JP5098491B2 - Optical scanning device - Google Patents
Optical scanning device Download PDFInfo
- Publication number
- JP5098491B2 JP5098491B2 JP2007197910A JP2007197910A JP5098491B2 JP 5098491 B2 JP5098491 B2 JP 5098491B2 JP 2007197910 A JP2007197910 A JP 2007197910A JP 2007197910 A JP2007197910 A JP 2007197910A JP 5098491 B2 JP5098491 B2 JP 5098491B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mirror
- light beams
- deflector
- lens
- reflected
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Facsimile Heads (AREA)
- Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
- Laser Beam Printer (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Lenses (AREA)
Description
本発明は、光走査装置、特に、画像データに基づいて変調された複数の光束を単一の偏向器を用いて複数の被走査面上を走査する光走査装置に関する。 The present invention relates to an optical scanning device, and more particularly to an optical scanning device that scans a plurality of scanned surfaces using a single deflector with a plurality of light beams modulated based on image data.
近年、フルカラーの複写機やプリンタなどの画像形成装置にあっては、Y(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、K(ブラック)の各色に対応して四つの感光体を並置し、各感光体上に形成された各色の画像を中間転写ベルトに転写して合成するタンデム方式が主流となっている。そして、この種のタンデム方式の画像形成装置には、例えば、各感光体上に単一の偏向器(ポリゴンミラー)を用いて4本の光束を同時に走査して画像を描画する光走査装置が搭載されている。 In recent years, in an image forming apparatus such as a full-color copying machine or printer, four photoconductors are juxtaposed corresponding to each color of Y (yellow), M (magenta), C (cyan), and K (black). The tandem method in which images of the respective colors formed on the respective photoconductors are transferred to an intermediate transfer belt and synthesized is the mainstream. In this type of tandem image forming apparatus, for example, there is an optical scanning device that draws an image by simultaneously scanning four light beams using a single deflector (polygon mirror) on each photoconductor. It is installed.
この種の光走査装置としては、特許文献1,2に、偏向器の同一反射面に四つの光束を入射させ、偏向後に四つの光束が透過する共通のレンズと、ミラーによって光路を分離した後に四つの光束のそれぞれが透過する個別のレンズを設けることによって、4色に対応した感光体のそれぞれに光束を同時に照射し、カラー画像を高速に印字する技術が提案されている。
As this type of optical scanning device, after separating four light beams into the same reflecting surface of the deflector and separating the optical path by a common lens through which the four light beams pass after deflection and a mirror in
しかしながら、前記光走査装置では、四つの光束を偏向器上で副走査方向に同じ高さに集光させると、それぞれの光束の光路を偏向器の前で合成して偏向器での偏向後に再び分離する場所で互いの光路を分離しておくことが必要になるため、偏向器に入射する光束の副走査方向の傾き(以下、副走査方向入射角と称する)が大きくなり、偏向器の面倒れによるジッタや偏向器の軸面間距離誤差に伴うピッチむらが発生し、画質が悪化するという問題点を有していた。 However, in the optical scanning device, when the four light beams are condensed at the same height in the sub-scanning direction on the deflector, the optical paths of the respective light beams are combined in front of the deflector and again after being deflected by the deflector. Since it is necessary to separate the optical paths from each other at the separation location, the inclination of the light beam incident on the deflector in the sub-scanning direction (hereinafter referred to as the incident angle in the sub-scanning direction) increases, and the deflector is troublesome. There is a problem in that the image quality deteriorates due to jitter caused by this and uneven pitch due to the error in the distance between the axial surfaces of the deflectors.
一方、偏向器に入射する四つの光束を互いに平行に設定すれば、偏向器の面倒れによるジッタや偏向器の軸面間距離誤差に伴うピッチむらは発生しないが、偏向器を大型化することが必要となり、コストアップを招来する問題点を有していた。また、四つの光束を偏向器上で副走査方向に同じ高さに集光させつつ、偏向器での偏向後の各光路の分離を容易にする目的で、副走査方向入射角を不等間隔にして、最上位と最下位の光束のうち、偏向器に近い側で光路を分離する光束について、隣接する光束との角度差を大きくした場合、前記個別のレンズをそれぞれ最適化すると、レンズ製作用の金型の種類を増やさざるを得ず、初期投資が増大するという問題点を生じ、金型の種類を減らすとレンズを個別最適化した場合に比べて走査線湾曲や結像性能が低下し、画質が悪化するという問題点を生じていた。
そこで、本発明の目的は、レンズなどの光学素子の配置の自由度を増し、安価な、かつ、性能の良好な光走査装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an optical scanning device that increases the degree of freedom of arrangement of optical elements such as lenses, is inexpensive, and has good performance.
以上の目的を達成するため、本発明に係る光走査装置は、
四つの光源と、
前記四つの光源からそれぞれ放射された光束を同一面で同時に反射する反射面を有する偏向器と、
前記偏向器によって偏向された四つの光束のうち二つの光束を反射する第1のミラーと、
前記第1のミラーによって反射された二つの光束のうち一つの光束を反射する第2のミラーと、
前記第1のミラーで反射されない二つの光束のうち一つの光束を反射する第3のミラーと、
前記第1のミラーで反射され前記第2のミラーで反射された光束が透過する第1のレンズと、
前記第1のミラーで反射され前記第2のミラーで反射されない光束が透過する第2のレンズと、
前記第1のミラーで反射されず前記第3のミラーで反射された光束が透過する第3のレンズと、
前記第1のミラーで反射されず前記第3のミラーで反射されない光束が透過する第4のレンズと、
を備え、
前記偏向器は、一つの軸を中心に回転し、その反射面は平面でかつ該回転中心軸と平行であり、
前記第1のミラーで反射される二つの光束は、前記偏向器に入射するときの回転中心軸に垂直な平面となす角度が0°ではなく互いに異なっており、かつ、該角度が前記垂直な平面に対して上向き又は下向きのいずれか一方であり、
前記第1のミラーで反射されない二つの光束のうちの一つの光束は、前記偏向器に入射するときの回転中心軸に垂直な平面となす角度の絶対値が前記第1のミラーで反射される二つの光束のうち前記角度の絶対値が大きい光束の角度と等しく、かつ、該角度が前記垂直な平面に対してそれぞれ逆向きであり、偏向器によって偏向された後に主光線が交差し、
前記第1のミラーで反射されない二つの光束のうちの他の一つの光束は、前記偏向器に入射するときの回転中心軸に垂直な平面となす角度の絶対値が前記第1のミラーで反射される二つの光束のうち前記角度の絶対値が小さい光束の角度と等しく、かつ、該角度が前記垂直な平面に対してそれぞれ逆向きであり、偏向器によって偏向される前に主光線が交差すること、
を特徴とする。
In order to achieve the above object, an optical scanning device according to the present invention includes:
With four light sources,
A deflector having a reflecting surface for simultaneously reflecting the light beams emitted from the four light sources on the same surface;
A first mirror that reflects two of the four light beams deflected by the deflector;
A second mirror that reflects one of the two light beams reflected by the first mirror;
A third mirror for reflecting one of the two light beams not reflected by the first mirror;
A first lens through which the light beam reflected by the first mirror and reflected by the second mirror is transmitted;
A second lens that transmits a light beam reflected by the first mirror but not reflected by the second mirror;
A third lens that transmits the light beam reflected by the third mirror without being reflected by the first mirror;
A fourth lens through which a light beam not reflected by the first mirror but not reflected by the third mirror passes;
With
The deflector rotates around one axis, and its reflecting surface is flat and parallel to the rotation center axis.
Two of the light beam reflected by the first mirror, the are different from one another rather than an angle of 0 ° which forms a plane perpendicular to the rotational center axis when entering the deflector and the angle is perpendicular the Either upward or downward relative to the plane ,
The absolute value of the angle formed by one of the two light beams not reflected by the first mirror and the plane perpendicular to the rotation center axis when entering the deflector is reflected by the first mirror. Of the two light beams, the absolute value of the angle is equal to the angle of the large light beam, and the angles are opposite to each other with respect to the vertical plane, and the chief rays intersect after being deflected by the deflector,
The other one of the two light beams not reflected by the first mirror reflects the absolute value of the angle formed by a plane perpendicular to the rotation center axis when entering the deflector by the first mirror. Of the two luminous fluxes, the absolute value of the angle is equal to that of the small luminous flux, and the angles are opposite to each other with respect to the vertical plane, and the chief rays intersect before being deflected by the deflector To do,
It is characterized by.
即ち、本発明に係る光走査装置においては、四つの光束のうち、副走査方向入射角の大きい二つの光束を偏向器での偏向後に交差するようにし、副走査方向入射角の小さい二つの光束を偏向器の前で交差するようにし、さらに、第1のミラーで前者の一つの光束と後者の一つの光束を反射するようにしたため、第1のミラーによる光路分離の際の余裕を大きく設定することができる。それゆえ、副走査方向入射角を等間隔にした場合に比べて、四つの光束の副走査方向入射角の最大値を小さめに設定しても十分な光路分離マージンを確保することができ、副走査方向入射角に起因するジッタやピッチむらを小さく抑えることが可能になる。また、副走査方向入射角の絶対値は2種類であるので、四つの光路のそれぞれに配置される個別レンズも2種類で済み、副走査方向入射角を不等間隔にして四つの個別レンズをそれぞれ最適化した場合に比較してレンズ製作用金型の種類を少なくでき、コストダウンを図ることができる。 That is, in the optical scanning device according to the present invention, of the four light beams, two light beams having a large incident angle in the sub-scanning direction are crossed after being deflected by the deflector, and two light beams having a small incident angle in the sub-scanning direction are intersected. Are crossed in front of the deflector, and the first mirror reflects the former one light beam and the latter one light beam, so that a large margin for optical path separation by the first mirror is set. can do. Therefore, a sufficient optical path separation margin can be secured even if the maximum value of the sub-scanning direction incident angles of the four light beams is set smaller than when the sub-scanning direction incident angles are equally spaced. Jitter and pitch unevenness due to the incident angle in the scanning direction can be reduced. In addition, since the absolute values of the incident angles in the sub-scanning direction are two types, only two types of individual lenses are required for each of the four optical paths, and the four individual lenses are arranged at unequal intervals in the sub-scanning direction. Compared to the case where each is optimized, the types of lens working molds can be reduced, and the cost can be reduced.
以下、本発明に係る光走査装置の実施例について、添付図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of an optical scanning device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
(第1実施例、図1〜図7参照)
本発明に係る光走査装置の第1実施例について、図1に立体配置関係を示し、図2にポリゴンミラー5から各感光体ドラム13a〜13dまでの副走査方向断面の光路を示す。
(Refer 1st Example and FIGS. 1-7)
As for the first embodiment of the optical scanning device according to the present invention, FIG. 1 shows a three-dimensional arrangement relationship, and FIG. 2 shows an optical path in a sub-scanning direction section from the
この光走査装置は、タンデム方式の電子写真法による画像形成装置の露光ユニットとして構成され、四つの感光体ドラム13a〜13d上にそれぞれの色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)の画像を形成するように構成されている。なお、感光体ドラム13a〜13d上に形成された4色の画像(静電潜像)はトナーにて現像された後、図示しない中間転写ベルト上に1次転写/合成され、記録材上に2次転写される。この種の画像形成プロセスは周知であり、その説明は省略する。
This optical scanning device is configured as an exposure unit of an image forming apparatus using tandem electrophotography, and forms images of respective colors (yellow, magenta, cyan, and black) on four
この光走査装置において、光源部は四つのレーザダイオード1a〜1d、コリメータレンズ2a〜2dにて構成されている。各レーザダイオード1a〜1dから放射された光束(拡散光)はコリメータレンズ2a〜2dにより平行光とされ、合成ミラー3によって主走査方向Yについて各光束の進行方向が同じになるように反射された後、シリンドリカルレンズ4によって副走査方向Zにのみ収束され、ポリゴンミラー5の同一の反射面上に入射する。ポリゴンミラー5は中心軸5aを中心に図示しないモータによって回転駆動され、6面で構成された反射面は中心軸5aと平行である。
In this optical scanning device, the light source section is composed of four laser diodes 1a to 1d and
ポリゴンミラー5から光束の進行方向に関しては、第1のレンズ6、第1のミラー7、第2及び第3のレンズ8a,8b、第2及び第3のミラー9a,9b、第4〜第7のレンズ10a〜10d、第4〜第7のミラー11a〜11d、防塵用のウインドウガラス12a〜12dが配置されている。
Regarding the traveling direction of the light flux from the
ポリゴンミラー5の同一反射面で同時に偏向された四つの光束は、それぞれ、第1のレンズ6によって屈折された後、第1のミラー7によって光束Ba,Bbと光束Bc,Bdに分離される。光束Ba,Bbは第1のミラー7によって折り返され、第2のレンズ8aによって屈折される。また、第1のミラー7によっては折り返されない光束Bc,Bdは第3のレンズ8bによって屈折される。第2のレンズ8aと第3のレンズ8bは同一形状である。
The four light beams simultaneously deflected by the same reflecting surface of the
第2のレンズ8aを透過した光束Ba,Bbのうち光束Baは第2のミラー9aによって折り返され、光束Ba,Bbに分離される。第3のレンズ8bを透過した光束Bc,Bdのうち光束Bcは第3のミラー9bによって折り返され、光束Bc,Bdに分離される。
Of the light beams Ba and Bb transmitted through the
その後、各光束Ba,Bb,Bc,Bdは各光路に個別に配置された第4〜第7のレンズ10a〜10dを透過するとともに、第4〜第7のミラー11a〜11dで折り返され、ウインドウガラス12a〜12dを介して感光体ドラム13a〜13d上に結像し、主走査方向Yに走査される。第4〜第7のレンズ10a〜10dの光学面は全て同一形状である。
Thereafter, the light beams Ba, Bb, Bc, and Bd are transmitted through the fourth to
なお、各符号の添え字a〜dは、レーザダイオード1a〜1d及びコリメータレンズ2a〜2dに付けたものと個別レンズ10a〜10d以降に付けたものを対応させているため、光源側ではa〜dが順に並んでいるが感光体ドラム13a〜13d側ではaとbの並びが入れ替わっている。
In addition, since the suffixes a to d of the respective symbols correspond to those attached to the laser diodes 1 a to 1 d and the
図3はポリゴンミラー5から第1のミラー7までの光路を拡大して各光束Ba,Bb,Bc,Bdの主光線のみを示している。各光束Ba,Bb,Bc,Bdは、ポリゴンミラー5の反射面近傍で副走査方向Zのみに集光している。その集光位置では二つずつの光束Ba,Bc及びBb,Bdが副走査方向Zの高さがほぼ一致しており、かつ、副走査方向入射角が逆向きになっている。また、主光線に着目すると、回転中心軸5aに垂直な平面に対して、光束Bb,Bcは1.0°、光束Ba,Bdは2.6°とされている。
FIG. 3 shows only the principal rays of the light beams Ba, Bb, Bc, and Bd by enlarging the optical path from the
タンデム方式に対応した光走査装置の場合、各光束をポリゴンミラー5に入射する高さを揃えることにより、ポリゴンミラー5の厚みを小さくかつ軽量にでき、ミラー5自体や駆動モータのコストを低減できる。
In the case of an optical scanning device that supports the tandem method, the thickness of the
図4は本第1実施例における副走査方向Zの光路で、合成ミラー3からポリゴンミラー5までを示している。合成ミラー3は反射面が平面状をなし、各光束ごとに副走査方向Zにおいて異なる角度を有している。
FIG. 4 shows the optical path in the sub-scanning direction Z in the first embodiment, from the combining mirror 3 to the
図5はポリゴンミラー5の反射面近傍を拡大して各光束Ba,Bb,Bc,Bdの主光線のみを示している。各光束は合成ミラー3上で副走査方向Zについてほぼ等間隔である。シリンドリカルレンズ4によって各光束の集光位置が異なるのは、合成ミラー3が副走査方向Zに僅かに傾きを持っているためである。
FIG. 5 shows only the principal rays of the light beams Ba, Bb, Bc and Bd by enlarging the vicinity of the reflection surface of the
以上説明した第1実施例において、以下に示す表1〜表4に各光路を構成するそれぞれの光学素子のコンストラクションデータを示す。合成ミラー3はXベクトルのZ成分が0でないことにより、副走査方向Zに傾きを持っていることが分かる。シリンドリカルレンズ4の副走査方向Zの焦点距離は90mmであり、ポリゴンミラー5上では集光高さが0.4mm離れている。このため、必要なシリンドリカルレンズ4への入射光の副走査方向Zの傾き角は、±0.2/90(単位はラジアン)である。
In the first embodiment described above, the construction data of each optical element constituting each optical path is shown in Tables 1 to 4 shown below. It can be seen that the composite mirror 3 has an inclination in the sub-scanning direction Z because the Z component of the X vector is not zero. The focal length of the
また、合成ミラー3への入射光が水平なとき、合成ミラー3の傾き角は、主走査方向Yについて入射光とミラー面法線とのなす角度をα、副走査方向Zについての射出光の傾き角をβとしたとき、β/(2cosα)で表すことができる。傾き角が小さいため、図4では分かりにくいが、合成ミラー3で反射した後、光束Bd,Bbは上向き、光束Bc,Baは下向きに傾きを持っている。ポリゴンミラー5上において、上向きの二つは上側、下向きの二つは下側に集光している。
Further, when the incident light on the combining mirror 3 is horizontal, the inclination angle of the combining mirror 3 is α for the main scanning direction Y and the angle between the incident light and the mirror surface normal line, and the outgoing light for the sub-scanning direction Z. When the inclination angle is β, it can be expressed by β / (2cos α). Although it is difficult to understand in FIG. 4 because the inclination angle is small, the light beams Bd and Bb are inclined upward and the light beams Bc and Ba are inclined downward after being reflected by the composite mirror 3. On the
なお、各コリメータレンズ2a〜2dの後にシリンドリカルレンズを一つずつ配置し、その後に合成ミラー3を配置しても同様の効果を得ることが可能である。但し、本第1実施例のごとく、合成ミラー3の後段に共通のシリンドリカルレンズ4を設けたほうが部品点数を減らすことができる。
It is possible to obtain the same effect by arranging one cylindrical lens after each
また、図5に示しているように、副走査方向入射角が小さい二つの光束Bb,Bcはポリゴンミラー5への入射前に副走査方向Zにおいて交差している。また、図3に示しているように、副走査方向入射角が大きい二つの光束Ba,Bdはポリゴンミラー5での反射後に副走査方向Zにおいて交差している。
Further, as shown in FIG. 5, the two light beams Bb and Bc having a small incident angle in the sub-scanning direction intersect in the sub-scanning direction Z before entering the
このように構成したことで、合成ミラー3上では副走査方向Zについてほぼ等間隔であった各光束は、第1のミラー7上では上側の二つの光束Ba,Bbと下側の二つの光束Bc,Bdとの間隔が若干開いている。合成ミラー3上では四つの光束を合成しなければならないために等間隔になっていることが好都合である。第1のミラー7上では上側の二つの光束のみを反射しなければならないので、上側の光束Ba,Bbと下側の光束Bc,Bdの間が開いていることが好都合である。
With this configuration, the light beams that are substantially equally spaced in the sub-scanning direction Z on the composite mirror 3 are converted into two upper light beams Ba and Bb and two lower light beams on the
仮に、ポリゴンミラー5上で四つの光束を同じ高さに集光させたとすると、副走査方向入射角を同じにすれば、第1のミラー7での分離余裕が小さくなってしまう。逆に、分離余裕を同じだけ設定しようとすると、副走査方向入射角を大きくせざるを得ない。副走査方向入射角が大きくなると、ポリゴンミラー5の軸面間距離誤差によるピッチむらと面倒れによるジッタとが大きくなり、画質が低下することは従来から知られている。
Assuming that four light beams are condensed at the same height on the
また、四つの光束全てをポリゴンミラー5の前段で副走査方向Zに交差するように構成した場合、第1のミラー7での分離余裕を同じだけ設定したとすると、副走査方向入射角を変えなければ合成ミラー3上での余裕が上側の光束Ba,Bbと下側の光束Bc,Bdの間で減ってしまう。逆に、合成ミラー3上での間隔を同じにすれば、副走査方向入射角が大きくなって前述の問題が発生するのに加え、ポリゴンミラー5上での副走査方向Zの差が増大してしまい、ポリゴンミラー5を厚くすることが必要となり、コストアップを招来する。ポリゴンミラー5の厚みをなるべく薄くするためには、前述のように、ポリゴンミラー5の反射面近傍で副走査方向Zに集光する位置では、上下二つずつの光束の副走査方向Zの高さがほぼ一致するように構成することが望ましい。
Also, when all four light beams are configured to intersect the sub-scanning direction Z before the
図6は第1のミラー7上において、光束の通過範囲を示している。通過範囲が主走査方向Yに長いのは、画像形成範囲分ポリゴンミラー5を回転させているためである。上側の光束Ba,Bbと下側の光束Bc,Bdの間は開いているも、光束Ba,Bbの間及び光束Bc,Bdの間は通過範囲がいわばつながっている。
FIG. 6 shows a light beam passage range on the
図7は第3のミラー9b上において、第1のミラー7では反射されなかった光束Bc,Bdの通過範囲を示している。第3のミラー9b上では二つの光束Bc,Bdの通過範囲が離れているので、両者の分離が可能である。この光束Bc,Bdは、図3で明らかなように、ポリゴンミラー5と第1のレンズ6との間で副走査方向Zについて交差している。本第1実施例では、副走査方向入射角の小さい光束Bb,Bcについて、第1のミラー7上で間隔をなるべく開くことによって光束分離を有利にすることを意図している。それゆえ、副走査方向入射角の大きい光束Ba,Bdは第1のミラー7よりも前で副走査方向入射角の小さい光束Bb,Bcと交差して外側に出していたほうが好ましい。
FIG. 7 shows a passing range of the light beams Bc and Bd that are not reflected by the
また、表5に第1のレンズ6の入射面の自由曲面係数データを示し、表6に第1のレンズ6の射出面の自由曲面係数データを示す。さらに、表7に第2及び第3のレンズ8a,8bの射出面の自由曲面係数データを示し、表8に第4〜第7のレンズ10a〜10dの射出面の自由曲面係数データを示す。これらの表中において、E−nは×10-nである。
Table 5 shows free-form surface coefficient data of the entrance surface of the
第1のレンズ6は入射面、射出面ともに自由曲面であり、その他のレンズは入射面が平面で射出面が自由曲面である。これらの自由曲面は式(1)に示す自由曲面式にて算出される。また、各表で標記のない係数は0である。
The
ところで、ポリゴンミラー5の後段に配置された第1のレンズ6、第2及び第3のレンズ8a,8b及び第4〜第7のレンズ10a〜10dは、いずれも樹脂製で、使用波長における屈折率は1.572である。ウインドウガラス12a〜12dの使用波長における屈折率は1.511である。
By the way, the
第1のレンズ6は副走査方向Zについて偶数次項しか使用しておらず、副走査方向Zについて対称な形状である。その対称面は、ポリゴンミラー5の回転中心軸5aに垂直であり、また、図3に示した副走査方向入射角の小さい二つの光束Bb,Bcの副走査方向Zの交点や、図5に示した副走査方向入射角の大きい二つの光束Ba,Bbの交点と、副走査方向Zの高さが同じになっている。従って、第1のレンズ6の後段の上側の光束Ba,Bbと下側の光束Bc,Bdもまた前記対称面に対して対称になっている。第1のミラー7によって上側の光束Ba,Bbが反射された後、光束Ba,Bbと光束Bc,Bdは光学的には等価になる。
The
第2及び第3のレンズ8a,8bは前述のように同一形状であり、光学面だけでなく外形形状も含めて同一形状とされている。従って、同じ金型で製造したレンズを使用することができ、性能差を小さく抑えることができる。
The second and
また、第4〜第7のレンズ10a〜10dは、光学面は同一形状であるが、外形形状は第4のレンズ10aと第6のレンズ10cが同一で、第5のレンズ10bと第7のレンズ10dが同一とされており、前2者と後2者とでは副走査方向Zにずれている状態になっている。
The fourth to
(第2実施例、図8〜図14参照)
本発明に係る光走査装置の第2実施例について、図8に立体配置関係を示し、図9にポリゴンミラー5から各感光体ドラム13a〜13dまでの副走査方向断面の光路を示す。
(Refer 2nd Example and FIGS. 8-14)
With respect to the second embodiment of the optical scanning device according to the present invention, FIG. 8 shows a three-dimensional arrangement relationship, and FIG. 9 shows an optical path in the sub-scanning direction from the
この光走査装置は、タンデム方式の電子写真法による画像形成装置の露光ユニットとして構成されている点は前記第1実施例と同様であり、光学部品点数の削減を意図したものである。従って、第1実施例との相違は、合成ミラー3とシリンドリカルレンズ4に代えて自由曲面ミラーアレイ14を使用している点と、第2及び第3のレンズ8a,8bを省略した点にある。さらに、後述するように、ミラーの配置と枚数を工夫したため、第3のミラー9bでの反射態様が第1実施例とは異なっており、感光体ドラム13c,13dが第1実施例とは逆に配置されている。
This optical scanning apparatus is the same as the first embodiment in that it is configured as an exposure unit of an image forming apparatus based on tandem electrophotography, and is intended to reduce the number of optical components. Therefore, the difference from the first embodiment is that the free-
図10はポリゴンミラー5から第1のミラー7までの光路を拡大して各光束Ba,Bb,Bc,Bdの主光線のみを示し、図3に対応している。
FIG. 10 shows only the principal rays of the light beams Ba, Bb, Bc, and Bd by enlarging the optical path from the
図11は本第2実施例における副走査方向Zの光路で、自由曲面ミラーアレイ14からポリゴンミラー5までを示し、図4に対応している。
FIG. 11 shows the optical path in the sub-scanning direction Z in the second embodiment, from the free-form
図12はポリゴンミラー5の反射面近傍を拡大して各光束Ba,Bb,Bc,Bdの主光線のみを示し、図5に対応している。
FIG. 12 is an enlarged view of the vicinity of the reflecting surface of the
図13は第1のミラー7上において、光束の通過範囲を示している。図14は第3のミラー9b上において、第1のミラー7では反射されなかった光束Bc,Bdの通過範囲を示している。それぞれ図6及び図7に対応している。
FIG. 13 shows a light beam passage range on the
次に、第2実施例において、以下に示す表9〜表12に各光路を構成するそれぞれの光学素子のコンストラクションデータを示す。自由曲面ミラーアレイ14のそれぞれの座標を参照すると、副走査方向Zの座標値が0.2又は−0.2となっており、これはそれぞれの反射面による焦線の副走査方向Zの高さを示している。
Next, in the second embodiment, construction data of each optical element constituting each optical path is shown in Tables 9 to 12 shown below. Referring to the respective coordinates of the free-
各コリメータレンズ2a〜2dを透過した後の光路は水平であり、自由曲面ミラーアレイ14の各反射面の高さも各コリメータレンズ2a〜2dの高さと等しくなっている。
The optical path after passing through each
また、表13に第1のレンズ6の入射面の自由曲面係数データを示し、表14に第1のレンズ6の射出面の自由曲面係数データを示す。さらに、表15に第4及び第7のレンズ10a,10dの射出面の自由曲面係数データを示し、表16に第5及び第6のレンズ10b,10cの射出面の自由曲面係数データを示す。
Table 13 shows free-form surface coefficient data of the entrance surface of the
第1のレンズ6は入射面、射出面ともに自由曲面であり、その他のレンズは入射面が平面で射出面が自由曲面である。第1のレンズ6の自由曲面では、両面とも、Zは0次の項だけが使用されている。Z1次以上の項が使用されていないということは、面形状の副走査方向Zの断面が直線であることを示している。本第2実施例においても、第1のレンズ6の後段において上側二つの光束Ba,Bbと下側二つの光束Bc,Bdは対称であり、第1のミラー7によって上側の光束Ba,Bbが反射された後、光束Ba,Bbと光束Bc,Bdは光学的には等価になる。
The
第4〜第7のレンズ10a〜10dの自由曲面では、Zは0次と1次と2次が使用されている。Z1次の項を使用することで、副走査方向入射角によって発生する走査線湾曲と波面のねじれを補正している。副走査方向入射角が異なる場合には、それらの収差の発生量が異なるため、異なるレンズを使用することが必要になる。
In the free-form surfaces of the fourth to
また、本第2実施例ではミラーの配置と枚数を工夫している。即ち、副走査方向入射角の絶対値の等しい2本の光束Bb,Bdと光束Ba,Bcについて、前者を奇数、後者を偶数とすることによって、第4のレンズ10a及び第7のレンズ10dについて入射前の光束が等価となるようにし、また、第5のレンズ10b及び第6のレンズ10cについて入射前の光束が等価となるようにしている。従って、第4のレンズ10aと第7のレンズ10dは同一形状であり、第5のレンズ10bと第6のレンズ10cは同一形状である。副走査方向入射角を四つの光束でそれぞれ異ならせた場合には、4種類のレンズが必要になることに比べると、2種類で済むので金型投資額が少なくて高精度を達成できる。
In the second embodiment, the arrangement and number of mirrors are devised. That is, for the two light beams Bb and Bd and the light beams Ba and Bc having the same absolute value of the incident angle in the sub-scanning direction, the former is an odd number and the latter is an even number, thereby the
(他の実施例)
なお、本発明に係る光走査装置は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更できることは勿論である。
(Other examples)
The optical scanning device according to the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be variously modified within the scope of the gist thereof.
1a〜1d…レーザダイオード
5…ポリゴンミラー(偏向器)
6…第1のレンズ
7…第1のミラー
8a…第2のレンズ
8b…第3のレンズ
9a…第2のミラー
9b…第3のミラー
10a〜10d…第4〜第7のレンズ
11a〜11d…第4〜第7のミラー
13a〜13d…感光体ドラム
1a to
6 ...
Claims (8)
前記四つの光源からそれぞれ放射された光束を同一面で同時に反射する反射面を有する偏向器と、
前記偏向器によって偏向された四つの光束のうち二つの光束を反射する第1のミラーと、
前記第1のミラーによって反射された二つの光束のうち一つの光束を反射する第2のミラーと、
前記第1のミラーで反射されない二つの光束のうち一つの光束を反射する第3のミラーと、
前記第1のミラーで反射され前記第2のミラーで反射された光束が透過する第1のレンズと、
前記第1のミラーで反射され前記第2のミラーで反射されない光束が透過する第2のレンズと、
前記第1のミラーで反射されず前記第3のミラーで反射された光束が透過する第3のレンズと、
前記第1のミラーで反射されず前記第3のミラーで反射されない光束が透過する第4のレンズと、
を備え、
前記偏向器は、一つの軸を中心に回転し、その反射面は平面でかつ該回転中心軸と平行であり、
前記第1のミラーで反射される二つの光束は、前記偏向器に入射するときの回転中心軸に垂直な平面となす角度が0°ではなく互いに異なっており、かつ、該角度が前記垂直な平面に対して上向き又は下向きのいずれか一方であり、
前記第1のミラーで反射されない二つの光束のうちの一つの光束は、前記偏向器に入射するときの回転中心軸に垂直な平面となす角度の絶対値が前記第1のミラーで反射される二つの光束のうち前記角度の絶対値が大きい光束の角度と等しく、かつ、該角度が前記垂直な平面に対してそれぞれ逆向きであり、偏向器によって偏向された後に主光線が交差し、
前記第1のミラーで反射されない二つの光束のうちの他の一つの光束は、前記偏向器に入射するときの回転中心軸に垂直な平面となす角度の絶対値が前記第1のミラーで反射される二つの光束のうち前記角度の絶対値が小さい光束の角度と等しく、かつ、該角度が前記垂直な平面に対してそれぞれ逆向きであり、偏向器によって偏向される前に主光線が交差すること、
を特徴とする光走査装置。 With four light sources,
A deflector having a reflecting surface for simultaneously reflecting the light beams emitted from the four light sources on the same surface;
A first mirror that reflects two of the four light beams deflected by the deflector;
A second mirror that reflects one of the two light beams reflected by the first mirror;
A third mirror for reflecting one of the two light beams not reflected by the first mirror;
A first lens through which the light beam reflected by the first mirror and reflected by the second mirror is transmitted;
A second lens that transmits a light beam reflected by the first mirror but not reflected by the second mirror;
A third lens that transmits the light beam reflected by the third mirror without being reflected by the first mirror;
A fourth lens through which a light beam not reflected by the first mirror but not reflected by the third mirror passes;
With
The deflector rotates around one axis, and its reflecting surface is flat and parallel to the rotation center axis.
Two of the light beam reflected by the first mirror, the are different from one another rather than an angle of 0 ° which forms a plane perpendicular to the rotational center axis when entering the deflector and the angle is perpendicular the Either upward or downward relative to the plane ,
The absolute value of the angle formed by one of the two light beams not reflected by the first mirror and the plane perpendicular to the rotation center axis when entering the deflector is reflected by the first mirror. Of the two light beams, the absolute value of the angle is equal to the angle of the large light beam, and the angles are opposite to each other with respect to the vertical plane, and the chief rays intersect after being deflected by the deflector,
The other one of the two light beams not reflected by the first mirror reflects the absolute value of the angle formed by a plane perpendicular to the rotation center axis when entering the deflector by the first mirror. Of the two luminous fluxes, the absolute value of the angle is equal to that of the small luminous flux, and the angles are opposite to each other with respect to the vertical plane, and the chief rays intersect before being deflected by the deflector To do,
An optical scanning device characterized by the above.
前記第1のミラーで反射されない二つの光束の第1のミラーの通過後の光路中に第7のレンズが配置され、
前記第6のレンズ及び前記第7のレンズが同一形状であること、
を特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の光走査装置。 A sixth lens is disposed in the optical path after the first mirror of the two light fluxes reflected by the first mirror;
A seventh lens is disposed in the optical path after passing through the first mirror of the two light beams not reflected by the first mirror;
The sixth lens and the seventh lens have the same shape;
The optical scanning device according to claim 1, wherein:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007197910A JP5098491B2 (en) | 2007-07-30 | 2007-07-30 | Optical scanning device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007197910A JP5098491B2 (en) | 2007-07-30 | 2007-07-30 | Optical scanning device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009031673A JP2009031673A (en) | 2009-02-12 |
JP5098491B2 true JP5098491B2 (en) | 2012-12-12 |
Family
ID=40402220
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007197910A Expired - Fee Related JP5098491B2 (en) | 2007-07-30 | 2007-07-30 | Optical scanning device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5098491B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5882692B2 (en) | 2011-11-22 | 2016-03-09 | キヤノン株式会社 | Optical scanning apparatus and image forming apparatus |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002277780A (en) * | 2000-12-20 | 2002-09-25 | Xerox Corp | Multiple-beam type raster output scanning system using segmented mirror |
JP4029640B2 (en) * | 2002-03-19 | 2008-01-09 | 富士ゼロックス株式会社 | Optical scanning device |
JP4120311B2 (en) * | 2002-08-09 | 2008-07-16 | コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 | Tandem laser scanner |
JP4616118B2 (en) * | 2005-08-04 | 2011-01-19 | 株式会社リコー | Optical scanning apparatus and image forming apparatus |
-
2007
- 2007-07-30 JP JP2007197910A patent/JP5098491B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2009031673A (en) | 2009-02-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5489612B2 (en) | Scanning optical device and image forming apparatus using the same | |
JP5046760B2 (en) | Optical scanning device and image forming apparatus using the same | |
KR100943544B1 (en) | Optical scanning device and image forming device using same | |
JP2012098717A (en) | Optical scanner and image forming apparatus | |
JP5566068B2 (en) | Optical scanning device and image forming apparatus having the same | |
CN1908725B (en) | beam scanning device | |
US20060164707A1 (en) | Image forming apparatus | |
JP4120311B2 (en) | Tandem laser scanner | |
JP5333070B2 (en) | Optical scanning apparatus and image forming apparatus | |
JP2007079513A (en) | Optical scanner | |
JP5354047B2 (en) | Optical scanning device and image forming apparatus using the same | |
JP2009003393A (en) | Optical scanner and image forming device provided with same | |
JP5098491B2 (en) | Optical scanning device | |
JP2004309559A (en) | Scanning optical system | |
CN101082699A (en) | Optical scanner, image forming device, optical scanning method | |
US7515168B2 (en) | Laser scanning optical apparatus having exclusive optical elements at varying distances from receiving surfaces | |
JP5364969B2 (en) | Optical scanning device | |
JP5019790B2 (en) | Optical scanning apparatus, image forming apparatus, and optical scanning method | |
JP5256659B2 (en) | Optical scanning device | |
JP2004294713A (en) | Ftheta OPTICAL SYSTEM, LENS, AND SCANNING OPTICAL APPARATUS | |
JP2008112105A (en) | Optical scanner | |
JP6132701B2 (en) | Optical scanning device and image forming apparatus using the same | |
JP2005055872A (en) | Laser scanning unit and image forming apparatus | |
JP2015052727A (en) | Optical scanning device and image forming device having the same | |
JP2007079514A (en) | Optical scanner |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100324 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20111212 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20111220 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120217 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20120217 |
|
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: 20120828 |
|
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: 20120910 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151005 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |