JP6786258B2 - Optical scanning device and image forming device equipped with it - Google Patents
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Description
本発明は、レーザービームプリンタ(LBP)やデジタル複写機、マルチファンクションプリンタ(多機能プリンタ)等の画像形成装置及びそれが備える光走査装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a laser beam printer (LBP), a digital copier, and a multifunction printer (multifunctional printer), and an optical scanning apparatus included therein.
画像形成装置が備える光走査装置として、光源からの光束を偏向器により偏向することで、被走査面を主走査方向に光走査するものが知られている。このような光走査装置において、被走査面を高精度に光走査するためには、偏向器により偏向された光束を検知して、被走査面での主走査方向における書き出し位置を決定するための同期検知部が必要になる。 As an optical scanning device included in an image forming apparatus, there is known an optical scanning device that scans a surface to be scanned in the main scanning direction by deflecting a light flux from a light source with a deflector. In such an optical scanning device, in order to light-scan the surface to be scanned with high accuracy, it is necessary to detect the luminous flux deflected by the deflector and determine the writing position in the main scanning direction on the surface to be scanned. A synchronization detector is required.
特許文献1には、光源からの光束を光束分離素子により分離して、被走査面及び同期検知部の夫々に導光する構成が記載されている。また、特許文献2には、結像レンズの端部を通過した光束を、ミラーによって反射させることで同期検知部に導く構成が記載されている。
しかしながら、特許文献1及び2に記載の構成では、光束分離素子やミラーが必要になるため、装置が複雑になってしまうだけでなく、夫々の配置誤差により高精度な同期検知ができなくなってしまう可能性がある。また、特許文献1及び2に記載の構成では、主走査断面内において、被走査面に向かう光束が蹴られないように各部材を配置する必要があるため、装置のコンパクト化が十分ではなかった。
However, in the configurations described in
本発明の目的は、簡易な構成で高精度な同期検知及びコンパクト化を実現可能な光走査装置及び画像形成装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide an optical scanning apparatus and an image forming apparatus capable of realizing highly accurate synchronization detection and compactification with a simple configuration.
上記目的を達成するための、本発明の一側面としての光走査装置は、光束を偏向して被走査面を主走査方向に走査する偏向器と、副走査断面内において前記偏向器の第1の偏向面に光束を斜入射させる入射光学系と、fθ特性を有し、前記第1の偏向面にて偏向された光束を前記被走査面に導く結像光学系と、前記第1の偏向面にて偏向された光束を受光して第1の信号を生成する受光部とを備え、前記結像光学系は、前記偏向器と前記被走査面との間に配置されており、副走査断面内における前記入射光学系からの光束の前記第1の偏向面に対する入射角をα(deg)、主走査断面内における前記第1の偏向面に入射する光束と前記第1の偏向面にて偏向され前記受光部に向かう光束との成す角をβ(deg)とするとき、|β|≦|α|なる条件を満足することを特徴とする。 To achieve the above object, an optical scanning apparatus according to one aspect of the present invention, a deflector for scanning to deflect the light beam to the scanned surface in the main scanning direction, a first of said deflector in the sub-scanning section an incident optical system for obliquely incident light beam on the deflecting surface of, has fθ characteristics, and an imaging optical system for guiding the light beam deflected by said first deflecting surface to the surface to be scanned, the first deflection The imaging optical system includes a light receiving unit that receives a light beam deflected by the surface and generates a first signal, and the imaging optical system is arranged between the deflector and the scanned surface, and is used for sub-scanning. The angle of incidence of the light beam from the incident optical system in the cross section with respect to the first deflection surface is α (deg), and the light beam incident on the first deflection surface in the main scanning cross section and the first deflection surface are used . When the angle formed by the deflected light beam toward the light receiving portion is β (deg), the condition of | β | ≤ | α | is satisfied.
本発明によれば、簡易な構成で高精度な同期検知及びコンパクト化を実現可能な光走査装置及び画像形成装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an optical scanning apparatus and an image forming apparatus capable of realizing highly accurate synchronization detection and compactification with a simple configuration.
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、各図面は、便宜的に実際とは異なる縮尺で描かれている場合がある。また、各図面において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明を省略する。以下の説明において、主走査方向とは、偏向器により被走査面が光走査される方向であり、ここでは、偏向器の回転軸(又は揺動軸)と光軸方向とに垂直な方向に相当する。副走査方向とは、主走査方向と交差する方向であり、ここでは、偏向器の回転軸(又は揺動軸)に平行な方向に相当する。また、主走査断面とは、光軸を含み主走査方向に平行な断面であり、ここでは、副走査方向に垂直な断面でもある。副走査断面とは、光軸を含み副走査方向に平行な断面であり、ここでは、主走査方向に垂直な断面でもある。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. For convenience, each drawing may be drawn at a scale different from the actual one. Further, in each drawing, the same member is given the same reference number, and duplicate description is omitted. In the following description, the main scanning direction is the direction in which the surface to be scanned is lightly scanned by the deflector, and here, in the direction perpendicular to the rotation axis (or swing axis) of the deflector and the optical axis direction. Equivalent to. The sub-scanning direction is a direction that intersects with the main scanning direction, and here corresponds to a direction parallel to the rotation axis (or swing axis) of the deflector. Further, the main scanning cross section is a cross section including the optical axis and parallel to the main scanning direction, and here, it is also a cross section perpendicular to the sub scanning direction. The sub-scanning cross section is a cross section including the optical axis and parallel to the sub-scanning direction, and here, it is also a cross-section perpendicular to the main scanning direction.
図1は、本実施形態に係る光走査装置100の要部概略図である。図1(a)は光走査装置100の主走査断面を模式的に示しており、図1(b)は光走査装置100が有する入射光学系L、偏向器5、及び受光部8を含む部分の副走査断面を模式的に示している。なお、図1では、各光束のマージナル光線を省略して主光線のみを示している。また、図1(b)では、入射光学系Lの光軸方向が図1(a)における結像光学系6の光軸方向(X方向)に一致するように光路を展開している。
FIG. 1 is a schematic view of a main part of the
本実施形態に係る光走査装置100は、偏向器5により光束を偏向して被走査面7を主走査方向Bに光走査する。偏向器5としては、回転軸を中心に、複数の偏向面(反射面)51が回転する回転多面鏡(ポリゴンミラー)を図示しているが、これに代えて、揺動軸まわりに1又は2つの偏向面が揺動する揺動ミラーであってもよい。偏向器5は、モータ等で構成される不図示の駆動部により、矢印Aの方向に一定速度(等角速度)で回転する。
The
本実施形態に係る入射光学系Lは、図1(b)に示すように、副走査断面内において偏向器5の偏向面51に光束を斜入射(主走査断面に対して斜めから入射)させる斜入射系である。本実施形態に係る入射光学系Lは光源のみで構成されているが、必要に応じて、入射光学系Lが光源からの光束を偏向面51に導光する光学素子や開口絞りなどを含む構成を採用してもよい。あるいは、入射光学系Lが光走査装置100の外部の光源からの光束を導光するように構成してもよい。
As shown in FIG. 1B, the incident optical system L according to the present embodiment obliquely incidents a luminous flux on the
また、受光部8は、偏向面51にて偏向された光束を受光して信号を生成する。この受光部8により生成された信号に基づいて、被走査面7での主走査方向における書き出し位置の決定のための同期検知や、光源の発光光量の制御などを行うことができる。本実施形態に係る受光部8は光電変換素子のような受光素子のみで構成されているが、必要に応じて、受光部8が偏向面51からの光束をそのような受光素子に導光する光学素子や開口絞りなどを含む構成を採用してもよい。なお、本実施形態では、光源及び受光素子を同一基板上に実装することにより、部品点数を削減しつつ、夫々の相対位置のずれを抑制している。
Further, the
入射光学系Lにおいて、半導体レーザのような光源から発せられた光束は、回転する偏向器5の偏向面に入射する。ある回転角においては偏向面51で反射した光束は受光部8に入射し光電変換されて信号を発生することになる。偏向器5の回転が更に進むと偏向面51で反射した光束は結像光学系6により被走査面7に入射する。そして偏向器5の回転とともに、入射光学系Lからの光束は、偏向面51で偏向されて、被走査面7を主走査方向(Y方向)に走査することになる。
In the incident optical system L, the light flux emitted from a light source such as a semiconductor laser is incident on the deflection surface of the rotating
受光部8で発生した信号を利用すれば、その信号に基づいて、被走査面7上で光走査を開始するタイミング、つまり、書き出し位置を決定することができる。このような同期検知は、被走査面7を1回走査する毎に1回行われる。又、副走査方向に被走査面7を移動させながら主走査方向の光走査を繰り返し行う場合には、同期検知は複数回走査する毎に1回行うようにしてもよい。
By using the signal generated by the
ここで、副走査断面内での入射光学系Lからの光束の偏向面51に対する入射角をα(deg)、主走査断面内での偏向面51に入射する光束と偏向面51にて偏向され受光部8に向かう光束との成す角をβ(deg)、とする。ただし、夫々の角度は、各光束の主光線を基準として定めている。このとき、本実施形態に係る光走査装置100は、以下の条件式(1)を満足する。
|β|≦|α| ・・・(1)
Here, the incident angle of the light flux from the incident optical system L in the sub-scanning cross section with respect to the
| β | ≦ | α | ・ ・ ・ (1)
本実施形態に係る光走査装置100では、入射光学系Lを斜入射系とすることにより、入射光学系Lと受光部8とを副走査方向に離間させて配置することができる。そして、上記条件式(1)を満たすことにより、主走査断面内において、入射光学系Lと受光部8とを近づけて配置することができる。これにより、特許文献1及び2に記載されているような光束分離素子やミラーなどの部材を各光路に配置する必要がない。つまり、主走査断面内において、入射光学系Lと偏向面との間及び偏向面と受光部8との間の光路は、光束の主光線が屈折も反射もしない光路になっており、こうした簡易な構成で高精度な同期検知及び装置全体のコンパクト化を実現することが可能になる。
In the
条件式(1)を満たさない場合、主走査断面内において入射光学系L及び受光部8が占めるスペースが大きくなってしまい、装置全体のコンパクト化が困難になってしまう。なお、装置全体のより十分なコンパクト化を実現するために、以下の条件式(2)及び(3)の少なくとも一方を満足することが望ましい。
1.5≦|α|≦10 ・・・(2)
0≦|β|≦5.0 ・・・(3)
If the conditional expression (1) is not satisfied, the space occupied by the incident optical system L and the
1.5 ≤ | α | ≤ 10 ... (2)
0 ≦ | β | ≦ 5.0 ・ ・ ・ (3)
さらに、本実施形態に係る光走査装置100は、以下の条件式(4)及び(5)の少なくとも一方を満足することがより好ましい。
1.5≦|α|≦5.0 ・・・(4)
0≦|β|≦3.0 ・・・(5)
Further, the
1.5 ≦ | α | ≦ 5.0 ・ ・ ・ (4)
0 ≤ | β | ≤ 3.0 ... (5)
[実施例1]
以下、本発明の実施例1に係る光走査装置200について詳細に説明する。
[Example 1]
Hereinafter, the
図2は、本実施例に係る光走査装置200の主走査断面図である。図3は、光走査装置200が有する入射光学系L及び受光部8の要部概略図であり、図3(a)は副走査断面を模式的に示し、図3(b)は光源と光電変換素子とを有するモジュールの正面を模式的に示している。なお、図3では、入射光学系Lの光軸方向が図2における結像光学系6の光軸方向(X方向)に一致するように光路を展開し、マージナル光線を省略して主光線のみを示している。
FIG. 2 is a main scanning cross-sectional view of the
本実施例に係る入射光学系Lは、光束を射出する光源1と、光源1からの光束を規制してその形状を成形する開口絞り2と、開口絞り2からの光束の集光状態(収束度)を変換する集光レンズ(集光光学素子)3と、を含んでいる。本実施例において、光源1は半導体レーザであり、集光レンズ3は、主走査断面内と副走査断面内とで異なる屈折力(パワー)を有するアナモフィックレンズである。集光レンズ3は、光源1から出射して開口絞り2を通過した発散光束を、主走査断面内では平行光束又は収束光束に変換し、副走査断面内では収束光束に変換している。なお、集光レンズ3をコリメータレンズ及びシリンダレンズの2つの光学素子により構成してもよく、その際に2つの光学素子を一体化してもよい。
The incident optical system L according to the present embodiment includes a
本実施例に係る偏向器5は、複数の偏向面(反射面)51を有する回転多面鏡(ポリゴンミラー)であり、モータ等で構成される不図示の駆動部により矢印Aの方向に一定速度(等角速度)で回転させられている。偏向器5は、入射光学系Lにより導光された光束を各偏向面51にて偏向し、被走査面7を主走査方向(矢印Bの方向)に光走査している。なお、偏向器5としては、回転多面鏡に代えて、一定速度で揺動する揺動ミラーなどを採用してもよい。
The
偏向器5から被走査面7に至る光路中には、集光機能及びfθ特性を有する結像レンズ(結像光学素子)から成る結像光学系6が配置されている。この結像レンズは、プラスチック(樹脂)材料等から成るアナモフィックレンズであり、主走査断面内及び副走査断面内での光軸上においては正のパワーを有している。結像光学系6は、偏向器5により偏向された光束を被走査面7の上に導光及び集光し、スポット像を形成している。そして、スポット像は、fθ特性により被走査面7の上を等速で移動する。なお、結像光学系6は、副走査断面内において、偏向面51と被走査面7とを共役関係にすることで、偏向面51の面倒れ補償を行っている。
In the optical path from the
表1に、本実施例に係る結像光学系の光学配置などの各数値を示す。 Table 1 shows each numerical value such as the optical arrangement of the imaging optical system according to this embodiment.
本実施例に係る結像レンズ6の各レンズ面(入射面及び出射面)の、面頂点を含む主走査断面内での形状(母線形状)は、12次までの関数として表すことができる非球面形状である。具体的には、各レンズ面と光軸との交点を原点とし、光軸方向の軸をX軸、主走査面内において光軸と直交する軸をY軸、とするとき、各レンズ面の母線形状は以下の式によって表される。
The shape (generatrix shape) of each lens surface (incident surface and exit surface) of the
但し、Rは光軸上における主走査断面内での曲率半径(母線曲率半径)であり、K、B4、B6、B8、B10、B12は主走査断面内での非球面係数である。また、主走査方向の各々の位置における副走査断面内での各レンズ面の形状(子線形状)は、以下の式によって表される。 However, R is the radius of curvature (generatrix radius of curvature) in the main scanning cross section on the optical axis, and K, B 4 , B 6 , B 8 , B 10 , and B 12 are the aspherical coefficients in the main scanning cross section. Is. Further, the shape (child line shape) of each lens surface in the sub-scanning cross section at each position in the main scanning direction is expressed by the following equation.
1/r´=1/r+D2Y2+D4Y4+D6Y6+D8Y8+D10Y10+D12Y12
ただし、rは光軸上における副走査断面内での曲率半径(子線曲率半径)、D2、D4、D6、D8、D10、D12は子線変化係数、である。また、D2、D4、D6、D8、D10、D12は像高Yの位置における子線曲率半径、Mj_kは副走査断面内での非球面係数、である。例えば、Mj_1はZの1次項であり、副走査断面内でのレンズ面の傾き(子線チルト)を示す。本実施例では、0、2、4、6、8、10次の係数を用いて、主走査方向において子線チルト量を変化させている。
1 / r'= 1 / r + D 2 Y 2 + D 4 Y 4 + D 6 Y 6 + D 8 Y 8 + D 10 Y 10 + D 12 Y 12
However, r is the radius of curvature (radius of curvature of the child line) in the sub-scanned cross section on the optical axis, and D 2 , D 4 , D 6 , D 8 , D 10 , and D 12 are the coefficient of variation of the child line. Further, D 2 , D 4 , D 6 , D 8 , D 10 , and D 12 are the radius of curvature of the child line at the position of the image height Y, and Mj_k is the aspherical coefficient in the sub-scanning section. For example, Mj_1 is a linear term of Z and indicates the inclination of the lens surface (child line tilt) in the sub-scanning cross section. In this embodiment, the child line tilt amount is changed in the main scanning direction by using coefficients of the 0th, 2nd, 4th, 6th, 8th, and 10th orders.
表2に、本実施例に係る結像レンズの各レンズ面の形状データを示す。なお、表2おける各係数について、添え字uは、結像レンズの各レンズ面頂点(すなわち光軸)に対して光源1と同じ側(Upper側)を示し、添字lは、結像レンズの各レンズ面頂点に対して光源1とは反対側(Lower側)を示している。添え字u及びlが付いていない係数は、Upper側とLower側とで共通の係数である。
Table 2 shows the shape data of each lens surface of the imaging lens according to this embodiment. For each coefficient in Table 2, the subscript u indicates the same side (Upper side) as the
次に、本実施例に係る入射光学系L及び受光部8の構成について詳細に説明する。
Next, the configurations of the incident optical system L and the
本実施例に係る受光部8は、偏向面51にて偏向された光束を受光して、被走査面7での主走査方向における書き出し位置を決定するための同期信号を生成する同期検知部として機能する。受光部8は、偏向面51により偏向された同期検知用の光束DLを導光及び集光する同期検知レンズ(同期検知用の光学素子)81と、同期検知レンズ81からの光束を受光して同期信号を出力する同期検知センサ(光電変換素子)82と、を有する。
The
センサ82から出力された同期信号は、図2及び図3に示す制御回路(ドライバ)10に入力され、制御回路10は、この同期信号に基づいて被走査面7での主走査方向における書き出し位置を決定する。図4は、偏向器5が1回転する間の光源1の発光タイミングを示すタイミングチャートである。LDは光源のオン・オフ状態を、CLKはクロック信号を、DTはセンサの出力信号を示す。
The synchronization signal output from the
制御回路10によって、光源1は時刻t1で発光を開始し時刻t2で発光を一旦停止する。この期間に光源1からの光束が偏向面51で反射されセンサ82に入射すると時刻tdに同期信号が生成される。制御回路は、時刻tdからクロックパルスCLKをカウントし、カウント数が所定値に達すると光源1を発光可能状態にする(時刻t3)。被走査面7の有効領域の光走査に必要な時間(時刻t3から時刻t4)は予め定められているので、その間は画像データに応じて光源1が点灯又は消灯し、被走査面7を一行分の画像データに応じたパターンで露光することになる。
By the
このように、同期信号を基に主走査方向における書き出しタイミングが決定されるため、繰り返し走査を行っても、書き出し位置の再現性が保たれる。本実施例では、被走査面7を1回光走査する度に同期検知を行って書き出しタイミングを決める動作を繰り返し行う。
In this way, since the writing timing in the main scanning direction is determined based on the synchronization signal, the reproducibility of the writing position is maintained even if the scanning is repeated. In this embodiment, the operation of performing synchronous detection and determining the writing timing is repeated every time the scanned
表3に、入射光学系Lの光学配置などの各数値を示し、表4に、受光部8の光学配置などの各数値を示す。
Table 3 shows each numerical value such as the optical arrangement of the incident optical system L, and Table 4 shows each numerical value such as the optical arrangement of the
表3における「主走査断面内入射角γ」は、主走査断面内において入射光学系Lから出射して偏向面51に入射する主光線と結像光学系6の光軸との成す角を示している。また、表4における「主走査断面内入射角γ´」及び「副走査断面内入射角α´」の夫々は、主走査断面内及び副走査断面内の夫々における、偏向面51にて偏向され受光部8に向かう主光線と結像光学系6の光軸との成す角を示している。本実施例においては、γ=γ´であり、かつα=−α´である。
The “incident angle γ in the main scanning cross section” in Table 3 indicates the angle formed by the main ray emitted from the incident optical system L and incident on the
図3(a)に示すように、入射光学系Lにより偏向器5の偏向面51に導光された入射光束LLは、主走査断面内において偏向面51が特定の偏向角になったときに、入射光学系Lの側に向けて偏向される。ここで、入射光学系Lは、副走査断面内において偏向面51に対して3°の入射角で入射光束LLを斜入射させているため、偏向面51に入射した入射光束LLは、入射光学系Lに戻らずにその下方へ偏向される。そして、本実施例では、入射光学系L及び受光部8の主走査断面内入射角が互いに同じになるように、夫々が副走査方向に並べて配置されているため、偏向面51により偏向された光束は同期検知光束DLとして受光部8に入射する。
As shown in FIG. 3A, the incident luminous flux LL guided to the
このように、本実施例では、入射光学系Lを斜入射系とすることにより、入射光学系Lと受光部8とを副走査方向に並べて配置することを可能にしている。ここで、本実施例においては、α=3°、β=0°であるため、上述した条件式(1)乃至(5)を満足している。これにより、主走査断面内において、受光部8を配置するためのスペースを縮小することができ、結果として偏向器5の走査画角を広角化することができるため、結像光学系6と被走査面7との距離を短縮することが可能になる。
As described above, in this embodiment, the incident optical system L is an oblique incident system, so that the incident optical system L and the
特に、本実施例のように、主走査断面内において入射光束LLと同期検知光束DLとが一致するように構成することにより、装置全体のより十分なコンパクト化を実現することが可能になる。ここでの「一致」とは、主走査断面内において入射光束LL及び同期検知光束DLの両光束の主光線が厳密に一致している場合だけでなく、両光束が全光路に渡り重なっている場合など、「略一致」する場合も含んでいる。ただし、入射光束LL及び同期検知光束DLの両光束の主光線が一致していることがより好ましい。 In particular, by configuring the incident luminous flux LL and the synchronous detection luminous flux DL to match in the main scanning cross section as in the present embodiment, it is possible to realize a more sufficient compactification of the entire apparatus. The term "match" here means not only when the main rays of the incident light flux LL and the synchronous detection light flux DL are exactly the same in the main scanning cross section, but also when both light fluxes overlap over the entire optical path. It also includes cases such as cases where there is a "substantial match". However, it is more preferable that the main rays of both the incident luminous flux LL and the synchronous detection luminous flux DL are the same.
また、上記構成を採ることにより、入射光学系L及び受光部8をより結像光学系6に近い位置に配置することができる。これにより、被走査面7の有効領域を光走査する有効光束と同期検知用の光束DLとの誤差を小さくすることができるため、同期検知をより高精度に行うことが可能になる。このとき、特許文献2に記載の構成のように、結像光学系6を介して光束DLを検知する必要は無いため、結像光学系6をコンパクト化することができる。
Further, by adopting the above configuration, the incident optical system L and the
なお、本実施例では、部品点数の削減のために集光レンズ3(第1の光学素子)と同期検知レンズ81(第2の光学素子)とを一体的に成形(一体化)しているが、必要に応じて夫々を分離して配置してもよい。また、本実施例では、光源1とセンサ82とを同一基板上に実装することにより、部品点数を削減しつつ、夫々の相対位置のずれを抑制している。この構成を採った場合、光源1から偏向面51に至る光路長と偏向面51から同期検知センサ82に至る光路長とは略同じになる。
In this embodiment, the condenser lens 3 (first optical element) and the synchronization detection lens 81 (second optical element) are integrally molded (integrated) in order to reduce the number of parts. However, if necessary, they may be arranged separately. Further, in this embodiment, by mounting the
本実施例において、光源1から偏向面51に至る光路長は47mmであるため、光源1と同期検知センサ82との中心同士の副走査方向における離間距離は(47mm×sin(3°))×2=4.9mmとなる。そして、図3(b)において、光源1は直径4mmの円形状であり、センサ82は主走査方向の長さが3mmで副走査方向の長さが4mmの長方形状である。よって、入射光学系L及び受光部8の主走査断面内入射角が互いに同じになる構成を採ったとしても、光源1とセンサ82との干渉は発生しない。
In this embodiment, since the optical path length from the
ここで、本実施例では、主走査断面内において、入射光学系L(光源1)から偏向面51に至る光路及び偏向面51から受光部8(センサ82)に至る光路には、光束の主光線を屈折させる部材及び反射させる部材が配置されていない。すなわち、特許文献1及び2に記載されているような光束分離素子やミラーなどの部材が配置されていないため、これらの部材の配置誤差などの影響を受けることがなくなり、かつ各部材を干渉しないように配置するためのスペースが不要になる。
Here, in the present embodiment, in the main scanning cross section, the optical path from the incident optical system L (light source 1) to the
以上、本実施例に係る光走査装置200によれば、簡易な構成で高精度な同期検知及びコンパクト化を実現することができる。
As described above, according to the
[実施例2]
以下、本発明の実施例2に係る光走査装置300について詳細に説明する。本実施例に係る光走査装置300は、実施例1に係る光走査装置200とは異なり、2つの光源から出射した光束により、互いに異なる2つの被走査面の夫々を光走査する構成を採っている。
[Example 2]
Hereinafter, the
図5(a)は、本実施例に係る光走査装置300の主走査断面を、図5(b)は、入射光学系L1、L2及び受光部8を拡大して模式的に示している。また、図6は、光走査装置300の副走査断面を模式的に示している。なお、図5(a)では、偏向面51から被走査面71、72に至る各光路における反射部材M1〜M3を省略し、各光路を展開して示している。また、図5(b)では、光源12から出射する主光線以外の光線、及び一部の部材を省略している。
FIG. 5A schematically shows the main scanning cross section of the
本実施例において、第1の入射光学系L1及び第2の入射光学系L2は、互いに異なる第1の被走査面71及び第2の被走査面72の夫々に対応する光束を、同一の偏向面51に導光している。第1の入射光学系L1は、光源11、コリメータレンズ31、シリンダレンズ41、及び開口絞り21を含み、第2の入射光学系L2は、光源12、コリメータレンズ32、シリンダレンズ42、及び開口絞り22を含んでいる。なお、本実施例では、シリンダレンズ41、42を一体化しているが、必要に応じて夫々を分離して配置してもよい。また、コリメータレンズ31、32を一体化してもよい。
In this embodiment, the first incident optical system L1 and the second incident optical system L2 deflect the light fluxes corresponding to the first scanned
本実施例において、光源11、12の夫々は半導体レーザである。コリメータレンズ31、32の夫々は、主走査断面内と副走査断面内とで同じ屈折力を有しており、光源11、12から出射した発散光束の夫々を、主走査断面内及び副走査断面内において平行光束に変換している。シリンダレンズ41、42の夫々は、コリメータレンズ31、32から出射した光束の夫々を副走査断面内において収束光束に変換している。また、開口絞り21、22の夫々は、シリンダレンズ41、42から出射した光束の夫々を規制して形状を成形している。
In this embodiment, each of the
本実施例に係る結像光学系6は、実施例1とは異なり、偏向面51から被走査面71、72に至る各光路において、第1の結像レンズ61及び第2の結像レンズ62の2つの結像レンズを有している。本実施例においては、第1の結像レンズ61を各光路において一体化(共有)している。結像レンズ61、62の夫々は、同じプラスチック材料から成るアナモフィックレンズである。第1の結像レンズ61は、光軸上において、主走査断面内では正のパワーを有し、副走査断面内ではパワーを有していない。また、第2の結像レンズ62は、光軸上において、主走査断面内では負のパワーを有し、副走査断面内では正のパワーを有している。
Unlike the first embodiment, the imaging
第1の結像レンズ61と被走査面71、72との間には、光束を折り曲げて各被走査面に導光する反射部材M1〜M3と、光走査装置300の内部への塵埃の侵入を防ぐための防塵ガラス91、92と、が配置されている。なお、各光路における反射部材の枚数や配置は、図6に示したものに限られない。また、必要に応じて、第1の結像レンズ61を別体化して各光路の夫々に配置してもよいし、第2の結像レンズ62を各光路において一体化してもよい。
Between the
本実施例に係る光走査装置300において、第1の入射光学系L1及び第2の入射光学系L2からの光束は、同一の偏向面51における同じ位置で反射され、被走査面71、72の夫々の主走査方向において互いに対応する位置に同時に入射している。すなわち、光源11及び光源12の夫々から出射した光束による書き出しタイミングは、互いに等しくなっている。ただし、必要に応じて、偏向面51における各光束の入射位置や、各被走査面における書き出しタイミングを、互いに異ならせてもよい。
In the
実施例1と同様に、表5に、本実施例に係る結像光学系の光学配置などの各数値を示し、表6に、本実施例に係る結像レンズのレンズ面形状を示す。なお、表5に示される各値は、2つの光路において共通である。また、結像レンズ61、62の夫々の各レンズ面の形状は、実施例1で示したものと同じ定義式で表される。
Similar to the first embodiment, Table 5 shows each numerical value such as the optical arrangement of the imaging optical system according to the present embodiment, and Table 6 shows the lens surface shape of the imaging lens according to the present embodiment. The values shown in Table 5 are common to the two optical paths. Further, the shape of each lens surface of the
次に、本実施例に係る入射光学系L1、L2及び受光部8の構成について詳細に説明する。図7は、入射光学系L1、L2及び受光部8の要部概略図であり、図7(a)は副走査断面を、図7(b)は光源とセンサとを有するモジュールの正面を模式的に示している。実施例1と同様に、表7に入射光学系L1、L2の光学配置などの各数値を示し、表8に受光部8の光学配置などの各数値を示す。なお、表7に示される各値は、各断面内での入射角以外については入射光学系L1、L2において共通である。
Next, the configurations of the incident optical systems L1 and L2 and the
本実施例に係る入射光学系L1、L2は、副走査断面内において偏向面51に対して夫々±2.2°の入射角で光束を斜入射させている。これにより、入射光学系L1、L2の夫々から出射する光束を互いに分離して導光し、互いに異なる被走査面71、72の夫々を光走査することが可能になる。このとき、本実施例のように、入射光学系L1、L2の夫々の副走査断面内入射角の絶対値が互いに等しくなるように構成することにより、各光路で同じ光学部材を採用することが可能になる。また、入射光学系L1、L2の夫々は、主走査断面内においては、偏向面51に対して78°、84°の入射角で光束を斜入射させている。
In the incident optical systems L1 and L2 according to the present embodiment, the luminous flux is obliquely incident on the
このように、入射光学系L1、L2の夫々を、主走査断面内入射角が互いに異なるように配置することで、図7に示すように、光源11と光源12との干渉を避けつつ、夫々の副走査方向における間隔を小さくすることができる。また、この構成によれば、入射光学系L1、L2の副走査断面内入射角を極力小さくすることができるため、偏向器5における各偏向面の偏心や倒れにばらつきが生じた場合でも、被走査面上での走査線のピッチムラの発生を抑制することが可能になる。
By arranging the incident optical systems L1 and L2 so that the incident angles in the main scanning cross section are different from each other in this way, as shown in FIG. 7, while avoiding interference between the
そして、図5(b)及び図7(a)に示すように、入射光学系L1により偏向器5の偏向面51に導光された入射光束LL1は、ある偏向角において光束DLとして受光部8に入射する。このとき、入射光学系L1を副走査断面内において斜入射系としたことにより、入射光学系L1と受光部8とを近づけて配置することができる。具体的に、本実施例においては、α1=2.2°、β=1.5°であるため、上述した条件式(1)乃至(5)を満足している。これにより、主走査断面内において、受光部8を配置するためのスペースを縮小することができる。
Then, as shown in FIGS. 5 (b) and 7 (a), the incident light flux LL1 guided to the
また、本実施例において、入射光学系L1の主走査断面内入射角は78°、受光部8の主走査断面内入射角は76.5°、であり、図5に示すように、センサ82は光源11よりも走査下流側(偏向器5の回転方向の下流側)に配置されている。これにより、センサ82を光源11の上流側に配置する場合と比較して、被走査面上での主走査方向における書出し位置により近い位置で同期検知することができるため、検知誤差を小さくすることができる。また、偏向面51にて光束DLが蹴られることを防ぐことができる。
Further, in this embodiment, the incident angle in the main scanning cross section of the incident optical system L1 is 78 °, and the incident angle in the main scanning cross section of the
ここで、本実施例において、光源11から偏向面51に至る光路長は166mmである。よって、光源11と同期検知センサ82との中心同士の副走査方向における離間距離は√(((166mm×sin(2.2°))×2)^2+(166mm×sin(1.5°)^2))=13.5mmとなる。そして、光源11及びセンサ82のサイズは実施例1と同様であるため、図7(b)に示すように、光源12とセンサ82との干渉は発生しない。
Here, in this embodiment, the optical path length from the
なお、必要に応じて、実施例1と同様に、入射光学系L2及び受光部8の主走査断面内入射角が互いに同じになるように、光源12及びセンサ82を副走査方向に並べて配置してもよい。本実施例においては、部品点数の削減するために、シリンダレンズ41、42及び同期検知レンズ81を一体的に成形しているが、必要に応じて夫々を分離して配置してもよい。
If necessary, the
本実施例においては、受光部8により光源11からの光束を受光して生成される同期信号に基づいて、第1の被走査面71及び第2の被走査面72の夫々における書き出しタイミングを決定しているが、これに限られるものではない。例えば、受光部8により光源12からの光束を受光して生成される同期信号に基づいて、各被走査面における書き出しタイミングを決定してもよい。あるいは、受光部8により光源11及び光源12の夫々からの光束を受光して生成される同期信号の夫々に基づいて、対応する被走査面における書き出しタイミングを決定してもよい。
In this embodiment, the writing timing on each of the first scanned
また、本実施例に係る光走査装置300において、図5(a)及び図6に示す偏向器5以外の各部材を、偏向器5に対して反対側にもう1組配置(対向配置)してもよい。これにより、1つの偏向面51により2つの被走査面を光走査するのと同時に、他の偏向面により他の2つの被走査面を光走査することが可能な、タンデム型の光走査装置を構成することができる。このとき、受光部8により4つの光源のうち少なくとも1つからの光束を受光して生成される同期信号に基づいて、4つの被走査面の夫々における書き出しタイミングを決定することができる。
Further, in the
[実施例3]
以下、本発明の実施例3に係る光走査装置700について詳細に説明する。図8は、本実施例に係る光走査装置700の要部概略図(主走査断面図)である。また、図9は、光走査装置700が有する入射光学系Lの要部概略図(副走査断面図)である。なお、図9では、入射光学系Lの光軸方向が図8における結像光学系6の光軸方向(X方向)に一致するように光路を展開し、マージナル光線を省略して主光線のみを示している。
[Example 3]
Hereinafter, the
なお、本実施例に係る光走査装置700の構成は、上述した実施例1に係る構成と同様である。すなわち、本実施例に係る入射光学系Lの光学配置などの各数値は、実施例1に係る表3に示したものと同様である。また、本実施例に係る結像光学系6の光学配置などの各数値や、結像レンズの各レンズ面の形状データは、実施例1に係る表1及び2に示したものと同様である。ただし、図8では、便宜的に受光部8を省略している。
The configuration of the
本実施例に係る入射光学系Lは、主走査断面内(XY断面内)においては、光源1からの光束を被走査領域(被走査面7を光走査する走査光束が通過する領域)の外側から偏向面51に入射させている。また、入射光学系Lは、副走査断面内(ZX断面内)においては、光源1からの光束を偏向面51に斜入射(主走査断面に対して斜めから入射)させる斜入射系である。これにより、偏向面51にて偏向された光束が光源1に戻ってくることを回避することができる。
In the main scanning cross section (inside the XY cross section), the incident optical system L according to the present embodiment is outside the region to be scanned (the region through which the scanning light flux for light scanning the surface to be scanned 7 passes) for the light flux from the
よって、偏向面51にて偏向された光束が主走査断面内において光源1に正対するタイミング、すなわち、主走査断面内において入射光学系Lからの光束が偏向面51に垂直入射(正対入射)する前後のタイミングにも、光源1を発光させることが可能になる。そして、そのタイミングに光源1から出射する光束を光検出部(受光部)15により受光することで、光検出部15から出力された検出信号に基づいて光量制御を行うことができる。
Therefore, the timing at which the luminous flux deflected by the
このように、光走査装置700によれば、従来の構成においては偏向面で反射された光束が光源に戻ってくるタイミングにも光源1を発光させることにより、光量の検出及び制御の時間を十分に確保することができ、高精度な光量制御を行うことが可能になる。
As described above, according to the
本実施例に係る光源1は、端面発光型レーザとしての半導体レーザであり、偏向器5に向けてフロント光束を射出するのと同時に、基板の裏側から偏向器5とは反対側に向けてリア光束を射出している。本実施例では、フロント光束を走査光束(被走査面7を光走査して像を形成するための光束)として用い、リア光束を光量制御のための検出用光束として用いている。
The
次に、本実施例に係る光走査装置700における光量制御について詳細に説明する。
Next, the light amount control in the
光走査装置700では、光源1から出射する光束を光検出部15により検出し、得られた検出信号を光源1の駆動回路にフィードバックすることで、光源1から出射する光束の強度を自動制御する方法(オートパワーコントロール:APC)を採用している。これにより、光源1の出力(発光光量)が常に設計値と等しくなるように制御することができるため、温度変化に依らず安定した画像形成を行うことが可能になる。
In the
上述したように、本実施例では光源1として端面発光型レーザを用いており、そのレーザパッケージ内に配置された光検出部15としてのフォトディテクタ(光量検出素子)により、レーザ基板の裏側から出射するリア光束を検出する構成を採っている。そして、光検出部15から出力される検出信号に基づいて、光量制御部(APCユニット)13により光量制御を行っている。なお、光量制御部13としては、CPUやMPUなどのプロセッサを採用することができる。
As described above, in this embodiment, an end face emitting laser is used as the
図9に示すように、光源1から出射して偏向面51に入射する入射光束(フロント光束)LLは、主走査断面内において偏向面51が特定の偏向角になったときに、入射光学系Lの側に向けて偏向される。ここで、入射光学系Lは、副走査断面内において偏向面51に対して3°の入射角で入射光束LLを斜入射させているため、偏向面51で偏向された偏向光束DLは、入射光学系Lに戻らずにその下方へ偏向され、不図示の遮光部で遮光される。
As shown in FIG. 9, the incident luminous flux (front luminous flux) LL emitted from the
このように、本実施例では、入射光学系Lを斜入射系とすることにより、偏向光束DLが光源1に戻ってきて光量制御の精度が低下してしまうことを回避することができる。よって、主走査断面内において入射光束LLが偏向面51に垂直入射する前後のタイミング、すなわち、入射光束LL及び偏向光束DL(入射光学系Lの光軸及び偏向面51の面法線)が互いに重なる前後のタイミングにも、光源1を発光させることが可能になる。
As described above, in this embodiment, by using the incident optical system L as the oblique incident system, it is possible to prevent the deflected luminous flux DL from returning to the
図10は、光源の発光タイミングを表すタイムチャートであり、図10の上図は比較例に係るタイムチャートを示し、図10の下図は本実施例に係るタイムチャートを示している。なお、比較例では、入射光学系が斜入射系ではない従来の光走査装置において光量制御を行う場合を想定している。図10に示すように、光量制御は、被走査面における被走査領域(有効走査領域)に光束が到達する前に行う必要がある。これは、光束が被走査領域を通過している間に光量制御を行うと、光量の変化により形成画像の濃度が不均一になってしまうためである。 FIG. 10 is a time chart showing the light emission timing of the light source, the upper figure of FIG. 10 shows the time chart according to the comparative example, and the lower figure of FIG. 10 shows the time chart according to the present embodiment. In the comparative example, it is assumed that the light intensity is controlled by a conventional optical scanning apparatus in which the incident optical system is not the oblique incident system. As shown in FIG. 10, the light intensity control needs to be performed before the light flux reaches the scanned region (effective scanning region) on the scanned surface. This is because if the light amount is controlled while the luminous flux passes through the area to be scanned, the density of the formed image becomes non-uniform due to the change in the light amount.
比較例においては、図10の上図に示すように、偏向面で反射された光束が光源に戻ってきてしまうタイミング(偏向面に光束が垂直入射する前後のタイミング)では、光源の発光を停止する必要がある。よって、光量の検出及び制御の時間を十分に確保することができず、かつ、そのタイミングの前後で光量の検出及び制御の時間が分断されて不連続になってしまうため、高精度な光量制御が困難になる。 In the comparative example, as shown in the upper figure of FIG. 10, the light source stops emitting light at the timing when the light flux reflected by the deflection surface returns to the light source (the timing before and after the light flux is vertically incident on the deflection surface). There is a need to. Therefore, it is not possible to secure a sufficient time for detecting and controlling the amount of light, and the time for detecting and controlling the amount of light is divided before and after that timing, resulting in discontinuity. Therefore, highly accurate light amount control Becomes difficult.
対して、本実施例においては、図10の下図に示すように、偏向面に光束が垂直入射する前後のタイミングにも光源を発光させることができる。よって、偏向面に光束が垂直入射するタイミングの前からそのタイミングの後にかけて、光量の検出及び制御を連続的に十分な時間行うことが可能になる。 On the other hand, in this embodiment, as shown in the lower figure of FIG. 10, the light source can be made to emit light at the timing before and after the light flux is vertically incident on the deflection surface. Therefore, it is possible to continuously detect and control the amount of light for a sufficiently sufficient time from before the timing at which the luminous flux is vertically incident on the deflection surface to after that timing.
[実施例4]
以下、本発明の実施例4に係る光走査装置800について詳細に説明する。本実施例に係る光走査装置800は、実施例3に係る光走査装置700とは異なり、同期検知部8を備え、光量制御及び同期検知を同時に行うことができる構成を採っている。図11は、光走査装置800が有する入射光学系L及び同期検知部8の要部概略図であり、図11の上図は副走査断面図を示し、図11の下図は正面図を示している。なお、光走査装置800の構成は、同期検知部8以外については光走査装置700の構成と同様である。
[Example 4]
Hereinafter, the optical scanning apparatus 800 according to the fourth embodiment of the present invention will be described in detail. Unlike the
本実施例に係る同期検知部8は、偏向面51にて偏向された偏向光束DLを導光及び集光する同期検知レンズ(同期検知光学素子)81と、同期検知レンズ81からの光束を受光して同期信号を生成する同期検知センサ(同期検知受光素子)82と、を有する。本実施例では、この同期検知センサ82から出力された同期信号に基づいて、同期制御部14により被走査面7での主走査方向における書き出し位置を決定している。
The
図11の上図に示すように、本実施例では、部品点数の削減のために集光レンズ3(第1の光学素子)と同期検知レンズ81(第2の光学素子)とを一体的に成形(一体化)しているが、必要に応じて夫々を分離して配置してもよい。また、本実施例では、光源1と同期検知センサ82とを同一基板上に実装することにより、部品点数を削減しつつ、夫々の相対位置のずれを抑制している。なお、本実施例に係る同期検知部8の光学配置などの各数値は、実施例1に係る表4に示したものと同様である。
As shown in the upper part of FIG. 11, in this embodiment, the condenser lens 3 (first optical element) and the synchronization detection lens 81 (second optical element) are integrally integrated in order to reduce the number of parts. Although they are molded (integrated), they may be arranged separately if necessary. Further, in this embodiment, by mounting the
図11の上図に示すように、光源1から出射して偏向面51に入射する入射光束LLは、ある偏向角において入射光学系Lの下方に向けて偏向される。そして、図11の下図に示すように、本実施例では、入射光学系L及び同期検知部8の副走査断面内入射角が互いに同じになるように、夫々が副走査方向に並べて配置されているため、偏向光束DLは同期検知部8に入射する。
As shown in the upper part of FIG. 11, the incident luminous flux LL emitted from the
このように、本実施例によれば、光源1から出射するリア光束を用いた光量制御と同時に、光源1から出射するフロント光束を用いた同期検知を行うことができる。このとき、入射光学系Lを斜入射系としたことにより、主走査断面内において入射光束LLが偏向面51に垂直入射する前後のタイミングにも、光量制御及び同期検知を行うことが可能になる。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to perform synchronous detection using the front luminous flux emitted from the
さらに、入射光学系Lと同期検知部8とを副走査方向に並べて配置したことにより、主走査断面内において、同期検知部8を配置するためのスペースを縮小することができる。この結果、偏向器5の走査画角を広角化することができるため、結像光学系6と被走査面7との距離を短縮することができ、装置全体を小型化することが可能になる。また、上記構成を採ることにより、入射光学系L及び同期検知部8をより結像光学系6に近い位置に配置することができるため、走査光束と偏向光束DLとの誤差を小さくすることができ、同期検知を高精度に行うことが可能になる。
Further, by arranging the incident optical system L and the
ここで、装置全体を十分に小型化するためには、本実施例のように、主走査断面内において光源1と同期検知センサ82とが重なるように、すなわち入射光束LLと偏向光束DLとが一致するように構成することが好ましい。なお、ここでの「一致」とは、主走査断面内において入射光束LL及び偏向光束DLの両光束の主光線が厳密に一致している場合だけでなく、両光束が全光路に渡り重なっている場合など、「略一致」する場合も含んでいる。ただし、この構成に限らず、必要に応じて光源1と同期検知センサ82とを主走査断面内においてずらして配置してもよい。
Here, in order to sufficiently reduce the size of the entire device, as in this embodiment, the
[実施例5]
以下、本発明の実施例5に係る光走査装置900について詳細に説明する。本実施例に係る光走査装置900は、実施例3に係る光走査装置700とは異なり、光源16として面発光型レーザを採用し、光分離素子9により分離した光束を用いて光量制御を行っている。図12は、本実施例に係る光走査装置900の要部概略図(主走査断面図)であり、図13は、光走査装置900が有する入射光学系Lの要部概略図(副走査断面図)である。
[Example 5]
Hereinafter, the
光源1として面発光型レーザを用いた場合、端面発光型レーザのように基板の裏側からリア光束が出射することはないため、光量制御を行うためには、面発光型レーザから偏向面51に向かって出射した光束を分離して検出する必要がある。そこで、本実施例では、集光レンズ3と偏向面51との間の光路中に光分離素子9としてのハーフミラーを配置し、光源1からの光束を、偏向面51に向かう光束(透過光束)と光検出部15に向かう光束(反射光束)とに分離している。これにより、光検出部15によって常に光量を検出することができるため、高精度な光量制御を行うことが可能になる。
When a surface emitting laser is used as the
なお、本実施例では、光分離素子9からの反射光束を光検出部15の受光面に集光するための集光レンズ10を設けているが、必要に応じて、集光レンズ3と集光レンズ10とを一体的に形成してもよい。また、光分離素子9としては、ハーフミラーに限らず、必要に応じて、透過光束及び反射光束の強度が互いに異なるビームスプリッタや、入射面と出射面とが非平行であるクサビ形状のプリズム(ウエッジプリズム)などを用いてもよい。また、本実施例においても、実施例4と同様に、光源1及び光検出部15が実装されている基板上に同期検知センサを設けることで、光量制御及び同期検知を同時に行うことができるようにしてもよい。
In this embodiment, the
[画像形成装置]
図8は、本発明の実施形態に係る画像形成装置600の要部概略図(ZX断面図)である。画像形成装置600は、光走査装置500により並行して4つの感光ドラム(感光体)の感光面(被走査面)に画像情報を記録する、タンデムタイプのカラー画像形成装置である。
[Image forming device]
FIG. 8 is a schematic view (ZX sectional view) of a main part of the
画像形成装置600は、プリンタコントローラ530と、光走査装置500と、像担持体としての感光ドラム210、220、230、240と、現像器310、320、330、340と、搬送ベルト510と、定着器540とを備えている。光走査装置500としては、実施例1に係る光走査装置を4つ備える構成や、実施例2に係る光走査装置を2つ備える構成を採用することができる。このとき、光走査装置500は、主走査方向が図8中のY軸方向に、副走査方向が感光ドラム210〜240の夫々の回転方向(周方向)に一致するように配置される。
The
図8に示すように、パーソナルコンピュータ等の外部機器520からは、R(レッド)、G(グリーン)、B(ブルー)の各色信号が出力される。各色信号は、プリンタコントローラ530によってY(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、K(ブラック)の各画像データ(ドットデータ)に変換され、光走査装置500に入力される。なお、プリンタコントローラ530は、前述した信号の変換だけでなく、後述するモータなどの画像形成装置600における各部の制御を行う。
As shown in FIG. 8, each color signal of R (red), G (green), and B (blue) is output from the
光走査装置500は、各画像データに応じて変調された光束410、420、430、440の夫々によって、感光ドラム210〜240の感光面を主走査方向(Y方向)に光走査する。感光ドラム210〜240の夫々は、不図示のモータによって時計回りに回転させられ、この回転に伴って各感光面が光束410〜440に対して副走査方向(周方向)に移動する。光束410〜440の夫々により、不図示の帯電ローラにより帯電させられた各感光面が露光されることで、各感光面上に静電潜像が形成される。
The
その後、感光ドラム210〜240の各感光面上に形成された各色の静電潜像は、現像器310〜340の夫々によって各色のトナー像として現像される。そして、各色のトナー像は、不図示の転写器によって、搬送ベルト510により搬送されてきた被転写材に多重転写された後、定着器540によって定着させられる。以上の工程により、1枚のフルカラー画像が形成される。
After that, the electrostatic latent image of each color formed on each photosensitive surface of the
なお、光走査装置500としては、少なくとも各実施例に係る入射光学系及び受光部を備えた構成であればよく、例えば1つの偏向器により4つの被走査面を光走査するタンデム型の光走査装置を採用してよい。また、例えばCCDセンサやCMOSセンサ等のラインセンサを備えたカラー画像読取装置を、外部機器520として画像形成装置600に接続することにより、カラーデジタル複写機を構成してもよい。
The
[変形例]
以上、本発明の好ましい実施形態及び実施例について説明したが、本発明はこれらの実施形態及び実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の組合せ、変形及び変更が可能である。
[Modification example]
Although the preferred embodiments and examples of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments and examples, and various combinations, modifications and modifications can be made within the scope of the gist thereof.
例えば、上述した実施例1乃至4では、光源として1つの発光点のみを有する半導体レーザを採用しているが、これに限られるものではない。必要に応じて、複数の発光点を有するモノリシックマルチビームレーザを採用することにより、被走査面における画像形成を高速に行うことができる構成を採ってもよい。複数の発光点を有するレーザとしては、垂直共振器型面発光レーザ(VCSEL)などを採用することができる。なお、実施例5においてVCSELを採用してもよい。また、結像光学系を構成する結像光学素子の数、材料、及び形状については、光走査装置の構成に応じて変更してもよい。 For example, in Examples 1 to 4 described above, a semiconductor laser having only one light emitting point is adopted as a light source, but the present invention is not limited to this. If necessary, a monolithic multi-beam laser having a plurality of light emitting points may be adopted to adopt a configuration capable of forming an image on the surface to be scanned at high speed. As a laser having a plurality of light emitting points, a vertical resonator type surface emitting laser (VCSEL) or the like can be adopted. In addition, VCSEL may be adopted in Example 5. Further, the number, materials, and shapes of the imaging optical elements constituting the imaging optical system may be changed according to the configuration of the optical scanning apparatus.
実施例2においては、1つの偏向面で2つの被走査面を光走査しているが、これに限らず、3つ以上の入射光学系からの光を1つの偏向面により偏向して3つ以上の被走査面を光走査するように構成してもよい。あるいは、複数の偏向面により複数の被走査面を光走査する構成を採ってもよい。入射光学系を複数備える構成を採る場合は、実施例1と同様に、各光路における光学素子や開口絞りなどの部材を一体化してもよい。 In the second embodiment, two planes to be scanned are light-scanned by one deflection plane, but the present invention is not limited to this, and light from three or more incident optical systems is deflected by one deflection plane to three. The surface to be scanned may be configured to lightly scan. Alternatively, a configuration may be adopted in which a plurality of scanned surfaces are lightly scanned by a plurality of deflection surfaces. When a configuration including a plurality of incident optical systems is adopted, members such as an optical element and an aperture diaphragm in each optical path may be integrated as in the first embodiment.
また、偏向面から複数の被走査面に至る夫々の光路において、結像レンズを個別に配置してもよいし、結像レンズを一体化して光路同士で共有するように構成してもよい。さらに、実施例2においては、1つの光源に対応する1つの受光部のみを設け、その同期信号を用いて複数の光源の発光タイミングを制御しているが、複数の光源の夫々に対応する複数の受光部を設けてもよい。また、複数の発光点を有する光源を採用する場合は、1つの発光点からの光束のみを検知して得られた同期信号に基づいて他の発光点の発光タイミングを制御してもよいし、各発光点からの光束を個々に検知して制御を行ってもよい。 Further, the imaging lenses may be individually arranged in each optical path from the deflection surface to the plurality of scanned surfaces, or the imaging lenses may be integrated and shared by the optical paths. Further, in the second embodiment, only one light receiving unit corresponding to one light source is provided, and the emission timing of the plurality of light sources is controlled by using the synchronization signal, but the plurality of light sources corresponding to each of the plurality of light sources is controlled. The light receiving portion of the above may be provided. Further, when a light source having a plurality of light emitting points is adopted, the light emitting timing of the other light emitting points may be controlled based on the synchronization signal obtained by detecting only the luminous flux from one light emitting point. The luminous flux from each light emitting point may be individually detected and controlled.
なお、上述した実施例1及び2では、被走査面での主走査方向における書き出し位置を決定する制御回路が、光走査装置内に搭載されている構成について説明したが、これに限らず、この制御回路を画像形成装置内ではあるが光走査装置外に搭載してもよい。この場合、画像形成装置が備えるプリンタコントローラに制御回路を設けてもよい。 In the above-described first and second embodiments, the configuration in which the control circuit for determining the writing position in the main scanning direction on the surface to be scanned is mounted in the optical scanning device has been described, but the present invention is not limited to this. The control circuit may be mounted inside the image forming apparatus but outside the optical scanning apparatus. In this case, a control circuit may be provided in the printer controller included in the image forming apparatus.
マルチビームレーザを採用した場合、複数の発光点の全ての光量制御を同時に行うことはできないため、複数の光束の夫々を順次検出して各発光点の光量制御を行う必要がある。よって、上述した比較例にマルチビームレーザを適用した場合、一走査内での光量の検出及び制御の時間を十分に確保することができないため、全ての発光点の光量制御を終えるまでに何回も光走査を行う必要があり、光量制御の合計時間が長くなってしまう。対して、実施例3乃至5にマルチビームレーザを適用した場合、一走査内での光量制御の時間を十分に確保することができるため、光量制御の合計時間を短縮することが可能になる。 When a multi-beam laser is adopted, it is not possible to control all the light quantities of a plurality of light emitting points at the same time. Therefore, it is necessary to sequentially detect each of the plurality of luminous fluxes and control the light quantity of each light emitting point. Therefore, when the multi-beam laser is applied to the above-mentioned comparative example, it is not possible to secure a sufficient time for detecting and controlling the amount of light in one scan, so how many times it takes to finish controlling the amount of light at all the light emitting points. It is also necessary to perform optical scanning, which increases the total time for controlling the amount of light. On the other hand, when the multi-beam laser is applied to Examples 3 to 5, it is possible to secure a sufficient time for controlling the amount of light within one scan, so that the total time for controlling the amount of light can be shortened.
また、実施例3及び4では、端面発光型レーザから出射するリア光束を検出して光量制御を行っているが、必要に応じて、フロント光束を検出して光量制御を行うように構成してもよい。その際、例えば、実施例3において、実施例4に係る同期検知センサが配置されている位置に光検出部を設けてもよいし、実施例4において、同期検知センサと隣接するように同一の基板上に光検出部を設けてもよい。あるいは、実施例5のように、フロント光束を光分離素子により分離して検出するようにしてもよい。また、実施例3乃至5において光検出部を同期検知センサとして用い、光検出部からの信号に基づいて同期検知を行ってもよいし、1つの光検出部により光量検出及び同期検知を同時に行ってもよい。 Further, in Examples 3 and 4, the rear luminous flux emitted from the end face emitting laser is detected to control the light amount, but if necessary, the front luminous flux is detected and the light amount is controlled. May be good. At that time, for example, in the third embodiment, the optical detection unit may be provided at the position where the synchronization detection sensor according to the fourth embodiment is arranged, or in the fourth embodiment, the same as the synchronization detection sensor so as to be adjacent to the same. A photodetector may be provided on the substrate. Alternatively, as in the fifth embodiment, the front luminous flux may be separated and detected by an optical separation element. Further, in Examples 3 to 5, the photodetector may be used as a synchronization detection sensor to perform synchronization detection based on a signal from the photodetector, or light amount detection and synchronization detection may be simultaneously performed by one photodetector. You may.
実施例3乃至5において、光源の発光タイミング制御は、光源の内部に設けられた制御部により行うようにしてもよいし、外部に設けられた制御部により行うようにしてもよい。また、光量制御部及び同期制御部は、光走査装置の内部に配置されていてもよいし、画像形成装置の内部に配置されていてもよい。このとき、1つの制御部により光量制御、同期制御、光源の発光タイミング制御、の少なくとも1つを行うように構成してもよい。 In Examples 3 to 5, the light emission timing control of the light source may be performed by a control unit provided inside the light source, or may be performed by a control unit provided outside. Further, the light amount control unit and the synchronous control unit may be arranged inside the optical scanning device or may be arranged inside the image forming device. At this time, one control unit may be configured to perform at least one of light quantity control, synchronization control, and light emission timing control of the light source.
なお、実施例3乃至5においては、1つの光源からの光束により1つの被走査面を光走査しているが、これに限らず、複数の光源からの光束により複数の被走査面を光走査する構成を採用してもよい。このとき、1つの偏向面で同時に複数の光束を偏向する構成を採ってもよいし、複数の偏向面により複数の光束を偏向する構成を採ってもよい。このとき、偏向面から複数の被走査面に至る夫々の光路において、結像レンズを個別に配置してもよいし、結像レンズを一体化して光路同士で共有するように構成してもよい。 In Examples 3 to 5, one surface to be scanned is lightly scanned by a light flux from one light source, but the present invention is not limited to this, and a plurality of surfaces to be scanned are lightly scanned by light fluxes from a plurality of light sources. The configuration may be adopted. At this time, a configuration in which a plurality of light fluxes are deflected simultaneously by one deflection surface may be adopted, or a configuration in which a plurality of light fluxes are deflected by a plurality of deflection surfaces may be adopted. At this time, the imaging lenses may be individually arranged in each optical path from the deflection surface to the plurality of scanned surfaces, or the imaging lenses may be integrated and shared by the optical paths. ..
5 偏向器
7 被走査面
51 偏向面
L 入射光学系
8 受光部
100 光走査装置
5
Claims (28)
副走査断面内において前記偏向器の第1の偏向面に光束を斜入射させる入射光学系と、
fθ特性を有し、前記第1の偏向面にて偏向された光束を前記被走査面に導く結像光学系と、
前記第1の偏向面にて偏向された光束を受光して第1の信号を生成する受光部とを備え、
前記結像光学系は、前記偏向器と前記被走査面との間に配置されており、
副走査断面内における前記入射光学系からの光束の前記第1の偏向面に対する入射角をα(deg)、主走査断面内における前記第1の偏向面に入射する光束と前記第1の偏向面にて偏向され前記受光部に向かう光束との成す角をβ(deg)とするとき、
|β|≦|α|
なる条件を満足することを特徴とする光走査装置。 A deflector that deflects the luminous flux and scans the surface to be scanned in the main scanning direction,
An incident optical system that obliquely incidents a luminous flux on the first deflection surface of the deflector in the sub-scanning cross section,
An imaging optical system having an fθ characteristic and guiding a luminous flux deflected by the first deflection surface to the scanned surface.
A light receiving unit that receives a light flux deflected by the first deflection surface and generates a first signal is provided.
The imaging optical system is arranged between the deflector and the scanned surface.
The angle of incidence of the luminous flux from the incident optical system in the sub-scanning section with respect to the first deflection surface is α (deg), and the luminous flux incident on the first deflection surface in the main scanning cross section and the first deflection surface. When the angle formed by the luminous flux directed to the light receiving portion is β (deg).
| β | ≦ | α |
An optical scanning device characterized by satisfying the above conditions.
0≦|β|≦5.0
なる条件のうち少なくとも一方を満足することを特徴とする請求項1に記載の光走査装置。 1.5 ≤ | α | ≤ 10
0 ≦ | β | ≦ 5.0
The optical scanning apparatus according to claim 1, wherein at least one of the above conditions is satisfied.
0≦|β|≦3.0
なる条件のうち少なくとも一方を満足することを特徴とする請求項1に記載の光走査装置。 1.5 ≤ | α | ≤ 5.0
0 ≤ | β | ≤ 3.0
The optical scanning apparatus according to claim 1, wherein at least one of the above conditions is satisfied.
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