JP2000180778A - 光ビーム走査装置 - Google Patents
光ビーム走査装置Info
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Abstract
補正することができる光ビーム走査装置を提供するこ
と。 【解決手段】 傾斜したfθレンズを通過した光ビーム
LBを偏向器で反射偏向し、再びfθレンズを通過させ
る。fθレンズと透過した光ビームLBは、平面ミラ
ー、シリンドリカルミラーを経て平面ミラー28により
折り返されて感光体30の表面にスポット状に結像され
て主走査方向に走査される。傾斜したfθレンズにより
感光体30上の走査線は湾曲する。調整ねじ40で平面
鏡28を押込み、反射面28Aが凸となるように湾曲さ
せると、走査線湾曲は補正され、直線状へと補正され
る。調整ねじ40の押し出し方向のみの簡単な1方向調
整機構で走査線湾曲を調整することができる。
Description
せられた光ビームを、ポリゴンミラー等の偏向器により
偏向し、結像光学系により被走査面上にスポット状に結
像し、等速度で直線状に走査させる光ビーム走査装置に
関わり、更に詳しくは、結像光学系と被走査面の間に設
けた平面鏡への入射光ビームに予め走査湾曲を与え、こ
の湾曲方向と平面鏡の折り返し方向を特定の関係とする
ことにより、簡易な補正で被走査面上の走査線湾曲を補
正することのできる光ビーム走査装置に関する。
ビームをポリゴンミラー等の偏向器により偏向し、fθ
レンズを含む結像光学系によりスポット状に結像すると
ともに、被走査面上を等速度で走査する光ビーム走査装
置、および、この光ビーム走査装置を露光源として感光
体上に潜像を形成し、電子写真プロセスにより現像、転
写する画像形成装置が利用されているが、このような画
像形成装置に対する高速化、高画質化の要求が近年急速
に高まっている。
ータの回転を高速化したり、マルチビーム光源による複
数ビーム書込等が行われ、高画質化に対応するために、
書込み密度を上げたり、ビーム径を小さくすることが行
われている。さらに、高画質化の達成には、走査線のレ
ジストレーションの高精度化も求められる。
上の走査線レジストレーションを分類した図である。
誤差を持った走査線を示している。
(a)リードレジずれ、(b)サイドレジずれ、(c)
倍率ずれ、(d)傾き(スキュー)、(e)曲がり(ボ
ウ)の5つに分類される。
(b)サイドレジずれ、(c)倍率ずれ、(d)傾き
(スキュー)は、光ビーム走査装置と被走査面の相対的
な位置関係の調整と、光ビーム走査装置から射出する光
ビームの調整の二通りの方法で調整可能である。
走査装置と光ビーム走査面との相対的な距離を調整して
もよいし、画像信号の周波数を調整しても良い。また、
別の射出光ビームの調整方法としては、光ビーム走査装
置内に設けた光学部品の位置や湾曲状態を調整すること
も可能である。
ーム走査装置と被走査面との相対的な関係を調整しても
ほどんど変化しないため、光ビーム走査装置から射出す
る光ビーム自体を調整する必要がある。このため、光ビ
ーム走査装置の製造時にボウ調整を行い、画像形成装置
に搭載後もこの初期調整状態を維持することが行われて
きた。
に搭載した光学部品の加工誤差や、光ビーム走査装置の
筐体への組み付け誤差であり、装置構成、光路上に配置
される光学部品点数に左右されるが、調整しない場合の
装置間のばらつきは0.1mm程度あるのが普通である。
曲方向を考慮しなければならない。
図である。便宜上、上に凸の場合を正(プラス)、下に
凸の場合を負(−)とする。
を考慮した大きさ(p−p)であり、ボウの平均的な湾
曲量がほぼ0であれば、±0.05mmの凹凸となる。
きたが、次に複数の走査線を使用するフルカラー画像形
成の場合について説明する。
述した高速化、高画質化はカラー画像形成装置にも要求
されており、近年では単色の画像形成装置なみのスピー
ドでフルカラー画像出力が求められている。ところが、
従来の普及型カラー画像形成装置は、単一の光ビーム走
査装置を備え、単一の感光体上で露光、現像、転写のプ
ロセスを逐次実行し、これらの用紙上に定着させてカラ
ー画像を形成するプロセスを取っているため、例えば、
ブラック(K)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シ
アン(C)の4色を重ね合わせる場合、4回プロセスが
繰り返された後に定着画像が出力されるので画像出力ス
ピードは単色に比べて1/4になってしまい、高速化へ
の対応に限界があった。
力スピードを得る技術として、複数の独立した画像形成
部を備え、ここで形成された現像像を単一の転写媒体に
連続的に転写し、1サイクルでフルカラー画像を形成す
る、所謂、タンデム方式の画像形成装置が開発されてい
る。
部を直列に配置したフルカラー画像形成装置の概略構成
を示す図である。
ベルト100により搬送される用紙101の搬送方向上
流方向より、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの
順に、画像形成部102K、画像形成部102Y、画像
形成部102M、画像形成部102Cが設けられ、各画
像形成部には、感光体103の周囲に電子写真プロセス
を構成するサブユニットが配置されている。
したのち、光ビーム走査装置105により画像情報に応
じた光ビームを露光ビーム走査して潜像を形成する。
のち、現像像を用紙101に転写する。
ンタ、シアンの順に行い、図示しない定着装置により転
写像を用紙101に固定したのち排出する。
像形成装置では、ブラック、イエロー、マゼンタ、シア
ンの各色の露光源となる光ビーム走査装置105から光
ビームが独立の光学系を経て感光体103に至るので、
ボウ調整を行わないと、重ね合わされてカラー画像にボ
ウの影響のみで数十ミクロンから百ミクロンの色ずれが
発生し、画質的に許容できないレベルトとなる。即ち、
フルカラー画像形成装置では、それぞれの走査線の直線
性に加え、複数走査線間の湾曲量差を補正する必要があ
る。
画質化を達成するため、また、フルカラー画像の高画質
化を達成するために、各種のボウ補正方法が提案されて
きた。
は、光路中に設けた長尺シリンドリカルレンズに対し、
光路に略垂直な平面内の湾曲程度を変化させる湾曲量調
整手段を備えているものが示されている。
平面ミラーを湾曲させることにより走査面上に形成され
るビーム走査線を変形させるものが示されている。
は、ミラーを介して感光体にレーザビームを照射し、こ
のミラーを湾曲させる湾曲面形成手段を備えたものが示
されている。
は、平面反射鏡を押圧手段により予め反射面が凹形状と
なるように湾曲させておき、この平面反射鏡の凸側を別
の押圧手段により押圧することで、走査線の湾曲を補正
するものが示されている。
4612号公報に示されたように、光学部品を光路に略
垂直な方向に湾曲させるためには、矩形断面形状の短辺
を押さなければならず、撓み易さの観点から、現実的に
はプラスチックレンズを使用せざるを得ない。敢えてガ
ラスレンズを使用する場合には、その破壊を避けるため
に調整量が限定されるという問題がある。
では、図9に示したような両方向の走査線湾曲を補正す
るために、平面ミラーを凹凸の両方に反らせるための機
構を備えなければならず、機構が複雑で高価になるとと
もに、画像形成装置搭載後の維持性という点でも部品点
数が多い分劣るといえる。
例では、圧電素子によりミラーを湾曲させているために
高価に成らざるを得ない。また、押しねじやカムを用い
る場合は、特開平2−28916号公報と同じく、凹凸
の両方に反らせるための機構を備えなければならず、機
構が複雑で高価になるとともに、画像形成装置搭載後の
維持性という点でも部品点数が多い分劣るといえる。
例では、図9に示したような両方向の走査線湾曲を補正
することが可能であるが、第一、第二の押圧手段が必要
なため、構成が複雑となる。
ので、簡素な補正機構で被走査面上の走査線湾曲を補正
することができる光ビーム走査装置を提供することが第
一の目的である。
の走査線の湾曲を補正するとともに、複数走査線相互の
色ずれを補正可能なフルカラー用の画像形成装置用の光
ビーム走査装置を提供することが第二の目的である。
は、光源より射出した光ビームを偏向器の偏向面で反射
させることにより主走査方向に偏向し、結像光学系によ
り前記光ビームをスポット結像させて被走査面の走査を
行う光ビーム走査装置であって、前記被走査面へ向かう
光ビームが副走査方向一側に凸状に湾曲する走査軌跡を
描くように前記光源より射出した光ビームの走査軌跡を
変形する結像光学系と、前記被走査面よりも前記偏向器
側の光路上に設けられ、前記光ビームを折り返す平面鏡
と、前記平面鏡の主走査方向の略中央部分を、前記光ビ
ームが入射する面とは反対側の面から押圧して前記平面
鏡を湾曲させる平面鏡湾曲手段と、を備え、前記平面鏡
を湾曲させることにより、前記被走査面上に投影される
前記光ビームによる湾曲した走査線が直線状に変形され
ることを特徴としている。
を説明する。
面で反射させることにより主走査方向に偏向される。ま
た、結像光学系により光ビームはスポット結像されて被
走査面の走査を行う。ここで、結像光学系の作用によ
り、被走査面上の走査線は副走査方向一側に凸状に湾曲
させることができる。この走査線湾曲量は、予めボウの
製造バラツキよりも大きく取っておく。
方向または副走査方向、及び主走査方向と副走査方向と
の両方向に光学的屈折率を有する光学部品により構成さ
れる部分を指す。
で平面鏡によって折り返される。
の略中央部分を光ビームが入射する面とは反対側の面
(即ち、背面)から押し出すと、光ビームが入射する面
が凸となるように平面鏡が湾曲し、これにより被走査面
上に投影される光ビームによる湾曲した走査線が直線状
に変形され、ボウの補正が行われる。
い状態、即ち、平面鏡を湾曲させてない状態での走査線
湾曲量(光学設計によって決まるイニシャルのボウ)
を、ボウの製造バラツキよりも大きく取っているので、
平面湾曲手段は押し出し方向のみの調整機能を備えてい
れば良く、平面湾曲手段を簡単な構成とすることができ
る。また、平面湾曲手段を簡単な構成とすることによ
り、ボウ調整の維持性にも優れたものとなる。
た光ビームを偏向器の偏向面で反射させることにより主
走査方向に偏向し、fθレンズを含む結像光学系により
前記光ビームをスポット結像させて被走査面の走査を行
う光ビーム走査装置であって、前記結像光学系と被走査
面との間の光路上に設けられ前記光ビームを折り返すた
めの平面鏡と、前記平面鏡の主走査方向の略中央部分
を、前記光ビームが入射する面とは反対側の面から押圧
して前記平面鏡を湾曲させる平面鏡湾曲手段と、を備
え、前記偏向器へ入射する光ビームは、走査中心方向か
ら前記偏向面の法線に対して副走査方向に角度をなして
入射し、fθレンズは、その光軸が前記偏向面の法線に
対して前記偏向器へ入射する光ビームとは反対方向に傾
斜するように傾斜配置され、主走査方向から見て、前記
平面鏡上に投影される走査線の両端に至る光ビームの反
射点が、走査中心に至る光ビームの反射点よりも光ビー
ム入射側にある、ことを特徴としている。
を説明する。
中心方向から偏向器の回転軸と直交する平面と角度をな
して入射させ(所謂、正面入射)、光軸が偏向器の偏向
面の法線に対して偏向器へ入射する光ビームとは反対方
向に傾斜するように傾斜配置されたfθレンズに偏向面
で反射された光ビームを通過させることにより、偏向面
で偏向された光ビームに走査線湾曲を発生させた状態で
結像光学系を通過し、被走査面上では僅かに湾曲した走
査線が得られる。したがって、fθレンズの傾斜によ
り、走査線湾曲量をボウの製造バラツキよりも大きく取
ることができる。
方向または副走査方向、及び主走査方向と副走査方向と
の両方向に光学的屈折率を有する光学部品により構成さ
れる部分を指す。
鏡上に投影される走査線の湾曲方向が、両走査端へ至る
光ビームの反射点を、走査中心に至る光ビームの反射点
よりも光ビーム入射側となるように光ビームが被走査面
へと折り返される。
の主走査方向の略中央部分を光ビームが入射する面とは
反対側の面(即ち、背面)から押し出すと、光ビームが
入射する面が凸となるように平面鏡が湾曲し、これによ
り平面鏡の走査中心に至る光ビームの反射点を光路手前
側に移動し、被走査面上の走査線の湾曲を補正すること
ができる。
湾曲させると、平面鏡の反射面上に投影された入射光ビ
ームの湾曲及び被走査面上の走査線湾曲が予め所定の方
向、即ち、平面鏡の中央部分を背面側から押し出したと
きに、被走査面上の走査線が直線に近づく方向に折り返
すことができる。
い状態、即ち、平面鏡を湾曲させてない状態での走査線
湾曲量(光学設計によって決まるイニシャルのボウ)
を、ボウの製造バラツキよりも大きく取っているので、
平面湾曲手段は押し出し方向のみの調整機能を備えてい
れば良く、平面湾曲手段を簡単な構成とすることができ
る。また、平面湾曲手段を簡単な構成とすることによ
り、ボウ調整の維持性にも優れたものとなる。
た複数の光ビームを単一の偏向器の同一の偏向面で反射
させることにより主走査方向に同時に偏向し、fθレン
ズを含む結像光学系により前記光ビームをスポット結像
させて複数の被走査面の走査を行う光ビーム走査装置で
あって、前記複数の光ビームの各々に対応して前記結像
光学系と被走査面との間の光路上に設けられ前記光ビー
ムを折り返すための複数の平面鏡と、前記複数の平面鏡
の各々に対応して設けられ、前記平面鏡の主走査方向の
略中央部分を、前記光ビームが入射する面とは反対側の
面から押圧して前記平面鏡を湾曲させる複数の平面鏡湾
曲手段と、を備え、前記偏向器へ入射する前記複数の光
ビームは、走査中心方向から前記偏向面の法線に対して
副走査方向にそれぞれ異なる角度をなして入射し、fθ
レンズは、その光軸が前記偏向面の法線に対して前記偏
向器へ入射する光ビームとは反対方向に傾斜するように
傾斜配置され、前記複数の平面鏡において、主走査方向
から見て、前記平面鏡上に投影される走査線の両端に至
る光ビームの反射点が、走査中心に至る光ビームの反射
点よりも光ビーム入射側にある、ことを特徴としてい
る。
を説明する。
数の光ビームの各々は、請求項2に記載の光ビーム走査
装置と同様に走査され被走査面上に走査線を作るが、単
一の偏向面に複数の光ビームが入射して同時に走査され
る点が異なる。
査方向に角度を異ならせて偏向面に入射させるので、偏
向器に入射する光ビームの光路上及び偏向器により偏向
された走査光ビームの光路上ともに特殊な光学素子を使
用せずに光ビームの合成と分離が可能となる。
それぞれに対応する光ビームを折り返す平面鏡が備えら
れているため、複数の光ビームの被走査面上の走査線湾
曲を独立して調整することができる。
た複数の光ビームを単一の偏向器の異なる偏向面で反射
させることにより主走査方向に同時に偏向し、fθレン
ズを含む結像光学系により前記光ビームをスポット結像
させて複数の被走査面の走査を行う光ビーム走査装置で
あって、前記複数の光ビームの各々に対応して前記結像
光学系と被走査面との間の光路上に設けられ前記光ビー
ムを折り返すための複数の平面鏡と、前記複数の平面鏡
の各々に対応して設けられ、前記平面鏡の主走査方向の
略中央部分を、前記光ビームが入射する面とは反対側の
面から押圧して前記平面鏡を湾曲させる複数の平面鏡湾
曲手段と、を備え、前記偏向器へ入射する前記複数の光
ビームは、前記偏向器の異なる偏向面のそれぞれに複数
入射し、かつ前記各偏向面では複数の光ビームが走査中
心方向から前記偏向面の法線に対して副走査方向にそれ
ぞれ異なる角度をなして入射し、fθレンズは、その光
軸が前記偏向面の法線に対して前記偏向器へ入射する光
ビームとは反対方向に傾斜するように傾斜配置され、前
記複数の平面鏡において、主走査方向から見て、前記平
面鏡上に投影される走査線の両端に至る光ビームの反射
点が、走査中心に至る光ビームの反射点よりも光ビーム
入射側にある、ことを特徴としている。
を説明する。
数の光ビームの各々は、請求項1に記載の光ビーム走査
装置と同様に走査され被走査面上に走査線を作るが、偏
向器の複数、例えば2つ)偏向面を利用して同時に双方
向に偏向する点、及び単一の偏向面に複数の光ビームを
入射する点が異なる。
ムは、それぞれ副走査方向に角度を異ならせて偏向面に
入射するので、偏向器に入射する光ビームの光路上及び
偏向器により偏向された走査光ビームの光路上ともに特
殊な光学素子を使用せずに光ビームの合成と分離が可能
となる。
それぞれに対応する光ビームを折り返す平面鏡が備えら
れているため、複数の光ビームの被走査面上の走査線湾
曲を独立して調整することができる。
の光ビーム走査装置において、前記結像光学系は、前記
偏向器の軸心を含む平面に対して、双方向に対称に配置
されているこをと特徴としている。
を説明する。
偏向器の軸心を含む平面に対して結像光学系を対称に配
置しているので、部品の共通化を図ることができると共
に、平面鏡の調整感度及び経時変化に対する誤差感度も
同レベルトとすることができ、カラーの画像形成装置に
用いた場合の色ずれの調整、維持が容易になる。
求項5の何れか1項に記載の光ビーム走査装置におい
て、少なくとも前記平面鏡及び前記平面鏡湾曲手段を保
持する筐体を備え、前記平面鏡を、光ビーム入出射面と
は反対面が前記筐体の一側に向くように配置したことを
特徴としている。
を説明する。
複数の光ビームのそれぞれに対応して設けられた平面湾
曲手段を備えた光ビームを折り返すための平面鏡を全て
光ビーム走査装置の筐体の一側に光ビーム入出射面とは
反対面を向けて配置しているで、他の光学部材等に干渉
されず平面湾曲手段へのアクセスが容易となる。
求項6の何れか1項に記載の光ビーム走査装置におい
て、前記光ビームの偏向を同時に行うことのできる偏向
面と同数のfθレンズ系を備え、前記光ビームはfθレ
ンズ系を前記偏向の前後で2度透過することを特徴とし
ている。
を説明する。
走査中心方向から偏向面の法線に対して副走査方向に角
度をなして入射する光ビームもfθレンズ系を透過さ
せ、偏向された光ビームを再びfθレンズ系を透過させ
る、所謂、ダブルパス正面入射となり、副走査方向にな
す光ビームの入射角度を小さくすることができ、主走査
方向に沿った光学特性を均一化すると共にfθレンズ系
の高さ(副走査方向の厚み)を抑えることができる。
向する場合に、一つのfθレンズに対して複数の光ビー
ムを透過させることにより、一つのfθレンズに対して
1つの光ビームを透過させる場合に比較して装置の構成
が簡素化される。
ーム走査装置の第1の実施例を図1乃至図6にしたがっ
て説明する。
査装置10の副走査方向に沿った側面図(主走査方向に
直角な方向から見た側面図)である。
ータ12によって回転する多面鏡14を備える偏向器1
6が配置されている。本実施形態では、多面鏡14の回
転軸Cが鉛直方向であるが水平方向等の他の方向であっ
ても勿論良い。
示すように、多面鏡14側から主走査方向(矢印Y方
向)に曲率をもつ凹シリンドリカル面と平面で構成され
る第1のfθレンズ18と、同じく平面と主走査方向に
曲率をもつ凸シリンドリカル面で構成される第2のfθ
レンズ20からなるfθレンズ系が配置されている。
及び第2のfθレンズ20は、多面鏡14の回転軸Cに
対して直角とされた水平線HLに対して光軸が傾斜して
いる。
ータを示す。ここでは、rは曲率半径(mm)、dは中心
間隔(mm)、nは屈折率を示す。
の矢印L方向には、光ビームLBを出射する半導体レー
ザ等を含む光源22が配置されている。
平線HLに対して斜め上方に角度αで第2のfθレンズ
20、第1のfθレンズ18を透過して多面鏡14の偏
向面14Aに入射する。
第1のfθレンズ18、第2のfθレンズ20を透過す
る。
20を透過した光ビームLBと水平線HLとのなす角度
はαとなる。なお、本実施形態では、角度αが1.2°
である。
は、偏向面14Aで反射して第1のfθレンズ18、第
2のfθレンズ20を透過した光ビームLBを矢印R方
向側の斜め上方に向けて反射する平面ミラー24が配置
されている。
リカルミラー26が配置されており、シリンドリカルミ
ラー26は平面ミラー24で反射された光ビームLBを
矢印L方向側の斜め上方に向けて反射する。
側には、平面ミラー28が配置されており、シリンドリ
カルミラー26で反射された光ビームLBを下方に配置
された感光体30に向けて反射する。
を通過させるために防塵ガラス31が設けられている。
は、主走査方向に長く形成されており、反射面28Aの
両端部分が各々本体フレーム32に設けられた凸状の基
準面34に板ばね36によって当て付けられ本体フレー
ム32に固定されている。この本体フレーム32には、
平面ミラー28を湾曲させるための平面鏡湾曲装置37
が設けられている。
整ねじ40を備えている。
B側に配置され、屈曲した両端部分が板ばね36と共に
本体フレーム32に固定されている。
背面28Bを押圧するための調整ねじ40が取り付けら
れている。
長手方向中央部分を押圧されることによって反射面28
Aが凸となるように湾曲する。
には、調整ねじ40へのアクセスを可能とする孔41が
形成されている。 (作用)次に、第1の実施形態の作用を説明する。
光ビームLBは、多面鏡14の回転軸Cに対して直角と
された水平線HLに対して副走査方向に角度αをなして
第2のfθレンズ20、第1のfθレンズ18を透過
し、走査範囲の中央方向から一定速度で回転する多面鏡
14の偏向面14Aに入射する。
れ、第1のfθレンズ18、第2のfθレンズ20を通
過する。
角度αをなして入射し、また第1のfθレンズ18及び
第2のfθレンズ20が傾斜しているので、多面鏡14
で反射された光ビームLBは、感光体30の走査端に至
る破線で示した光ビームLBが実線で示した光ビームL
Bに対して、水平線HLから離れる方向の走査線湾曲を
もって偏向される(多面鏡14〜平面ミラー24の
間)。
20を透過した光ビームLBは、その後平面ミラー24
により折り返され、シリンドリカルミラー26を経て平
面ミラー28により折り返されて感光体30の表面にス
ポット状に結像されて主走査方向に走査される。
上における走査線湾曲を説明する。この図1は、平面鏡
28での反射状態を示した図である。
は、主走査方向と直交する方向からみて、両走査端に至
る光ビームLBe の反射点P1が、走査中心に至る光ビ
ームLBcの反射点P2よりも光ビーム入射側(シリン
ドリカルミラー26側。矢印R方向側)にある。即ち、
平面鏡28上では、走査線が光ビーム入射側とは反対側
へ凸となる方向に湾曲している。
の走査線は、両走査端への光ビームLBe の入射点P3
が、走査中心への光ビームLBcの入射点P4よりも、
図2の配置構成においてはシリンドリカルミラー26側
(矢印R方向側)にある。
ねじ40を工具42で回し、図4(B)に示す平面状態
から図4(C)に示すように平面鏡28の中央部を押し
出す方向に調整すると、平面鏡28が反射面28Aが凸
となるように湾曲し、これにより走査中心に至る光ビー
ムLBc の平面鏡28上の反射点P2は、図1(A)に
示す反射点P2’へと移動し、感光体30上の走査位置
も、走査中心へ至る光ビームLBc が両走査端へ至る光
ビームLBe と直線状となる位置に移動し、この結果、
走査線湾曲は補正され、図の実線で示す湾曲した状態か
ら2点鎖線で示す直線状へと補正される。
θレンズ20の作用を説明する。
ズ20の傾き角βにより感光体30上の走査線の湾曲が
変化する。本実施形態の構成(α=1.2°、β=6
°。図2参照。)では、感光体30上の走査線の湾曲量
ΔE(図1(B)参照)が約120μmである(平面鏡
28の湾曲が無い状態。)。
きよりも大きく設定されている。したがって、ばらつき
を加味しても、感光体30上の走査線は必ず一定方向
(平面鏡28の反射面28Aが凸となるように押し出し
たときに走査線が直線状になる方向)の湾曲となるの
で、調整ねじ40の押し出し方向(ねじ込み方向)のみ
の1方向調整機構で走査線湾曲を調整することができ
る。
向に平面ミラーを調整するタイプの調整機構に比較して
走査線湾曲補正構造を簡略化することができる。また、
平面湾曲手段が簡単な構成であるので、調整がずれる等
の経時変化が起き難く、ボウ調整の維持性にも優れたも
のとなる。
第2のfθレンズ20の傾き角βと、平面鏡28上の走
査線湾曲量、及び感光体30上の走査線湾曲量との関係
を示した図である。
(図2とは反対側に傾斜。)、平面鏡28上の走査線湾
曲方向は、感光体30上の走査線湾曲方向共に傾き角β
を正にとった場合(図2の状態。)と反転する。
fθレンズ20の傾き角β(図6では図示せず。)を入
射光ビームとなす角が小さくなる方向に傾けたとき(即
ち、図2とは反対側に傾斜したとき。)の光ビームの光
路を示した図である。
中央部分を押し出すと、走査中心の光ビームLBc は、
2点鎖線で示すように走査端の光ビームLBe から離れ
る方向に移動し、走査線湾曲が大きくなってしまう。し
たがって、走査線の湾曲を補正するには、平面鏡28を
背面側に引く機構が必要となり、平面鏡を押し引きする
従来の機構と同一の構成となってしまい構成が複雑とな
る。
fθレンズ18及び第2のfθレンズ20を傾斜する方
向は、その光軸が偏向面14Aの法線に対して偏向器1
6へ入射する光ビームとは反対方向に傾斜するように傾
斜配置することが好ましいのである。
θレンズ20の傾斜方向は、本実施形態のようなダブル
パス正面入射の構成では、レンズ表面からの戻り光防
止、主走査方向のビーム径の均一性を向上させる方向と
も一致する方向である。
面鏡湾曲装置37が設けられ、平面ミラー28の背面2
8B側が筐体11の一側の平面に面しているので、他の
光学部材等に干渉されず平面鏡湾曲装置37へのアクセ
スが容易である。 [第2の実施形態]本発明の第2の実施形態を図7にし
たがって説明する。なお、第1の実施形態と同一構成に
は同一符号を付し、その説明は省略する。
ック(K)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン
(C)の4色を重ね合わせてフルカラー画像を形成する
ためのフルカラー画像形成装置に用いるものである。
1の実施形態の光ビーム走査装置10の光学系を、偏向
器16を挟んで対称的に配置したものを基本とし、更に
反射ミラー、光源等を追加したものであり、4つの光源
52から発せられた光ビームLB1 〜LB4 を多面鏡1
4の回転軸を挟んで回転軸と直交する両方向から2組の
fθレンズ20,18を透過させて、単一の多面鏡14
の対向する2面に各2本づつ上下方向に角度を異ならせ
て入射させ、偏向後に再びfθレンズ18,20を透過
した光ビームを光路分割して4つの感光体30K,30
Y,30M,30Cに導くものである。
像、感光体30Yに形成されたイエローの画像、感光体
30Mに形成されたマゼンタの画像及び感光体30Cに
形成されたシアンの画像を一定の速度で一方向(例えば
矢印L方向)に搬送される中間転写体(図示せず)に順
次転写したのち、一括して用紙に転写することによりカ
ラーの画像が得られる。なお、このように、4つの感光
体によってカラー画像を得る多色画像形成装置の構成
(光ビーム走査装置を除く)については一般的に知られ
ている構成であるため、詳しい説明は省略する。
偏向器16の矢印L方向側の光学系と矢印R方向側の光
学系とは対称な構成であるため、矢印L方向側の光路に
沿って詳細に説明を行う。
光ビームLB1 は、カップリングレンズ56により緩や
かな発散光束とされ、スリット58により光ビームの光
束幅を規制されたのち、シリンドリカルレンズ60によ
り副走査方向にのみ収束作用を受ける。
ムLB1 は、合成ミラー62の上部を通過する他の半導
体レーザ54からの光ビームLB2 と、主走査断面でほ
ぼ同一に光路を通る光ビームに合成される。
は、正面入射用の単一の折返ミラー63a(偏向器16
を挟んで反対側には対称的に折返ミラー63bが配置さ
れている。)により折り返されて、副走査断面で入射角
度の異なる2本の光ビームLB1 ,LB2 としてfθレ
ンズ20、18を透過して単一の多面鏡14に入射す
る。
と、多面鏡14の偏向面14A上の2本の光ビームLB
1 ,LB2 の反射位置を回転軸Cと平行方向に離間する
ことにより、多面鏡14から離れるにしたがって光線間
隔が広がる2本の光ビームLB1 ,LB2 として偏向さ
れる。
は、図1と同様に、各々走査中心に至る光ビームに対し
て、両走査端に至る光ビームが図7の上側に位置する走
査線湾曲を持っている。
ビームLB1 ,LB2 は、除々にその副走査方向の光線
間隔を広げて進み、光ビームLB1 は、折返ミラー64
Aの上部を通過し、その後方に配設された折返ミラー6
4Bにより、それぞれの光路上に設けられたシリンドリ
カルミラー66A,66Bに入射する。
り反射された光ビームLB1 ,LB2 は、それぞれの光
路上に独立に設けられた平面鏡68A,68Bにより折
り返されて防塵ガラス70A,70Bを透過したのち、
感光体30A,30B上にスポット結像される。
は、第1の実施形態と同様の平面鏡湾曲装置37(図7
では調整ねじ40のみ図示。)がそれぞれ設けられてい
る。
路は、副走査断面内で多面鏡14の偏向面14Aと感光
体30A,30Bがそれぞれ幾何光学的に共役関係とな
る面倒れ補正光学系を構成している。
転軸Cを含み、感光体30の母線を含む平面に対して面
対称の構成となっており、上記した2本の光ビームLB
1 ,LB2 と同様の光路を通る。
の対向する2面により偏向走査するため、感光体30の
走査方向は双方向を走査する各2本づつ逆向きとなる。
るが、双方向走査の画像データ処理方法の詳細は本発明
とは直線関係がないので説明を省略する。
示す。 fθレンズへ入射する光ビームの副走査方向の入射角度・・・・・・・・・・ ・・・・・・1.2°及び2.5°(α) fθレンズ レンズデータ・・・・・・・・・・第1の実施形態と同一(表1参照) 偏向角・・・・・・・・・・・・・±12.8°(走査幅297mmに対応) 傾け角β・・・・・・・・・・・・6° 多面鏡 内接円半径・・・・・・・・・・・12.5mm 面数・・・・・・・・・・・・・・12面 偏向面上の2ビーム間距離・・・・3.5mm イニシャルボウ(湾曲量)・・・・・119μm(1.2°入射の光ビーム) 122μm(2.5°入射の光ビーム) この第2の実施形態に示した構成では、半導体レーザ5
4からの発散光をカップリングレンズ56によって緩や
かな発散光とし、fθレンズ20,18により主走査方
向の平行光束として多面鏡14に入射する。
幅)は、多面鏡14の面幅(主走査方向に対応した幅)
よりも広く、所謂オーバーフィールド光学系となってい
る。
小型化(小径化)することができ、多面鏡14を回転さ
せるモータ(図示せず)の負荷を軽減し、高速化、高解
像化に適した光ビーム走査装置として構成できる。
同じく図4に示す構成のものを使用することができる。
体30A〜Dに対応する位置に光ビーム位置検出センサ
を設けた治具の上に光ビーム走査装置50を載せ、調整
ねじ40を工具42により回して押し込むことにより、
平面鏡68A〜Dに押圧をかけない状態で約120μm
あった走査線湾曲をほぼ直線状となるように調整する。
30A〜D上)の走査線湾曲を補正するために必要な平
面鏡68A〜Dの押込み量は、260mmスパンで80μ
m程度であり、平面鏡68A〜Dが破壊する虞れはな
い。
14への入射角度の異なる二つの光ビームLB1 ,LB
2 でほぼ同量となっているので、平面鏡68A〜Dの湾
曲による倍率変動はあるが、リニアリティ(走査位置誤
差)は略同じ傾向で変化するので、部分的な色ずれは生
じにくい。
号の駆動周波数を変化させる電気的な手段により補正可
能である。
合、走査線湾曲量を正確に計測することは不可能なの
で、調整前状態でプリントサンプルを取り、平面鏡湾曲
装置37の調整ねじ40が最も押込み側にある光ビーム
を選択し、残りの光ビームの光路上に設けられた平面鏡
湾曲装置37の調整ねじ40を調整して、選択した基準
色(調整ねじ40が最も押込み側にある光ビームによ
る。)との差が小さくなる方向に調整することで、比較
的容易に色ずれを補正することができる。
しない筐体内に設けられており、この筐体には、調整ね
じ40へのアクセスを可能とする孔(図示せず)が各調
整ねじ40の近傍の壁面に設けられている。
走査装置は上記の構成としたので、簡素な補正機構で被
走査面上の走査線湾曲を補正することができる、という
優れた効果を有する。
ーム光学走査装置の平面鏡の反射状態を示した主走査方
向に沿って見た側面図であり、(B)は被走査面上での
走査線を示す図であり、(C)は平面鏡の反射状態を示
した斜視図である。
走査装置の主走査方向に沿って見た側面図である。
系の平面図である。
(B)は調整前の平面鏡を示す平面鏡の側面図であり、
(C)は調整後の平面鏡を示す平面鏡の側面図である。
曲量及び被走査面上の走査線湾曲量との関係を示したグ
ラフである。
なる方向に傾けたときの光ビームの光路を示した図であ
る。
を示す斜視図である。
レジストレーションを分類して示した説明図である。
る。
たフルカラー画像形成装置の概略構成を示す側面図であ
り、(B)はその平面図である。
Claims (7)
- 【請求項1】 光源より射出した光ビームを偏向器の偏
向面で反射させることにより主走査方向に偏向し、結像
光学系により前記光ビームをスポット結像させて被走査
面の走査を行う光ビーム走査装置であって、 前記被走査面へ向かう光ビームが副走査方向一側に凸状
に湾曲する走査軌跡を描くように前記光源より射出した
光ビームの走査軌跡を変形する結像光学系と、 前記被走査面よりも前記偏向器側の光路上に設けられ、
前記光ビームを折り返す平面鏡と、 前記平面鏡の主走査方向の略中央部分を、前記光ビーム
が入射する面とは反対側の面から押圧して前記平面鏡を
湾曲させる平面鏡湾曲手段と、 を備え、 前記平面鏡を湾曲させることにより、前記被走査面上に
投影される前記光ビームによる湾曲した走査線が直線状
に変形されることを特徴とする光ビーム走査装置。 - 【請求項2】 光源より射出した光ビームを偏向器の偏
向面で反射させることにより主走査方向に偏向し、fθ
レンズを含む結像光学系により前記光ビームをスポット
結像させて被走査面の走査を行う光ビーム走査装置であ
って、 前記結像光学系と被走査面との間の光路上に設けられ前
記結像光学系を通過した前記光ビームを前記被走査面へ
向けて折り返す平面鏡と、 前記平面鏡の主走査方向の略中央部分を、前記光ビーム
が入射する面とは反対側の面から押圧して前記平面鏡を
湾曲させる平面鏡湾曲手段と、 を備え、 前記偏向器へ入射する光ビームは、走査中心方向から前
記偏向面の法線に対して副走査方向に角度をなして入射
し、 fθレンズは、その光軸が前記偏向面の法線に対して前
記偏向器へ入射する光ビームとは反対方向に傾斜するよ
うに傾斜配置され、 主走査方向から見て、前記平面鏡上に投影される走査線
の両端に至る光ビームの反射点が、走査中心に至る光ビ
ームの反射点よりも光ビーム入射側にある、 ことを特徴とする光ビーム走査装置。 - 【請求項3】 光源より射出した複数の光ビームを単一
の偏向器の同一の偏向面で反射させることにより主走査
方向に同時に偏向し、fθレンズを含む結像光学系によ
り前記光ビームをスポット結像させて複数の被走査面の
走査を行う光ビーム走査装置であって、 前記複数の光ビームの各々に対応して前記結像光学系と
被走査面との間の光路上に設けられ前記光ビームを折り
返すための複数の平面鏡と、 前記複数の平面鏡の各々に対応して設けられ、前記平面
鏡の主走査方向の略中央部分を、前記光ビームが入射す
る面とは反対側の面から押圧して前記平面鏡を湾曲させ
る複数の平面鏡湾曲手段と、 を備え、 前記偏向器へ入射する前記複数の光ビームは、走査中心
方向から前記偏向面の法線に対して副走査方向にそれぞ
れ異なる角度をなして入射し、 fθレンズは、その光軸が前記偏向面の法線に対して前
記偏向器へ入射する光ビームとは反対方向に傾斜するよ
うに傾斜配置され、 前記複数の平面鏡において、主走査方向から見て、前記
平面鏡上に投影される走査線の両端に至る光ビームの反
射点が、走査中心に至る光ビームの反射点よりも光ビー
ム入射側にある、 ことを特徴とする光ビーム走査装置。 - 【請求項4】 光源より射出した複数の光ビームを単一
の偏向器の異なる偏向面で反射させることにより主走査
方向に同時に偏向し、fθレンズを含む結像光学系によ
り前記光ビームをスポット結像させて複数の被走査面の
走査を行う光ビーム走査装置であって、 前記複数の光ビームの各々に対応して前記結像光学系と
被走査面との間の光路上に設けられ前記光ビームを折り
返すための複数の平面鏡と、 前記複数の平面鏡の各々に対応して設けられ、前記平面
鏡の主走査方向の略中央部分を、前記光ビームが入射す
る面とは反対側の面から押圧して前記平面鏡を湾曲させ
る複数の平面鏡湾曲手段と、 を備え、 前記偏向器へ入射する前記複数の光ビームは、前記偏向
器の異なる偏向面のそれぞれに複数入射し、かつ前記各
偏向面では複数の光ビームが走査中心方向から前記偏向
面の法線に対して副走査方向にそれぞれ異なる角度をな
して入射し、 fθレンズは、その光軸が前記偏向面の法線に対して前
記偏向器へ入射する光ビームとは反対方向に傾斜するよ
うに傾斜配置され、 前記複数の平面鏡において、主走査方向から見て、前記
平面鏡上に投影される走査線の両端に至る光ビームの反
射点が、走査中心に至る光ビームの反射点よりも光ビー
ム入射側にある、 ことを特徴とする光ビーム走査装置。 - 【請求項5】 前記結像光学系は、前記偏向器の軸心を
含む平面に対して、双方向に対称に配置されていること
を特徴とする請求項4に記載の光ビーム走査装置。 - 【請求項6】 少なくとも前記平面鏡及び前記平面鏡湾
曲手段を保持する筐体を備え、 前記平面鏡を、光ビーム入出射面とは反対面が前記筐体
の一側に向くように配置したことを特徴とする請求項2
乃至請求項5の何れか1項に記載の光ビーム走査装置。 - 【請求項7】 前記光ビームの偏向を同時に行うことの
できる偏向面と同数のfθレンズ系を備え、前記光ビー
ムはfθレンズ系を前記偏向の前後で2度透過すること
を特徴とする請求項2乃至請求項6の何れか1項に記載
の光ビーム走査装置。
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- 1998-12-18 JP JP36114198A patent/JP3709727B2/ja not_active Expired - Fee Related
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