斜め入射方式と呼ぶ。図8には対向走査の斜め入射方式光書込み装置の例が模式的に示されている。斜め入射方式のメリットとして、1段の光偏向器で4色の画像の書込が可能であるため、光書込み装置を構成する際のコストを低減することができる。斜め入射方式を適用する場合には、走査線の曲がりと波面収差の劣化が避けられない課題として発生するため、走査レンズの面形状を、斜め入射する光束に対応したものとする必要があるが、本発明の効果はそのまま活用することができ、前述の本発明の主要な構成と組み合わせることで低コスト化を図ることができる。 Further, the scanning method is not limited to the form in which the light beam is incident and deflected in parallel to the normal line of the reflecting surface of the optical deflector. The present invention can also be applied to a case where a light beam is incident at an angle with respect to the normal line of the reflecting surface of the optical deflector. In this specification, this method is called an oblique incidence method. FIG. 8 schematically shows an example of an oblique scanning type optical writing device for counter scanning. As an advantage of the oblique incidence method, it is possible to write four color images with a single stage optical deflector, so that the cost for configuring the optical writing device can be reduced. When the oblique incidence method is applied, scanning line bending and wavefront aberration deterioration are unavoidable problems, so the surface shape of the scanning lens needs to correspond to the obliquely incident light beam. The effect of the present invention can be utilized as it is, and the cost can be reduced by combining with the main configuration of the present invention described above.
また、本発明にかかる画像形成装置は、感光性の像担持体に対して光走査装置による光走査を行って潜像を形成し、この潜像を現像手段で可視化して画像を得る画像形成装置であって、光走査装置として、これまで説明してきた光走査装置の任意の一つを採用したものである。
また、本発明にかかる画像形成装置は、複数の感光性の像担持体に対して光走査装置による光走査を行って各色に対応する潜像を形成し、この潜像を現像手段で可視化してカラー画像を得る画像形成装置であって、光走査装置として、これまで説明してきた光走査装置の任意の一つを採用したものである。
また、本発明にかかる画像形成装置は、感光性の像担持体に対して光書込みを行う装置として、これまで説明してきた光走査装置を具備した光書込み装置を採用したことを特徴とするものである。
The image forming apparatus according to the present invention forms a latent image by optically scanning a photosensitive image carrier with an optical scanning device, and visualizes the latent image with a developing unit to obtain an image. The apparatus employs any one of the optical scanning apparatuses described so far as the optical scanning apparatus.
In addition, the image forming apparatus according to the present invention forms a latent image corresponding to each color by performing light scanning with a light scanning device on a plurality of photosensitive image carriers, and visualizes the latent images with a developing unit. An image forming apparatus that obtains a color image, and employs any one of the optical scanning apparatuses described so far as the optical scanning apparatus.
The image forming apparatus according to the present invention employs an optical writing apparatus including the optical scanning apparatus described so far as an apparatus for performing optical writing on a photosensitive image carrier. It is.
本発明にかかる光走査装置およびこれを用いた画像形成装置について若干説明を補足する。
感光性の像担持体としては種々のものを使用可能である。例えば、像担持体として銀塩フィルムを用いることができる。この場合、光走査による書込みで潜像が形成されるが、この潜像は通常の銀塩写真プロセスによる処理で可視化することができる。このような画像形成装置は、光製版装置や、CTスキャン画像等を描画する光描画装置として利用することができる。
感光性の像担持体としてはまた、光走査の際に光スポットの熱エネルギにより発色する発色媒体(ポジの印画紙)を用いることもできる。この場合には、光走査により直接可視画像を形成することができる。
The optical scanning device according to the present invention and an image forming apparatus using the same will be supplemented with some explanation.
Various photosensitive image carriers can be used. For example, a silver salt film can be used as the image carrier. In this case, a latent image is formed by writing by optical scanning, and this latent image can be visualized by processing by a normal silver salt photographic process. Such an image forming apparatus can be used as an optical plate making apparatus or an optical drawing apparatus that draws a CT scan image or the like.
As the photosensitive image carrier, it is also possible to use a color developing medium (positive printing paper) that develops color by the thermal energy of the light spot during optical scanning. In this case, a visible image can be directly formed by optical scanning.
感光性の像担持体としてはまた、光導電性の感光体を用いることができる。光導電性の感光体としては、酸化亜鉛紙のようにシート状のものを用いることもできるし、セレン感光体や有機光半導体等からなるドラム状あるいはベルト状で繰り返し使用されるものを用いることができる。光導電性の感光体を像担持体として用いる場合には、以下に述べる電子写真プロセスによって画像を形成することができる。すなわち、感光体の均一帯電と、光走査装置による光走査により静電潜像が形成され、静電潜像は現像によりトナー画像として可視化される。トナー画像は、感光体が酸化亜鉛紙のようにシート状のものである場合は感光体上に直接的に定着され、感光体が繰り返し使用可能なものである場合には、転写紙やOHPシート(オーバヘッドプロジェクタ用のプラスチックシート)等のシート状記録媒体に転写・定着される。 As the photosensitive image bearing member, a photoconductive photosensitive member can also be used. As the photoconductive photoreceptor, a sheet-like one such as zinc oxide paper can be used, or a drum-like or belt-like one made of a selenium photoreceptor or an organic photo semiconductor is used repeatedly. Can do. When a photoconductive photoreceptor is used as an image carrier, an image can be formed by an electrophotographic process described below. That is, an electrostatic latent image is formed by uniform charging of the photoreceptor and optical scanning by the optical scanning device, and the electrostatic latent image is visualized as a toner image by development. The toner image is directly fixed on the photoconductor when the photoconductor is in the form of a sheet such as zinc oxide paper, and transfer paper or an OHP sheet when the photoconductor can be used repeatedly. It is transferred and fixed on a sheet-like recording medium such as (plastic sheet for overhead projector).
光導電性の感光体からシート状記録媒体へのトナー画像の転写は、感光体からシート状記録媒体へ直接的に転写しても良いし(直接転写方式)、感光体から一旦中間転写ベルト等の中間転写媒体に転写した後、この中間転写媒体からシート状記録媒体へ転写するようにしてもよい(中間転写方式)。このような画像形成装置は、光プリンタや光プロッタ、デジタル複写装置等として実施できる。
また、本発明にかかる画像形成装置は、上記感光体を複数個、シート状記録媒体の搬送路に沿って配置し、複数の光走査装置を用いて感光体ごとに静電潜像を形成し、これらを可視化して得られるトナー画像を同一のシート状記録媒体に転写・定着して合成的にカラー画像や多色画像を得るタンデム式の画像形成装置として実施することができる。
The transfer of the toner image from the photoconductive photosensitive member to the sheet-like recording medium may be performed directly from the photosensitive member to the sheet-like recording medium (direct transfer method), or from the photosensitive member to the intermediate transfer belt once. After the transfer to the intermediate transfer medium, the intermediate transfer medium may be transferred to the sheet-like recording medium (intermediate transfer method). Such an image forming apparatus can be implemented as an optical printer, an optical plotter, a digital copying apparatus, or the like.
In addition, an image forming apparatus according to the present invention includes a plurality of the photosensitive members arranged along a conveyance path of a sheet-like recording medium, and forms an electrostatic latent image for each photosensitive member using a plurality of optical scanning devices. The toner image obtained by visualizing them can be transferred and fixed to the same sheet-like recording medium, and can be implemented as a tandem type image forming apparatus that synthetically obtains a color image or a multicolor image.
本発明によれば、偏向器前側光学系は、複数の光束を副走査方向に集光する機能を有する樹脂製の線像形成レンズを有し、この線像形成レンズは回折面を1面有し、この回折面は、線像形成レンズの射出面に設けられているため、光走査装置を構成するのに必要な部品点数を低減すると同時に、温度変動など環境条件変動の影響を受けにくく、精度の高い光走査を安定に行うことができる光走査装置を得ることができる。そのため、光走査装置を生産するための材料使用量を削減することができ、資源採掘量・プラスチックごみ排出量に関して環境負荷の低減につながるものである。
According to the present invention, the deflector front optical system has a resin line image forming lens having a function of condensing a plurality of light beams in the sub-scanning direction, and the line image forming lens has one diffractive surface. However, since this diffraction surface is provided on the exit surface of the line-image forming lens, the number of parts required to configure the optical scanning device is reduced, and at the same time, it is not easily affected by environmental conditions such as temperature fluctuations. An optical scanning device capable of stably performing high-precision optical scanning can be obtained. Therefore, it is possible to reduce the amount of material used to produce the optical scanning device, which leads to a reduction in the environmental load with respect to the amount of mined resources and the amount of plastic waste discharged.
以下、本発明にかかる光走査装置、光書込み装置および画像形成装置の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図1は本発明にかかる光走査装置の実施例全体を示している。半導体レーザからなる光源1から放射された複数の光束はカップリングレンズ2により以後の光学系にカップリングされる。本実施例の説明では、説明を簡単にするため、光源が単一の発光点をもつものとしているが、複数の発光点をもつ光源の場合でも本発明の作用効果は同様に得られる。カップリングレンズ2を透過した光束は、アパーチャ3の開口部を通過することによって、光束周辺部が遮断されて横断面形状が整形され、線像結像光学系である線像形成レンズ4に入射する。線像形成レンズ4は、主走査方向にはパワーがなく、副走査方向には正のパワーを持つように向きを決めて配置され、入射してくる光束を副走査方向にのみ集束させ、光偏向器であるポリゴンミラー5の偏向反射面近傍に、主走査方向に長い線像として集光させるように構成されている。線像形成レンズ4は射出面(第2面)に回折面を持っている。
Embodiments of an optical scanning device, an optical writing device, and an image forming apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an entire embodiment of an optical scanning device according to the present invention. A plurality of light beams emitted from a light source 1 made of a semiconductor laser are coupled to a subsequent optical system by a
上記偏向反射面により反射された光束は、ポリゴンミラー5の等速回転に伴い等角速度的に偏向しつつ、走査光学系をなす結像走査レンズ6を透過し、光束を被走査面に導光するための折り曲げミラー7により光路を折曲げられ、被走査面の実体をなす光導電性の感光体8上に光スポットとして集光し、被走査面を光走査する。図1では、走査光学系は結像走査レンズ6のみの1枚構成としているが、結像走査レンズを複数枚用いた構成であっても本発明の効果は同様に得られる。偏向光束は感光体8を光走査するごとに、光走査に先立って同期ミラー9により反射され、この反射光は同期レンズ10により同期検知部11に主走査方向に集光される。同期検知部11は上記反射光を受光することによって検知信号を出力し、この出力に基づき、光走査の書込み開始タイミングが決定される。
The light beam reflected by the deflecting reflection surface is transmitted through the
なお、この明細書中に言う「光スポットのスポット径」は、被走査面上の光スポットにおける光強度分布のラインスプレッド関数における1/e2強度で定義される。「ラインスプレッド関数」は、以下のように定義される。被走査面上に形成された光スポットの中心座標を基準として主走査方向および副走査方向の座標:Y、Zにより光スポットの光強度分布:f(Y、Z)を定めたとき、Z方向のラインスプレッド関数:LSZは
LSZ(Z)=∫f(Y、Z)dY (積分はY方向における光スポットの全幅について行う)
で定義され、Y方向のラインスプレッド関数:LSYは、
LSY(Y)=∫f(Y、Z)dZ (積分はZ方向における光スポットの全幅について行う)
で定義される。
これらラインスプレッド関数:LSZ(Z)、LSY(Y)は、通常、略ガウス分布型の形状であり、Y方向およびZ方向のスポット径は、これらラインスプレッド関数:LSZ(Z)、LSY(Y)が、その最大値の1/e2以上となる領域のY、Z方向幅で与えられる。ラインスプレッド関数により上記の如く定義されるスポット径は、光スポットをスリットで等速光走査し、スリットを通った光を光検出器で受光し、受光量を積分することにより容易に測定可能であり、このような測定を行う装置も市販されている。
The “spot diameter of the light spot” in this specification is defined by 1 / e2 intensity in the line spread function of the light intensity distribution in the light spot on the surface to be scanned. The “line spread function” is defined as follows. When the light spot light intensity distribution: f (Y, Z) is defined by the main scanning direction and sub-scanning direction coordinates: Y, Z with reference to the center coordinates of the light spot formed on the surface to be scanned, the Z direction Line spread function: LSZ is LSZ (Z) = ∫f (Y, Z) dY (Integration is performed for the full width of the light spot in the Y direction)
The line spread function in the Y direction: LSY is defined by
LSY (Y) = ∫f (Y, Z) dZ (Integration is performed for the entire width of the light spot in the Z direction)
Defined by
These line spread functions: LSZ (Z), LSY (Y) are generally in the shape of a substantially Gaussian distribution, and the spot diameters in the Y direction and Z direction are determined by these line spread functions: LSZ (Z), LSY (Y ) Is given by the width in the Y and Z directions of a region that is 1 / e2 or more of the maximum value. The spot diameter defined above by the line spread function can be easily measured by scanning the light spot at a constant speed with a slit, receiving the light passing through the slit with a photodetector, and integrating the amount of light received. There are also commercially available devices for performing such measurements.
実施例1において用いるガラス材料(「ガラス1」と称する。)および樹脂材料(「樹脂2」と称する。)のデータは表1に示す材質データのとおりである。
表1に示す材質データにおいて、「中央値」とあるのは、基準温度:25℃における使用波長に対する屈折率、「波長飛び」とあるのは、モードホップにより波長飛びを生じたときの屈折率、「温度変動」とあるのは、温度が基準温度から20度上昇したときの屈折率である。モードホップによる「波長飛び」は、余裕を見て0.8nmの波長変化を想定している。
The data of the glass material (referred to as “glass 1”) and the resin material (referred to as “
In the material data shown in Table 1, the “median” is the refractive index with respect to the wavelength used at the reference temperature: 25 ° C., and the “wavelength jump” is the refractive index when the wavelength jump occurs due to the mode hop. “Temperature fluctuation” is the refractive index when the temperature rises 20 degrees from the reference temperature. “Wavelength skip” due to mode hopping assumes a wavelength change of 0.8 nm with a margin.
また、表2の光偏向器以降の光学系データに、実施例1における光偏向器以降の光学系データを与える。
Further, the optical system data after the optical deflector in Example 1 is given to the optical system data after the optical deflector in Table 2.
上の表2においてRmは「主走査方向の近軸曲率」、Rsは「副走査方向の近軸曲率」であり、Dx、Dyは「各光学素子の原点から次の光学素子の原点までの相対距離」を表している。単位はmmである。例えば、光偏向器に対するDx、Dyについてみると、光偏向器であるポリゴンミラー5の回転軸から見て、第1走査結像レンズ6の入射面の原点(入射側面の光軸位置)は、光軸方向(X方向、図2の左右方向)に43.3mm離れ、主走査方向(Y方向、図2の上下方向)に2.9mm離れている。なお、第2走査結像レンズ7と被走査面の間には、図2に示すようにガラス1を材質とする厚さ:1.9mmの防塵ガラス14が配置される。第1走査結像レンズ6,第2走査結像レンズ7の各面は非球面であり、全面ともに主走査方向には「式1で与えられる非円弧形状」で、副走査断面(光軸と副走査方向とに平行な仮想的断面)内の曲率が主走査方向に「式2」に従って変化する特殊面である。
In Table 2 above, Rm is “paraxial curvature in the main scanning direction”, Rs is “paraxial curvature in the sub-scanning direction”, and Dx and Dy are “from the origin of each optical element to the origin of the next optical element” Relative distance ". The unit is mm. For example, regarding Dx and Dy with respect to the optical deflector, the origin of the incident surface of the first scanning imaging lens 6 (the optical axis position of the incident side surface) when viewed from the rotation axis of the
「非円弧形状」
主走査断面内の近軸曲率半径:Rm、光軸からの主走査方向の距離:Y、円錐定数:K、高次の係数:A1、A2、A3、A4、A5、…、光軸方向のデプス:Xとして次の「式1」で表現される。
"Non-arc shape"
Paraxial radius of curvature in the main scanning section: Rm, distance in the main scanning direction from the optical axis: Y, conic constant: K, higher order coefficients: A1, A2, A3, A4, A5,. Depth: X is expressed by the following “Expression 1”.
「副走査断面における曲率の変化」
副走査断面内の曲率:Cs(Y)(Y:光軸位置を原点とする主走査方向の座標)が主走査方向に変化する状態を表現する式は、光軸を含む副走査断面内の曲率半径:Rs(0)、B1、B2、B3、・・・を係数として次の「式2」の通りである。
"Change of curvature in sub-scan section"
The expression representing the state in which the curvature in the sub-scanning section: Cs (Y) (Y: coordinates in the main scanning direction with the optical axis position as the origin) changes in the main scanning direction is expressed in the sub-scanning section including the optical axis. Radius of curvature: Rs (0), B1, B2, B3,...
第1走査結像レンズ6の入射側面(特殊面)の係数を表3に挙げる。
Table 3 lists the coefficients of the incident side surface (special surface) of the first
第1走査結像レンズ6の射出側面(特殊面)の係数を表4に挙げる。
Table 4 lists the coefficients of the exit side surface (special surface) of the first
第2走査結像レンズ7の入射側面(特殊面)の係数を表5に挙げる。
Table 5 lists the coefficients of the incident side surface (special surface) of the second
第2走査結像レンズ7の射出側面(特殊面)の係数を表6に挙げる。
Table 6 lists the coefficients of the exit side surface (special surface) of the second
光学系の各構成要素の具体的構成は以下のとおりである。なお、偏向器前側光学系を構成する光学素子の配置は、全光学系の主走査/副走査方向の結像位置が被走査面近傍になるように適切に配置している。 The specific configuration of each component of the optical system is as follows. The optical elements constituting the deflector front optical system are appropriately arranged so that the imaging positions in the main scanning / sub-scanning directions of all the optical systems are in the vicinity of the surface to be scanned.
「光源」
光源である半導体レーザ1は設計上の発光波長:655nmで、標準温度:25℃に対して温度が1℃上昇すると、発光波長が0.20nm、長波長側へずれる。モードホップは上記の如く0.8nmの波長変化を想定している。ここでは、それぞれ1つの発光点を有する半導体レーザを2つ配備しているが、もちろん半導体レーザアレイであっても良いし、VCSELであってもかまわない。
"light source"
The semiconductor laser 1 as the light source has a design emission wavelength of 655 nm, and when the temperature rises by 1 ° C. with respect to the standard temperature of 25 ° C., the emission wavelength shifts to 0.20 nm and the longer wavelength side. The mode hop assumes a wavelength change of 0.8 nm as described above. Here, two semiconductor lasers each having one light emitting point are provided, but of course, a semiconductor laser array or a VCSEL may be used.
「カップリングレンズ」
カップリングレンズ2は、上述したようなガラス製レンズであり、焦点距離:15mmで、光源からの光束を略平行の光束に変換する機能を有するように配置される。カップリングレンズ2は両面とも非球面が用いられ、非球面係数は開示しないが、カップリングされた光束の波面収差を非球面により十分に補正している。半導体レーザ1とカップリングレンズ2は、線膨張係数:2.3×10−5の材質による保持部材に固定的に保持されている。カップリングレンズ2の材質はガラス製であり、表1の材質データに記載されている屈折率となる。
"Coupling lens"
The
「アパーチャ」
アパーチャ3は、主走査方向の開口径:5.4mm、副走査方向の開口径:2.28mmの「長方形形状の開口」を有し、カップリングレンズ2によりカップリングされた光束を整形する。このとき、図6に示すように、光源1とカップリングレンズ2の間とアナモフィック光学素子4と偏向手段の間にそれぞれ遮光部材を配備する。これらの遮光部材がアパーチャ3である。
"aperture"
The aperture 3 has a “rectangular opening” having an opening diameter in the main scanning direction: 5.4 mm and an opening diameter in the sub-scanning direction: 2.28 mm, and shapes the light beam coupled by the
「線像形成レンズ」
線像形成レンズ4は、入射側面が「副走査方向にのみパワーを有するシリンドリカル面」で、射出側面は「回折溝が楕円状となる階段状回折面」となっている。入射面の副走査方向の曲率半径は63.4mmである。出射面は回折面であり、回折面の散乱光・反射光・不要次数の回折光が光源に戻らないようになっている。回折面の位相関数φ(y,z)は、下式で表される。
φ(y,z)=C1・Y2+C2・Z2
C1=−0.0006199,C2=−0.007537
この回折面は主走査方向曲率半径が425.4mm,副走査方向曲率半径が35mmのトロイダル面上に形成され、第2面に「回折溝が楕円状となる階段状回折面」となる面が形成されている。このとき、主走査、副走査方向ともP1=−P2(P1:屈折部の持つパワー、P2:回折部の持つパワー)となり、図4に示すように、出来上がった回折面は階段形状、すなわちマルチステップ型になる。つまり、第2面のパワーは主走査、副走査ともノンパワーとなる。もしこの回折面が入射面側であるとすると、回折部は光軸に対し垂直な面を有することになるので、入射する光束回折部で強い反射を起こし、それが逆向きの光路を辿って半導体レーザに戻り、干渉を誘発してしまう。あるいは、他方の半導体レーザに入り込み干渉を誘発する。このことから階段形状の回折面は射出面側に設定するのが好ましいのである。
"Linear image forming lens"
In the line
φ (y, z) = C1 · Y2 + C2 · Z2
C1 = −0.0006199, C2 = −0.007537
This diffractive surface is formed on a toroidal surface having a radius of curvature in the main scanning direction of 425.4 mm and a radius of curvature in the sub-scanning direction of 35 mm, and a surface that becomes a “stepped diffractive surface in which the diffraction grooves are elliptical” is formed on the second surface. Is formed. At this time, P1 = −P2 (P1: power of the refracting part, P2: power of the diffractive part) in both the main scanning and sub-scanning directions, and as shown in FIG. Step type. That is, the power of the second surface is non-power for both main scanning and sub-scanning. If this diffractive surface is on the incident surface side, the diffractive part has a surface perpendicular to the optical axis, so that strong reflection occurs at the incident light beam diffracting part, and it follows the reverse optical path. Return to the semiconductor laser and induce interference. Alternatively, it enters the other semiconductor laser and induces interference. For this reason, it is preferable to set the step-shaped diffraction surface on the exit surface side.
「光偏向器」
光偏向器であるポリゴンミラー5は、反射面数:4面で、内接円半径:7mmのものである。
"Optical deflector"
The
防音ガラス15は、「ガラス1」を材質とし、厚さ:1.9mmで、上記y方向(図2の上下方向)からの傾き角:αは16度である。また、光源側から入射する光束の進行方向と、偏向反射面により「被走査面8における像高:0の位置へ向けて反射される光束の進行方向」のなす角:θは60.55度である。
The
実施例1における、主走査方向及び副走査方向のビームウエスト位置変動は、表7のようになっている。
回折面の効果で、それぞれのビームウエスト位置変動が低減されていることがわかる。
Table 7 shows beam waist position fluctuations in the main scanning direction and the sub-scanning direction in the first embodiment.
It can be seen that the beam waist position variation is reduced by the effect of the diffraction surface.
実施例2において用いるガラス材料(「ガラス2」と称する。)および樹脂材料(「樹脂2」と称する。)のデータは、表8に示す材質データ(波長780nm)のとおりである。書式は実施例1のものに準ずる。
The data of the glass material (referred to as “
実施例2における光偏向器以降の光学系データとして、表9に示す光学系データを与える。実施例2の光学系は、光束が副走査断面内において3.3°の角度を持って光偏向器に入射する斜め入射方式である。光偏向器により偏向された複数の光束は、主走査断面に対して角度を持って共通の第1走査結像レンズに入射し、各光束の光路を副走査方向の光軸としてもつ第2走査結像レンズにより被走査面上に結像する。すなわち第2走査結像レンズは主走査断面に対しては角度を持った副走査方向の光軸を有していることになる。なお、図2に示すように、走査結像レンズは、第1走査結像レンズ6と第2走査結像レンズ6´からなり、第2走査結像レンズ6´と被走査面8の間には、「ガラス2」を材質とする厚さ:1.9mmの防塵ガラス14が配置されている。
*:X,Zの括弧内の値は、第2走査結像レンズTilt前の値である。
The optical system data shown in Table 9 is given as optical system data after the optical deflector in the second embodiment. The optical system of Example 2 is an oblique incidence method in which a light beam is incident on the optical deflector at an angle of 3.3 ° in the sub-scan section. The plurality of light beams deflected by the optical deflector are incident on a common first scanning imaging lens at an angle with respect to the main scanning section, and the second scanning having the optical path of each light beam as the optical axis in the sub-scanning direction. An image is formed on the surface to be scanned by the imaging lens. That is, the second scanning imaging lens has an optical axis in the sub-scanning direction having an angle with respect to the main scanning section. As shown in FIG. 2, the scanning imaging lens is composed of a first
*: Values in parentheses of X and Z are values before the second scanning imaging lens Tilt.
「特殊チルト偏心面」
第2走査結像レンズ6´の射出面は、副走査方向に曲率を持たず、主走査方向に沿ってその副走査断面内のチルト角を変化させる、「式3」で表されるような面形状である。本明細書においてはその面形状を上記「特殊面」の特別な場合として「特殊チルト偏心面」と呼ぶ。斜め入射方式で良好な結像を行う場合の手段の1つとして特殊チルト偏心面の導入がある。
"Special tilt eccentric surface"
The exit surface of the second
第1走査結像レンズ6の入射側面の係数を表10に挙げる。
Table 10 lists the coefficients of the incident side surface of the first
第1走査結像レンズ6の射出側面の係数を表11に挙げる。
Table 11 lists the coefficients of the exit side surface of the first
第2走査結像レンズ7の入射側面の係数を表12に挙げる。
Table 12 lists the coefficients of the incident side surface of the second
第2走査結像レンズ6´の射出側面の係数を表13に挙げる。
Table 13 lists the coefficients of the exit side surface of the second scanning imaging lens 6 '.
光学系の各要素の具体的な構成は以下のとおりである。なお、偏向器前側光学系を構成する光学素子の配置は、全光学系の主走査方向および/または副走査方向の結像位置が被走査面近傍になるように適切に配置している。 The specific configuration of each element of the optical system is as follows. The optical elements constituting the deflector front optical system are appropriately arranged so that the imaging positions in the main scanning direction and / or sub-scanning direction of the entire optical system are in the vicinity of the surface to be scanned.
「光源」
光源である半導体レーザ1は設計上の発光波長:780nmで、標準温度:25℃に対して温度が1℃上昇すると、発光波長が0.25nm、長波長側へずれる。モードホップは上記の如く0.8nmの波長変化を想定している。ここでは、それぞれ1つの発光点を有する半導体レーザを2つ配備しているが、もちろん半導体レーザアレイであっても良いし、VCSELであってもかまわない。
"light source"
The semiconductor laser 1 as the light source has a design emission wavelength of 780 nm, and when the temperature rises by 1 ° C. with respect to the standard temperature of 25 ° C., the emission wavelength shifts to the long wavelength side by 0.25 nm. The mode hop assumes a wavelength change of 0.8 nm as described above. Here, two semiconductor lasers each having one light emitting point are provided, but of course, a semiconductor laser array or a VCSEL may be used.
「カップリングレンズ」
カップリングレンズ2は、実施例2においては存在せず、その機能は線像形成レンズ4に一体化されている。
"Coupling lens"
The
「アパーチャ」
アパーチャ3は、主走査方向の開口径:5.0mm、副走査方向の開口径:1.12mmの「長方形形状の開口」を有し、光源より射出される発散された光束を整形し、線像形成レンズへ導く。
"aperture"
The aperture 3 has a “rectangular opening” having an aperture diameter of 5.0 mm in the main scanning direction and an aperture diameter of 1.12 mm in the sub scanning direction, and shapes the divergent light beam emitted from the light source. Guide to imaging lens.
「線像形成レンズ」
線像形成レンズ4は、入射側面がアナモフィックな凸面で、射出側面は「回折溝が楕円状となる階段状回折面」となっている。回折面を射出面に設けることにより、回折面の散乱光・反射光・不要次数の回折光が光源に戻らないようになっている。
"Linear image forming lens"
In the line
入射面の曲率半径は主走査方向:45.8mm、副走査方向28.2mmである。回折面の位相関数φ(y,z)は、下式で表される。
φ(y,z)=C1・Y2+C2・Z2
C1=−0.00178218,C2=−0.032343272
この回折面は主走査曲率半径が147mm、副走査曲率半径が8.1mmのアナモフィックな凹面上に設けられ、「回折溝が楕円状となる階段状回折面」となる面を形成している。主走査、副走査方向ともP1=−P2(P1:屈折部の持つパワー、P2:回折部の持つパワー)となり、出来上がった回折面は階段形状即ちマルチステップ型になる。つまり、第2面のパワーは主走査、副走査ともノンパワーとなる。もしこの回折面が入射面側であるとすれば、回折部は光軸に対し垂直な面を有することになるので、入射する光束回折部で強い反射を起こし、それが逆光路を辿って半導体レーザに戻り、干渉を誘発してしまう。あるいは、他方の半導体レーザに入り込み干渉を誘発する。このことから階段形状の回折面は射出面側に設定するのが好ましいのである。
The radius of curvature of the incident surface is 45.8 mm in the main scanning direction and 28.2 mm in the sub-scanning direction. The phase function φ (y, z) of the diffractive surface is expressed by the following equation.
φ (y, z) = C1 · Y2 + C2 · Z2
C1 = −0.00178218, C2 = −0.0323343272
This diffractive surface is provided on an anamorphic concave surface having a main scanning radius of curvature of 147 mm and a sub-scanning radius of curvature of 8.1 mm, and forms a surface that becomes a “stepped diffractive surface in which the diffraction grooves are elliptical”. P1 = −P2 (P1: power of the refracting portion, P2: power of the diffracting portion) in both the main scanning and sub-scanning directions, and the completed diffractive surface has a stepped shape, that is, a multi-step type. That is, the power of the second surface is non-power for both main scanning and sub-scanning. If this diffractive surface is on the incident surface side, the diffractive part will have a surface perpendicular to the optical axis, so that strong reflection will occur at the incident light beam diffracting part, and it will follow the reverse optical path to the semiconductor. Return to the laser and induce interference. Alternatively, it enters the other semiconductor laser and induces interference. For this reason, it is preferable to set the step-shaped diffraction surface on the exit surface side.
「光偏向器」
光偏向器としてのポリゴンミラー5は、反射面数:6面で、内接円半径:13mmのものである。
"Optical deflector"
The
防音ガラス15は「ガラス1」を材質とし、厚さ:1.9mmで、上記y方向(図2の上下方向)からの傾き角:αは8度である。また、光源側から入射する光束の進行方向と、偏向反射面により「被走査面8における像高:0の位置へ向けて反射される光束の進行方向」のなす角:θは60度である。
The
実施例2における、主走査方向及び副走査方向のビームウエスト位置変動は、表14のようになっている。
光偏向器前側の単一のレンズに設けられた回折面の効果で、それぞれのビームウエスト位置変動が低減されていることがわかる。
Table 14 shows beam waist position fluctuations in the main scanning direction and the sub-scanning direction in the second embodiment.
It can be seen that each beam waist position variation is reduced by the effect of the diffractive surface provided on the single lens on the front side of the optical deflector.
以上説明した光走査装置を用いた光書込み装置の実施例を、図7、図8に示す。図7に示す光書込み装置の例は、4つのレーザビームを共通の光偏向器であるポリゴンミラー5で偏向走査し、4つのレーザビームに対応して配置された4つの走査結像レンズ6によってそれぞれ被走査面8であるドラム状感光体の表面にレーザビームを収束させかつ走査させることにより、被走査面8に画像を書き込むようにしたものである。ポリゴンミラー5は偏向反射面が回転軸方向に2段にわたって形成されていて、各段の偏向反射面は二つの光源からのレーザビームを左右に振り分けて偏向反射させるようになっている。上記各段の偏向反射面を挟んで左右に合計4個の走査結像レンズ6が配置され、上記4つのレーザビームが各走査結像レンズ6を透過するように構成されている。図7において符号7は、偏向されかつ走査結像レンズ6を透過したそれぞれのレーザビームの進行方向を曲げてそれぞれに対応する被走査面8に導くためのミラーを示している。
Examples of the optical writing device using the optical scanning device described above are shown in FIGS. In the example of the optical writing apparatus shown in FIG. 7, four laser beams are deflected and scanned by a
図8は、本発明に係る光走査装置を用いた光書込み装置の別の例を示すもので、走査結像レンズ6を、第1走査結像レンズと第2走査結像レンズに分け、第1走査結像レンズは2つのレーザビームに兼用として光偏向器であるポリゴンミラー5を挟み両側にそれぞれ1個ずつ、計2個配置し、第2走査結像レンズは4つのレーザビームに対応して4個配置したものである。符号7は、第1走査結像レンズ6を透過しさらには第2走査レンズを透過した各レーザビームの進行方向を曲げてそれぞれに対応する被走査面8に導くためのミラーを示している。
FIG. 8 shows another example of the optical writing device using the optical scanning device according to the present invention. The
図7、図8に示す光書き込み装置は、前述の各実施例にかかる光走査装置のいずれか一つを採用しているため、不要次数の回折光や散乱光を有効に除去することができ、また、温度変動などの影響を受けにくく、高精度の光書込みを安定に行うことができる。 Since the optical writing device shown in FIGS. 7 and 8 employs one of the optical scanning devices according to the above-described embodiments, it is possible to effectively remove unnecessary-order diffracted light and scattered light. In addition, it is difficult to be affected by temperature fluctuations, and high-precision optical writing can be performed stably.
図9に、本発明にかかる画像形成装置の実施の1形態を示す。この画像形成装置は、感光性の像担持体1110を中心にして、帯電、露光、現像、転写、定着、クリーニングという一連の電子写真プロセスを実行することにより画像を形成するレーザプリンタの例である。レーザプリンタ1000は感光性の像担持体1110として円筒状に形成された光導電性の感光体を有している。像担持体1110の周囲には、帯電手段としての帯電ローラ1121、現像装置1131、転写ローラ1141、クリーニング装置1151が配備されている。帯電手段としては「コロナチャージャ」を用いることもできる。画像形成装置1000内には、レーザ光束LBにより光走査を行う光走査装置1171が設けられ、帯電ローラ1121と現像装置1131との間で光書込みによる露光を行うようになっている。
FIG. 9 shows an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention. This image forming apparatus is an example of a laser printer that forms an image by executing a series of electrophotographic processes including charging, exposure, development, transfer, fixing, and cleaning around a
図9において、符号1161は定着装置、符号1181は給紙カセット、符号1191はレジストローラ対、符号1201は給紙コロ、符号1211は搬送路、符号1221は排紙ローラ対、符号1231は排紙トレイ、符号Pはシート状記録媒体としての転写紙をそれぞれ示している。
In FIG. 9,
画像形成を行うときは、光導電性の感光体である像担持体1110が時計回りに等速回転され、その表面が帯電ローラ1121により均一帯電され、光走査装置1171でレーザ光束LBを用いた光書込みによる露光を受けて静電潜像が形成される。形成された静電潜像は所謂「ネガ潜像」であって画像部が露光されている。この静電潜像は現像装置1131により反転現像され、像担持体1110上にトナー画像が形成される。転写紙Pを収納したカセット1181は、画像形成装置1000本体に脱着可能であり、図のごとく装着された状態において、収納された転写紙Pの最上位の1枚が給紙コロ1201により給紙され、給紙された転写紙Pは、その先端部をレジストローラ対1191にくわえられる。レジストローラ対1191は、像担持体1110上のトナー画像が転写位置へ移動するのにタイミングを合わせて、転写紙Pを転写部へ送り込む。送り込まれた転写紙Pは、転写部においてトナー画像と重ね合わせられ、転写ローラ1141の作用により上記トナー画像が静電転写される。トナー画像を転写された転写紙Pは定着装置1161へ送られ、定着装置1161においてトナー画像を定着され、搬送路1211を通り、排紙ローラ対1221によりトレイ1231上に排出される。トナー画像が転写された後の像担持体1110の表面は、クリーニング装置1151によりクリーニングされ、残留トナーや紙粉等が除去される。
When performing image formation, an
図10は、本発明に係る画像形成装置の別の例を概略的に示すもので、多色画像ないしはカラー画像を形成可能な画像形成装置の実施形態を示す。図10に付した符号は、それぞれ以下の意味ないしは部材を示している。
Y:イエロー
M:マゼンタ
C:シアン
K:ブラック
これらY,M,C,Kは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分に対応していることを意味している。
1Y,1M,1C,1K:Y,M,C,Kに対応した感光体
2Y,2M,2C,2K:Y,M,C,Kに対応した帯電器
20:書き込みユニット
4Y,4M,4C,4K:Y,M,C,Kに対応した現像器
5Y,5M,5C,5K:Y,M,C,Kに対応したクリーニング手段
6Y,6M,6C,6K:Y,M,C,Kに対応した転写用帯電手段
80:転写ベルト
30:定着手段
FIG. 10 schematically shows another example of the image forming apparatus according to the present invention, and shows an embodiment of an image forming apparatus capable of forming a multicolor image or a color image. Reference numerals in FIG. 10 indicate the following meanings or members, respectively.
Y: Yellow M: Magenta C: Cyan K: Black These Y, M, C, and K mean that they correspond to the color components of yellow, magenta, cyan, and black, respectively.
1Y, 1M, 1C, 1K: photoreceptor corresponding to Y, M, C, K 2Y, 2M, 2C, 2K: charger corresponding to Y, M, C, K 20: writing unit 4Y, 4M, 4C, 4K: Developers corresponding to Y, M, C, K 5Y, 5M, 5C, 5K: Cleaning means corresponding to Y, M, C, K 6Y, 6M, 6C, 6K: Y, M, C, K Corresponding transfer charging means 80: transfer belt 30: fixing means
図10において、ドラム状の4つの感光体1Y,1M,1C,1Kは回転中心軸を平行にして等間隔に配置されている。感光体1Y,1M,1C,1Kは図10において時計方向に回転駆動されるようになっていて、各感光体1Y,1M,1C,1Kの周囲には、回転方向に順に帯電器2Y,2M,2C,2K、現像器4Y,4M,4C,4K、転写用帯電手段6Y,6M,6C,6K、クリーニング手段5Y,5M,5C,5Kが配備されている。帯電部材2Y,2M,2C,2Kは、感光体表面を均一に帯電するための帯電装置を構成する帯電部材である。この帯電部材と現像部材4Y,4M,4C,4Kの間の感光体表面に、本発明にかかる光走査装置を有してなる光書込み装置20によりビームが照射され、各感光体1Y,1M,1C,1Kの表面にそれぞれの色に対応した画像の静電潜像が形成されるようになっている。各感光体表面の静電潜像は、現像器4Y,4M,4C,4Kによりそれぞれの色に対応したトナーで現像され、各感光体面上にトナー像が形成される。各感光体1Y,1M,1C,1Kにまたがってそれらの下方に転写ベルト80が配置され、転写用帯電手段6Y,6M,6C,6Kにより、転写ベルト80に各色のトナー像が順次重ねて転写され、カラー像が形成される。このカラー像は図示されない転写紙に転写され、最終的に定着手段30により記録試に画像が定着される。 In FIG. 10, four drum-shaped photoconductors 1Y, 1M, 1C, and 1K are arranged at equal intervals with the rotation center axis in parallel. The photoconductors 1Y, 1M, 1C, and 1K are rotated in the clockwise direction in FIG. 10, and the chargers 2Y, 2M are sequentially arranged around the photoconductors 1Y, 1M, 1C, and 1K in the rotation direction. , 2C, 2K, developing devices 4Y, 4M, 4C, 4K, transfer charging means 6Y, 6M, 6C, 6K, and cleaning means 5Y, 5M, 5C, 5K. The charging members 2Y, 2M, 2C, and 2K are charging members that constitute a charging device for uniformly charging the surface of the photoreceptor. The surface of the photosensitive member between the charging member and the developing members 4Y, 4M, 4C, and 4K is irradiated with a beam by the optical writing device 20 having the optical scanning device according to the present invention, and the photosensitive members 1Y, 1M, An electrostatic latent image corresponding to each color is formed on the surface of 1C and 1K. The electrostatic latent image on the surface of each photoconductor is developed with toner corresponding to each color by the developing devices 4Y, 4M, 4C, and 4K, and a toner image is formed on each photoconductor surface. A transfer belt 80 is disposed below the photoconductors 1Y, 1M, 1C, and 1K, and toner images of respective colors are sequentially transferred onto the transfer belt 80 by the transfer charging units 6Y, 6M, 6C, and 6K. As a result, a color image is formed. This color image is transferred to a transfer sheet (not shown), and finally the image is fixed on the recording test by the fixing means 30.
以上説明した本発明にかかる画像形成装置によれば、光走査装置、光書込み装置として、前述の本発明にかかる光走査装置、光書込み装置を用いることにより、不要次数の回折光や散乱光を有効に除去することができ、また、温度変動などの影響を受けにくく、高精度の光書込みを安定に行うことができ、極めて良好な画像を形成することができる。 According to the above-described image forming apparatus according to the present invention, the above-described optical scanning apparatus and optical writing apparatus according to the present invention are used as the optical scanning apparatus and optical writing apparatus, so that diffracted light and scattered light of unnecessary orders can be generated. It can be effectively removed, is not easily affected by temperature fluctuations, etc., can perform high-precision optical writing stably, and can form extremely good images.
1 光源
2 カップリングレンズ
3 アパーチャ
4 線像形成レンズ
5 光偏向器としてのポリゴンミラー
6 走査結像レンズ
7 ミラー
8 被走査面
9 同期ミラー
10 同期レンズ
11 同期検知部
12 一般的な屈折面の形状
13 一般的な回折面の形状
14 防塵ガラス
15 防音ガラス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (16)
上記光偏向器により偏向された複数の光束を単一の被走査面上に導き結像させる走査レンズ系を有してなるマルチビーム光走査装置であって、
上記偏向器前側光学系は、複数の光束を副走査方向に集光する機能を有する樹脂製の線像形成レンズを有し、
上記線像形成レンズは回折面を1面有し、
上記回折面はマルチステップ形状であり、
上記回折面のパワーはノンパワーであることを特徴とする光走査装置。 A deflector front optical system for shaping and guiding a plurality of light beams emitted from the light source unit to the optical deflector;
A multi-beam optical scanning device having a scanning lens system for guiding a plurality of light beams deflected by the optical deflector onto a single scanned surface to form an image,
The deflector front optical system has a resin line image forming lens having a function of condensing a plurality of light beams in the sub-scanning direction,
The line image forming lens has one diffractive surface,
The diffractive surface has a multi-step shape,
An optical scanning device characterized in that the power of the diffraction surface is non-power .
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006123329A JP4878905B2 (en) | 2006-04-27 | 2006-04-27 | Optical scanning device, optical writing device, and image forming apparatus |
US11/740,070 US7973990B2 (en) | 2006-04-27 | 2007-04-25 | Optical scanning device, optical writing device, and image forming apparatus |
US13/152,989 US8077369B2 (en) | 2006-04-27 | 2011-06-03 | Optical scanning device, optical writing device, and image forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006123329A JP4878905B2 (en) | 2006-04-27 | 2006-04-27 | Optical scanning device, optical writing device, and image forming apparatus |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007293182A JP2007293182A (en) | 2007-11-08 |
JP2007293182A5 JP2007293182A5 (en) | 2009-06-25 |
JP4878905B2 true JP4878905B2 (en) | 2012-02-15 |
Family
ID=38763857
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006123329A Active JP4878905B2 (en) | 2006-04-27 | 2006-04-27 | Optical scanning device, optical writing device, and image forming apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4878905B2 (en) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7609430B2 (en) * | 2007-07-05 | 2009-10-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Optical beam scanning device restraining beam position error due to temperature change with diffraction grating and image forming apparatus using the same |
JP5022253B2 (en) * | 2008-01-31 | 2012-09-12 | 株式会社リコー | Optical scanning apparatus and image forming apparatus |
JP5086852B2 (en) * | 2008-03-18 | 2012-11-28 | 株式会社リコー | Diffractive optical element and method |
JP2009265614A (en) * | 2008-04-03 | 2009-11-12 | Ricoh Co Ltd | Optical scanning device and image forming apparatus |
JP2009300679A (en) * | 2008-06-12 | 2009-12-24 | Ricoh Co Ltd | Optical scanner and image forming apparatus |
JP2010117588A (en) * | 2008-11-13 | 2010-05-27 | Ricoh Co Ltd | Optical scanner and image forming device |
JP2011191632A (en) | 2010-03-16 | 2011-09-29 | Canon Inc | Optical element and optical scanner using the same |
JP5691633B2 (en) * | 2010-06-25 | 2015-04-01 | 株式会社リコー | Optical scanning apparatus and image forming apparatus |
JP6007536B2 (en) * | 2012-03-23 | 2016-10-12 | ブラザー工業株式会社 | Optical scanning apparatus and image forming apparatus |
JP5882959B2 (en) * | 2013-08-05 | 2016-03-09 | キヤノン株式会社 | Optical scanning device and image forming apparatus having the same |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02103430A (en) * | 1988-10-13 | 1990-04-16 | Unyusho Senpaku Gijutsu Kenkyusho | Method and apparatus for evaluating thermal stress distribution of specimen using ultrasonic tomography |
JP3224339B2 (en) * | 1995-10-11 | 2001-10-29 | キヤノン株式会社 | Multi-beam scanning optical device |
JP4827279B2 (en) * | 2000-05-16 | 2011-11-30 | キヤノン株式会社 | Optical scanning device and image forming apparatus using the same |
JP4495983B2 (en) * | 2004-02-12 | 2010-07-07 | リコー光学株式会社 | Optical apparatus, optical scanning apparatus, image forming apparatus, and digital laboratory |
JP2006071893A (en) * | 2004-09-01 | 2006-03-16 | Canon Inc | Optical scanner and image forming apparatus using the same |
-
2006
- 2006-04-27 JP JP2006123329A patent/JP4878905B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2007293182A (en) | 2007-11-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4878905B2 (en) | Optical scanning device, optical writing device, and image forming apparatus | |
JP5024928B2 (en) | Optical scanning apparatus and image forming apparatus | |
US7688491B2 (en) | Diffractive-optical element, scanning optical system, optical scanner, and image forming apparatus | |
JP5009574B2 (en) | Diffractive optical element, scanning optical system, optical scanning apparatus, and image forming apparatus | |
JP2004354734A (en) | Optical scanner and image forming apparatus | |
JP2002365570A (en) | Image surface adjusting method and line image forming optical system for optical scanner, the optical scanner and imaging apparatus | |
JP2011039476A (en) | Optical scanning device and image forming apparatus | |
JP2001249293A (en) | Optical scanner, scanning optical system, optical scanning method, and image forming device | |
US8472097B2 (en) | Optical scanning apparatus and image forming apparatus provided with the same | |
JP5300505B2 (en) | Method for adjusting optical scanning device | |
JP4294913B2 (en) | Optical scanning apparatus and image forming apparatus | |
JP4526331B2 (en) | Optical scanning apparatus and image forming apparatus | |
JP2007248977A (en) | Optical scanner and image forming apparatus | |
JP4298222B2 (en) | Scanning optical system, optical scanning device, and image forming apparatus | |
JP5765926B2 (en) | Optical scanning device and image forming apparatus using the same | |
JP4979444B2 (en) | Optical scanning apparatus and image forming apparatus | |
JP4516094B2 (en) | Multi-beam scanning device, multi-beam scanning method, image forming device | |
JP2021110891A (en) | Optical scanner and image forming apparatus | |
JP4744117B2 (en) | Optical scanning apparatus and image forming apparatus | |
JP5751528B2 (en) | Image forming apparatus | |
WO2021060106A1 (en) | Optical scanning device and image forming device | |
JP4201315B2 (en) | Scanning optical system, optical scanning device, and image forming apparatus | |
JP2006071893A (en) | Optical scanner and image forming apparatus using the same | |
JP2010117588A (en) | Optical scanner and image forming device | |
JP4976319B2 (en) | Optical scanning device, optical writing device, and image forming apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090219 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090511 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110215 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110215 |
|
RD13 | Notification of appointment of power of sub attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7433 Effective date: 20110404 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110418 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110404 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20111129 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20111129 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4878905 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141209 Year of fee payment: 3 |