JP2002048992A - 走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置 - Google Patents
走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置Info
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Abstract
り、走査光学装置のジッターなどの性能を向上させ、画
質の向上を図ることができる走査光学装置及びそれを用
いた画像形成装置を得ること。 【解決手段】 光源手段1から出射された1つ以上の光
束を偏向手段5に入射させる入射光学手段と、該偏向手
段で反射偏向された1つ以上の光束を被走査面8上に結
像させる少なくとも1つの屈折光学素子61と回折光学
素子62とを有する結像手段6とを有する走査光学装置
において、該回折光学素子は入射面又は/及び出射面の
副走査断面内の形状が凸形状より形成されていること。
Description
れを用いた画像形成装置に関し、特に光源手段から出射
した1つ以上の光束を偏向素子で偏向させfθ特性を有
する結像素子を介して被走査面上を光走査して画像情報
を記録するようにした、例えば電子写真プロセスを有す
るレーザービームプリンターやデジタル複写機等の画像
形成装置に好適なものである。
BP)やデジタル複写機等に用いられる走査光学装置に
おいては画像信号に応じて光源手段から光変調され出射
した光束を、例えば回転多面鏡(ポリゴンミラー)より
光偏向器により周期的に偏向させ、fθ特性を有する走
査光学素子によって感光性の記録媒体(感光ドラム)面
上にスポット状に集束させ、その面上を光走査して画像
記録を行っている。
概略図である。
散光束はコリメーターレンズ52により略平行光束とさ
れ、絞り53によって該光束(光量)を制限して副走査
方向にのみ所定の屈折力を有するシリンダーレンズ(シ
リンドリカルレンズ)54に入射している。シリンダー
レンズ54に入射した略平行光束のうち主走査断面内に
おいてはそのまま略平行光束の状態で射出する。また副
走査断面内においては集束して回転多面鏡(ポリゴンミ
ラー)から成る光偏向器55の偏向面(反射面)55a
にほぼ線像として結像している。
偏向された光束はfθ特性を有する結像手段(fθレン
ズ)56を介して被走査面としての感光ドラム面58上
に導光し、該光偏向器55を矢印A方向に回転させるこ
とによって、該感光ドラム面58上を矢印B方向に光走
査している。これにより記録媒体である感光ドラム面5
8上に画像記録を行なっている。
れから、光源として複数のレーザー光源(発光部)を有
するマルチビームレーザーを採用し、複数の光束で記録
媒体面上を同時に走査するようにした走査光学装置(マ
ルチビーム走査光学装置)も種々と提案されている。
スを有する画像形成装置の高速化、高解像化と共に高速
のカラー画像形成に対応できるカラー画像形成装置も種
々と提案されている。図6は上述の走査光学装置を複数
個同時に使用し、それぞれ異なる感光ドラム面上に各色
毎の画像情報を記録するタンデムタイプのカラー画像形
成装置の要部概略図である。
示す構成の走査光学装置(61,62,63,64)を
4個並べ、各々がC(シアン)、M(マゼンタ)、Y
(イエロー)、B(ブラック)の各色に対応し、各々並
行して感光ドラム(71,72,73,74)面上に画
像信号を記録し、カラー画像を高速に印字するものであ
る。
光学装置は生産性やコストも重要であり、例えば結像手
段(fθレンズ)をプラスチック成形により製作し、安
価なfθレンズを用いることが主流となっている。
は、 ・複数のレーザー光源間の初期波長ズレ ・環境変化に伴う半導体レーザーのモードホッピングに
よる波長ズレ ・環境変化によるプラスチックレンズの屈折率変動 等によりピント位置のズレや倍率色収差による結像位置
のズレが生じる。ピント位置のズレはビームスポットの
肥大化につながり画像劣化の原因となる。倍率色収差に
よる結像位置のズレは記録画像の倍率変化につながり、
特にタンデムタイプのカラー画像形成装置では各色毎の
走査光学装置間の倍率変化の差が各色間のレジストレー
ションずれ(色ずれ)を引き起こし画像劣化の原因とな
る。
えば特開平11−223784号公報で提案されてい
る。同公報では屈折光学素子と回折光学素子とを適時組
合せて結像手段を構成することにより倍率色収差の補正
とピントの温度補償を達成している。
む結像手段を有したカラー画像形成装置において、 (ア−1)結像手段の副走査方向の倍率(副走査倍率)
を適時低減するためには光偏向器より遠い側に配置され
た回折光学素子自体のパワーを大きくする必要がある。
収差補正のために屈折光学素子と回折光学素子とのパワ
ー比は所望の比率が望ましく、大きいパワーの回折格子
の格子ピッチは狭くなり製造しにくくなる。副走査倍率
が大きいとポリゴンミラーの偏向面の加工誤差や装置の
振動等により走査線が所望の位置に対して変動し、所謂
ジッターが発生しやすくなる。ジッターはカラー画像形
成装置での各色毎のレジストレーションずれ(色ずれ)
の原因となるので設計上重要なファクターである。
どの光学素子を走査光学装置に取り付けて製造、組み立
てを行う際、例えば製造誤差で屈折光学素子と回折光学
素子とが偏心配置されてしまうと走査光学装置のレーザ
ースポットの軌跡、いわゆる走査線が湾曲してしまう。
例えば図5に示された従来例ではトーリックレンズ56
aが通常のメカ精度で紙面に対し垂直方向に0.1mm
ずれて配置されると走査線の湾曲が約29μmも発生す
る。特にタンデムタイプのカラー画像形成装置では各色
毎の走査光学装置間の走査線湾曲の差は各色間のレジス
トレーションずれ(色ずれ)を引き起こし画像劣化の原
因となる。
光学素子の副走査断面内における形状を適切に形成し、
該結像手段の副走査倍率を低減させることにより、走査
光学装置のジッター等の性能を向上させ、画質の向上を
図ることができる走査光学装置及びそれを用いた画像形
成装置の提供を目的とする。
における前側焦点位置、もしくはその近傍に屈折光学素
子を配置することにより、走査線の湾曲を低減すること
ができる走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置の
提供を目的とする。
学装置は、光源手段から出射された1つ以上の光束を偏
向手段に入射させる入射光学手段と、該偏向手段で反射
偏向された1つ以上の光束を被走査面上に結像させる少
なくとも1つの屈折光学素子と回折光学素子とを有する
結像手段と、を有する走査光学装置において、該回折光
学素子は入射面又は/及び出射面の副走査断面内の形状
が凸形状より形成されていることを特徴としている。
回折光学素子は、その出射面もしくは入射面に回折格子
を形成していることを特徴としている。
て、前記回折光学素子の副走査断面内における前側焦点
位置、もしくはその近傍に前記屈折光学素子を配置した
ことを特徴としている。
て、前記屈折光学素子の主走査断面内の形状は前記偏向
手段側に凹面を向けたメニスカス形状であることを特徴
としている。
の発明において、前記走査光学装置は、1つの屈折光学
素子と1つの回折光学素子からなり、 0.5<|e2/s1|<1.2 但し、e2:屈折光学素子の光軸上の出射面から回折光
学素子の光軸上の入射面までの距離 s1:回折光学素子の光軸上の入射面から該回折光学素
子の副走査断面内における前側焦点位置までの距離 なる条件を満足することを特徴としている。
の発明において、前記回折光学素子の位置を調整するチ
ルト調整手段又は/及びシフト調整手段を設けたことを
特徴としている。
1乃至6のいずれか1項に記載の走査光学装置と、前記
被走査面に配置された感光体と、前記走査光学装置で走
査された光束によって前記感光体上に形成された静電潜
像をトナー像として現像する現像器と、現像されたトナ
ー像を被転写材に転写する転写器と、転写されたトナー
像を被転写材に定着させる定着器とを有することを特徴
としている。
1乃至6の何れか1項に記載の走査光学装置を複数設
け、各走査光学装置から出射された複数の光束を各々対
応する複数の像担持体面上に導光し、該複数の光束で該
複数の像担持体面上を各々走査してカラー画像を形成す
ることを特徴としている。
段から出射された1つ以上の光束を偏向手段に入射させ
る入射光学手段と、該偏向手段で反射偏向された1つ以
上の光束を被走査面上に結像させる少なくとも1つの屈
折光学素子と回折光学素子とを有する結像手段と、を有
する走査光学装置において、該回折光学素子の副走査断
面内における前側焦点位置、もしくはその近傍に該屈折
光学素子を配置したことを特徴としている。
記回折光学素子は入射面もしくは出射面の副走査断面内
の形状が凸形状より形成されていることを特徴としてい
る。
いて、前記回折光学素子の出射面又は/及び入射面に回
折格子を形成したことを特徴としている。
記屈折光学素子の主走査断面内の形状は前記偏向手段側
に凹面を向けたメニスカス形状であることを特徴として
いる。
1項の発明において、前記走査光学装置は、1つの屈折
光学素子と1つの回折光学素子からなり、 0.5<|e2/s1|<1.2 但し、e2:屈折光学素子の光軸上の出射面から回折光
学素子の光軸上の入射面までの距離 s1:回折光学素子の光軸上の入射面から該回折光学素
子の副走査断面内における前側焦点位置までの距離 なる条件を満足することを特徴としている。
1項の発明において、前記回折光学素子の位置を調整す
るチルト調整手段又は/及びシフト調整手段を設けたこ
とを特徴としている。
項9乃至14のいずれか1項に記載の走査光学装置と、
前記被走査面に配置された感光体と、前記走査光学装置
で走査された光束によって前記感光体上に形成された静
電潜像をトナー像として現像する現像器と、現像された
トナー像を被転写材に転写する転写器と、転写されたト
ナー像を被転写材に定着させる定着器とを有することを
特徴としている。
項9乃至14の何れか1項に記載の走査光学装置を複数
設け、各走査光学装置から出射された複数の光束を各々
対応する複数の像担持体面上に導光し、該複数の光束で
該複数の像担持体面上を各々走査してカラー画像を形成
することを特徴としている。
査断面内の要部断面図(主走査断面図)である。
半導体レーザーより成っている。2はコリメーターレン
ズであり、光源手段1から出射された発散光束(光ビー
ム)を略平行光束に変換している。3は開口絞りであ
り、通過光束(光量)を制限している。4はシリンドリ
カルレンズ(シリンダーレンズ)であり、副走査方向に
のみ所定の屈折力を有しており、開口絞り3を通過した
光束を副走査断面内で後述する光偏向器5の偏向面5a
にほぼ線像として結像させている。
そしてシリンドリカルレンズ4の各要素は入射光学手段
の一要素を構成している。
ラー(回転多面鏡)より成る光偏向器であり、モータ等
の駆動手段(不図示)により図中矢印A方向に一定速度
で回転している。
ズ系)であり、共にプラスチック製より成る屈折光学素
子61と長尺の回折光学素子62とを有している。
面内)と副走査方向(副走査断面内)とで互いに異なる
パワーを有する単一のトーリックレンズより成り、該ト
ーリックレンズ61の主走査断面内の形状は光偏向器側
に凹面を向けたメニスカス形状より成っている。
向とで互いに異なるパワーを有しており、入射面62a
の副走査断面内における形状を光偏向器5側に凸面を向
けた形状(凸形状)より形成しており、該入射面62a
の主走査断面内における形状を光偏向器5側に凹面を向
けた形状(凹形状)より形成しており、また出射面62
bに回折格子を形成している。本実施形態では回折光学
素子62の副走査断面内における前側焦点位置、もしく
はその近傍にトーリックレンズ61を配置している。ま
た本実施形態では意図的にこの回折光学素子62の位置
をチルト調整手段又は/及びシフト調整手段により調整
することにより、走査線の傾きずれや走査線の曲がりの
補正を行っている。
ドラム面(被走査面)8の中点より該光偏向器5側にト
ーリックレンズ61、該感光ドラム面8側に回折光学素
子62を配している。結像手段6は光偏向器5によって
反射偏向された画像情報に基づく光束を感光ドラム面8
上に結像させ、かつ副走査断面内において光偏向器5の
偏向面5aの面倒れを補正している。
る。
出射した発散光束はコリメーターレンズ2により略平行
光束に変換され、開口絞り3によって該光束(光量)を
制限してシリンドリカルレンズ4に入射している。シリ
ンドリカルレンズ4に入射した略平行光束のうち主走査
断面においてはそのままの状態で射出する。また副走査
断面内においては収束して光偏向器5の偏向面5aにほ
ぼ線像(主走査方向に長手の線像)として結像してい
る。そして光偏向器5の偏向面5aで偏向された光束は
トーリックレンズ61と回折光学素子62とを介して感
光ドラム面8上に導光され、該光偏向器5を矢印A方向
に回転させることによって、該感光ドラム面8上を矢印
B方向に光走査している。これにより記録媒体である感
光ドラム面8上に画像記録を行なっている。
トーリックレンズ61と回折光学素子62との形状は各
々、 トーリックレンズ..主走査断面内が10次までの関
数で表せる非球面形状、トーリックレンズの光軸との交
点を原点とし、光軸方向をx軸、主走査断面内において
光軸と直交する軸をy軸、副走査断面内において光軸と
直交する軸をz軸としたとき、主走査方向と対応する母
線方向が、
B8 、B10は非球面係数) 副走査方向(光軸を含み主走査方向に対して直交する方
向)と対応する子線方向が、
8Y8+ D10Y10) (但し、r0は光軸上の子線曲率半径、D2 、D4 、D6
、D8 、D10は非球面係数) 回折光学素子..主走査断面内が10次まで、副走査
方向が主走査方向の位置により異なる2次の位相関数で
表わされる回折面、 φ=mλ=b2 Y2 +b4 Y4 +b6 Y6 +b8 Y8 +
b10 Y10 +(d0 +d1 Y+d2 Y2 +d3 Y3 +d4 Y4 )Z
2 (但し、φは位相関数、mは回折次数、λは使用波長、
Yはレンズ光軸からの高さ、b2 ,b4 ,b6 ,d0 ,
d1 ,d2 ,d3 ,d4 は位相係数、実施形態1〜5で
は+1次回折光を使用)なる式で表わされる。
数値実施例1(設計値)を示す。
の入射面61aを第1面、出射面61bを第2面、回折
光学素子62の入射面62aを第3面、出射面62bを
第4面とする。第0面はポリゴンミラー5の偏向点とす
る。回折光学素子62の入射面62aの副走査断面内の
パワーをf1、出射面62bの副走査断面内のパワーを
f2、f1とf2の合成パワーをF、結像手段6の副走
査断面内の結像倍率をm、屈折光学素子61の光軸上の
出射面61bから回折光学素子62の光軸上の入射面6
2aまでの距離をe2、回折光学素子62の光軸上の入
射面62aから前側焦点位置までの距離をs1とする。
ズ61が通常のメカ配置精度で紙面に対して垂直方向に
0.1mm偏心して組み立てられた場合に生じる走査線
の湾曲は偏心方向に凸の走査線湾曲をマイナスとして+
2.5μmであり、これは図5に示した従来例に対して
大幅に低減することができる。
は本実施形態の副走査断面のパワー配置を示した要部概
念図である。同図において図1に示した要素と同一要素
には同符番を付している。
は前述の如く主走査断面内においてポリゴンミラー5側
に凹面を向けたメニスカス形状であるので、副走査断面
内のパワー配置は同図に示すように軸上の61Aに対し
て軸外の61Bはポリゴンミラー5側に寄った位置とな
る。この状態で例えば組み立て時にトーリックレンズ6
1が矢印D方向(図1で紙面に対して垂直な方向、Z方
向)にシフトしたとすると、軸上主光線70Aと軸外主
光線70Bは同図に示すような光路をたどる。これは上
述した如く回折光学素子62の副走査断面内における前
側焦点位置、もしくはその近傍にトーリックレンズ61
を配置しているためである。
副走査断面内における前側焦点位置、もしくはその近傍
に設けたトーリックレンズ61のパワー配置が軸上61
Aと軸外61Bとの間にあるため、軸上主光線70Aと
軸外主光線70Bは各々図2に示すように回折光学素子
62での到達高さが異なり、該回折光学素子62を透過
後には軸上主光線70Aは発散ぎみに、軸外主光線70
Bは収束ぎみに進行する。この結果、被走査面8上では
軸上主光線70Aと軸外主光線70Bはほぼ同じ高さに
到達することになる。
の許容量としては±10μm程度であることが知られて
いる。本実施形態では 0.5<|e2/s1|<1.2 ‥‥(1) 但し、e2:屈折光学素子の光軸上の出射面から回折光
学素子の光軸上の入射面までの距離 s1:回折光学素子の光軸上の入射面から該回折光学素
子の副走査断面内における前側焦点位置までの距離 なる条件を満足するように各要素を設定している。
定したものであり、条件式(1)の上限値を越えると湾
曲量が+10μmを越えてしまい良くない。また条件式
(1)の下限値を越えると湾曲量が−10μmを越えて
しまい良くない。更に条件式(1)の下限値を越えると
副走査倍率も3倍以上になり、ポリゴンミラーの反射面
の加工誤差や装置の振動等により走査線が所望の位置に
対して変動する、いわゆるジッターが発生しやすくなる
ので良くない。
件式(1)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
パワー配分は上記表−1に示すように入射面62aと出
射面62bとでほぼ二分している。仮に入射面62a側
の副走査断面内のパワーをすべて出射面62bの回折格
子に持たせるとしたら、表−1のほぼ2倍の回折格子数
が必要となり、精度面から型の加工やレンズの成形工程
が厳しくなる。
2の副走査断面内の入射面を凸形状とすることにより適
切にパワーを分散させ、2枚構成の結像手段6の後群の
パワー配置を大きめに取り、該結像手段6の副走査倍率
を低減させ、これにより走査光学装置のジッター等の性
能を向上させ、画質の向上を図っている。
断面内の入射面を凸形状とすることにより設計上の自由
度が得られ、例えばトーリックレンズ61と回折光学素
子62における副走査方向のパワー比を最適にすること
により、環境変動に伴なうプラスチック材料の屈折率変
動によるピント変化を、例えば半導体レーザー1の波長
変動等を利用して容易に補償することができる。
子62の副走査断面内における前側焦点位置、もしくは
その近傍にトーリックレンズ61を配置することによ
り、該トーリックレンズ61の位置精度に対して走査線
の敏感度を低減している。
て走査線の湾曲等が発生しやすい場合は、該回折光学素
子62の位置(姿勢)をピント調整手段(不図示)によ
り調整すればよい。例えば図1の矢印Cに示す如く回折
光学素子62の長手方向に平行な軸を中心に回転調整す
ることにより走査線の湾曲を微調することができる。こ
の他にも回折光学素子62の位置をシフト調整手段(不
図示)により紙面に対して垂直な方向(Z方向)や長手
方向にシフトして走査線の湾曲や倍率等も微調できる。
また光軸まわりの回転で走査線の傾きを微調することも
できる。
段(走査レンズ系)はプラスチック製より成る屈折光学
素子61と長尺の回折光学素子62で説明したが必ずし
もこの構成に限られるものではない。たとえば、設計仕
様上高性能が要求され、収差補正を一段と厳しく行わな
ければならないときは、屈折光学素子61と回折光学素
子62のいずれかもしくは両方について、単一素子のパ
ワーを分割して複数の光学素子でレンズ群を成し、走査
光学系全系が3枚以上の光学素子で設計される場合で
も、回折光学素子の副走査断面内の入射面又は/及び出
射面を凸形状とすることにより適切にパワーを分散させ
ればよい。また必ずしもプラスチック製である必要はな
く、研磨・切削加工されたガラス材製や、ガラス母材上
に樹脂材で回折格子面を構成するハイブリッド材製であ
っても良い。
2の結像手段の数値実施例2である。本実施形態におい
て前述の実施形態1と異なる点は結像手段の設計値を異
ならせて構成したことである。その他の構成及び光学的
作用は実施形態1と略同様であり、これにより同様な効
果を得ている。
ズが通常のメカ配置精度で紙面に対して垂直方向に0.
1mm偏心して組み立てられた場合に生じる走査線の湾
曲は偏心方向に凸の走査線湾曲をマイナスとして+0.
9μmであり、これは図4に示した従来例に対して大幅
に低減することができる。
3の結像手段の数値実施例3である。本実施形態におい
て前述の実施形態1と異なる点は結像手段の設計値を異
ならせて構成したことである。その他の構成及び光学的
作用は実施形態1と略同様であり、これにより同様な効
果を得ている。
ズが通常のメカ配置精度で紙面に対して垂直方向に0.
1mm偏心して組み立てられた場合に生じる走査線の湾
曲は偏心方向に凸の走査線湾曲をマイナスとして−0.
6μmであり、これは図4に示した従来例に対して大幅
に低減することができる。
4の結像手段の数値実施例4である。本実施形態におい
て前述の実施形態1と異なる点は結像手段の設計値を異
ならせて構成したことである。その他の構成及び光学的
作用は実施形態1と略同様であり、これにより同様な効
果を得ている。
ズが通常のメカ配置精度で紙面に対して垂直方向に0.
1mm偏心して組み立てられた場合に生じる走査線の湾
曲は偏心方向に凸の走査線湾曲をマイナスとして+8.
3μmであり、これは図4に示した従来例に対して大幅
に低減することができる。
5の結像手段の数値実施例5である。本実施形態におい
て前述の実施形態1と異なる点は結像手段の設計値を異
ならせて構成したことである。その他の構成及び光学的
作用は実施形態1と略同様であり、これにより同様な効
果を得ている。
ズが通常のメカ配置精度で紙面に対して垂直方向に0.
1mm偏心して組み立てられた場合に生じる走査線の湾
曲は偏心方向に凸の走査線湾曲をマイナスとして−7.
6μmであり、これは図4に示した従来例に対して大幅
に低減することができる。
光学素子62の副走査断面内のパワーを入射面(屈折
面)62aと出射面(回折面)62bとに分散させるこ
とにより、回折面62bは温度補償等のために所望のパ
ワーに設定する一方で屈折面62aのパワーを大きく取
り、回折光学素子62のパワーを大きくすることができ
る。またポリゴンミラー5より遠い側に配置された回折
光学素子62のパワーが大きくなるので結像手段6の副
走査倍率を適時低減でき、これにより走査光学装置のジ
ッター等の性能を向上させ、画質の向上を図ることがで
きる。
走査断面内における前側焦点位置、もしくはその近傍に
トーリッレンズ61を配置することにより、該トーリッ
レンズ61の製造誤差で該トーリッレンズ61が偏心配
置されても走査線湾曲が発生しにくくできる。また各実
施形態では回折光学素子62の偏心配置を防止する一方
で意図的に該回折光学素子62を偏心調整して、製造誤
差で回折光学素子62以外の光学部品が偏心配置されて
発生する走査線湾曲を調整している。これにより走査光
学装置の走査線湾曲を低減し、特にタンデムタイプのカ
ラー画像形成装置での各色毎のレジストレーションずれ
(色ずれ)を削減し、画像劣化を防止することができ
る。
の光源を有するシングルビームレーザより構成したが、
これに限らず、複数の光源を有するマルチビームレーザ
より構成しても良い。また各実施形態においては結像手
段を構成するトーリックレンズと回折光学素子とを共に
プラスチック製より形成したが、プラスチック製に限ら
ず、ガラスモールドや、基盤ガラス材上に樹脂材をレプ
リカプレスしたものなどで代用しても同等の効果が得ら
れる。また光偏向器や光偏向器以前の入射光学手段につ
いても、これに限られるものではない。
の入射面62aの副走査断面内における形状を光偏向器
5側に凸面を向けた形状(凸形状)より形成したが、こ
れに限らず、出射面62bの副走査断面内における形状
を感光ドラム面8側に凸面を向けた形状(凸形状)より
形成してもよく、また出射面62bの主走査断面内にお
ける形状を感光ドラム面8側に凹面を向けた形状(凹形
状)より形成しても良い。これによっても前述と同様な
効果が得られる。
出射面62bに回折格子を形成したが、これに限らず、
入射面62aに形成しても良い。また各実施形態では屈
折光学素子と回折光学素子とを各々単一より構成した
が、複数より構成しても良い。
学装置を用いた画像形成装置(電子写真プリンタ)の実
施形態を示す副走査方向の要部断面図である。図3にお
いて、符号104は画像形成装置を示す。この画像形成
装置104には、パーソナルコンピュータ等の外部機器
117からコードデータDcが入力する。このコードデ
ータDcは、装置内のプリンタコントローラ111によ
って、画像データ(ドットデータ)Diに変換される。
この画像データDiは、光走査ユニット100に入力さ
れる。そして、この光走査ユニット(走査光学装置)1
00からは、画像データDiに応じて変調された光ビー
ム(光束)103が出射され、この光ビーム103によ
って感光ドラム101の感光面が主走査方向に走査され
る。
101は、モータ115によって時計廻りに回転させら
れる。そして、この回転に伴って、感光ドラム101の
感光面が光ビーム103に対して、主走査方向と直交す
る副走査方向に移動する。感光ドラム101の上方に
は、感光ドラム101の表面を一様に帯電せしめる帯電
ローラ102が表面に当接するように設けられている。
そして、帯電ローラ102によって帯電された感光ドラ
ム101の表面に、前記光走査ユニット100によって
走査される光ビーム103が照射されるようになってい
る。
画像データDiに基づいて変調されており、この光ビー
ム103を照射することによって感光ドラム101の表
面に静電潜像を形成せしめる。この静電潜像は、上記光
ビーム103の照射位置よりもさらに感光ドラム101
の回転方向の下流側で感光ドラム101に当接するよう
に配設された現像器107によってトナー像として現像
される。ここで用いられるトナー粒子は、例えば帯電ロ
ーラ102によって帯電された電荷とは逆符号を持ち、
そして、感光ドラムの非露光部にトナーが付着する部分
(画線部)となる、所謂正規現像や感光ドラムの露光部
にトナーが付着する反転現像を行うようにしても良い。
は、感光ドラム101の下方で、感光ドラム101に対
向するように配設された転写ローラ108によって被転
写材たる用紙112上に転写される。用紙112は感光
ドラム101の前方(図3において右側)の用紙カセッ
ト109内に収納されているが、手差しでも給紙が可能
である。用紙カセット109端部には、給紙ローラ11
0が配設されており、用紙カセット109内の用紙11
2を搬送路へ送り込む。
された用紙112はさらに感光ドラム101後方(図3
において左側)の定着器へと搬送される。定着器は内部
に定着ヒータ(図示せず)を有する定着ローラ113と
この定着ローラ113に圧接するように配設された加圧
ローラ114とで構成されており、転写部から撒送され
てきた用紙112を定着ローラ113と加圧ローラ11
4の圧接部にて加圧しながら加熱することにより用紙1
12上の未定着トナー像を定着せしめる。更に定着ロー
ラ113の後方には排紙ローラ116が配設されてお
り、定着された用紙112を画像形成装置の外に排出せ
しめる。
トコントローラ111は、先に説明データの変換だけで
なく、モータ115を始め画像形成装置内の各部や、光
走査ユニット100内のポリゴンモータなどの制御を行
う。
施形態1から5のいずれかの走査光学装置を複数個同時
に使用し、それぞれ異なる感光ドラム面上に各色毎の画
像情報を記録し、カラー画像を形成したタンデムタイプ
のカラー画像形成装置の要部概略図である。
々前述した実施形態1から5のいずれかの走査光学装
置、21,22,23,24は各々像担持体としての感
光ドラム、31は搬送ベルトである。
走査光学装置(11,12,13,14)を4個並べ、
各々がC(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロ
ー)、B(ブラック)の各色に対応し、各々並行して感
光ドラム(21,22,23,24)面上に画像信号を
記録し、その後記録材に多重転写して1枚のフルカラー
画像を高速に印字するものである。
いてカラー画像形成装置を構成することにより、高速化
を図ることができると同時に各色間のレジストレーショ
ンずれ(色ずれ)の少ない高画質な画像を得ることがで
きる。
とができる走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置
を達成することができる。
おける入射面の形状を凸形状より形成し、適切にパワー
を分散させ、2枚構成の結像手段の後群のパワー配置を
大きめに取り、該結像手段の副走査倍率を低減させるこ
とにより、走査光学装置のジッターなどの性能を向上さ
せ、画質の向上を図ることができる。
素子と回折光学素子とのパワー比を所望の比率に設定す
ることができ、これにより収差補正やピント位置の温度
補償などの設計が容易になる。更には回折光学素子のパ
ワーを適時設定することにより、回折格子の格子ピッチ
を適当に設定することができ、これにより製造がし易く
なる。
おける前側焦点位置近傍に屈折光学素子を配置すること
により、屈折光学素子と回折光学素子などの光学部品を
取り付けて走査光学装置を製造、組み立てを行う際、例
えば製造誤差で屈折光学素子と回折光学素子が偏心配置
されても走査光学装置のレーザースポットの軌跡、いわ
ゆる走査線の湾曲を低減することができる。特にタンデ
ムタイプのカラー画像形成装置では各色毎の走査光学装
置間の走査線湾曲の差の低減は各色間のレジストレーシ
ョンずれ(色ずれ)を向上させ、画質の向上を図ること
ができる。
中心に回転調整するなど、意図的に回折光学素子の位置
をチルト調整又は/及びシフト調整することにより、製
造誤差で回折光学素子以外の光学部品が偏心配置されて
発生する走査線の湾曲などを微調することが可能とな
り、これによりカラー画像形成装置の各色間のレジスト
レーションずれ(色ずれ)を更に向上させ、画質の向上
を図ることができる。
面図
配置図
(電子写真プリンタ)の構成例を示す副走査方向の要部
断面図
置の要部概略図
の要部概略図
Claims (16)
- 【請求項1】 光源手段から出射された1つ以上の光束
を偏向手段に入射させる入射光学手段と、該偏向手段で
反射偏向された1つ以上の光束を被走査面上に結像させ
る少なくとも1つの屈折光学素子と回折光学素子とを有
する結像手段と、を有する走査光学装置において、 該回折光学素子は入射面又は/及び出射面の副走査断面
内の形状が凸形状より形成されていることを特徴とする
走査光学装置。 - 【請求項2】 前記回折光学素子は、その出射面もしく
は入射面に回折格子を形成していることを特徴とする請
求項1記載の走査光学装置。 - 【請求項3】 前記回折光学素子の副走査断面内におけ
る前側焦点位置、もしくはその近傍に前記屈折光学素子
を配置したことを特徴とする請求項1又は2記載の走査
光学装置。 - 【請求項4】 前記屈折光学素子の主走査断面内の形状
は前記偏向手段側に凹面を向けたメニスカス形状である
ことを特徴とする請求項1又は3記載の走査光学装置。 - 【請求項5】 前記走査光学装置は、1つの屈折光学素
子と1つの回折光学素子からなり、 0.5<|e2/s1|<1.2 なる条件を満足することを特徴とする請求項1乃至4の
いずれか1項に記載の走査光学装置。但し、e2:屈折
光学素子の光軸上の出射面から回折光学素子の光軸上の
入射面までの距離 s1:回折光学素子の光軸上の入射面から該回折光学素
子の副走査断面内における前側焦点位置までの距離 - 【請求項6】 前記回折光学素子の位置を調整するチル
ト調整手段又は/及びシフト調整手段を設けたことを特
徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の走査光
学装置。 - 【請求項7】 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の
走査光学装置と、前記被走査面に配置された感光体と、
前記走査光学装置で走査された光束によって前記感光体
上に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像
器と、現像されたトナー像を被転写材に転写する転写器
と、転写されたトナー像を被転写材に定着させる定着器
とを有することを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項8】 請求項1乃至6の何れか1項に記載の走
査光学装置を複数設け、各走査光学装置から出射された
複数の光束を各々対応する複数の像担持体面上に導光
し、該複数の光束で該複数の像担持体面上を各々走査し
てカラー画像を形成することを特徴とする画像形成装
置。 - 【請求項9】 光源手段から出射された1つ以上の光束
を偏向手段に入射させる入射光学手段と、該偏向手段で
反射偏向された1つ以上の光束を被走査面上に結像させ
る少なくとも1つの屈折光学素子と回折光学素子とを有
する結像手段と、を有する走査光学装置において、 該回折光学素子の副走査断面内における前側焦点位置、
もしくはその近傍に該屈折光学素子を配置したことを特
徴とする走査光学装置。 - 【請求項10】 前記回折光学素子は入射面もしくは出
射面の副走査断面内の形状が凸形状より形成されている
ことを特徴とする請求項9記載の走査光学装置。 - 【請求項11】 前記回折光学素子の出射面又は/及び
入射面に回折格子を形成したことを特徴とする請求項9
又は10記載の走査光学装置。 - 【請求項12】 前記屈折光学素子の主走査断面内の形
状は前記偏向手段側に凹面を向けたメニスカス形状であ
ることを特徴とする請求項9記載の走査光学装置。 - 【請求項13】 前記走査光学装置は、1つの屈折光学
素子と1つの回折光学素子からなり、 0.5<|e2/s1|<1.2 なる条件を満足することを特徴とする請求項9乃至12
のいずれか1項に記載の走査光学装置。但し、e2:屈
折光学素子の光軸上の出射面から回折光学素子の光軸上
の入射面までの距離 s1:回折光学素子の光軸上の入射面から該回折光学素
子の副走査断面内における前側焦点位置までの距離 - 【請求項14】 前記回折光学素子の位置を調整するチ
ルト調整手段又は/及びシフト調整手段を設けたことを
特徴とする請求項9乃至13のいずれか1項に記載の走
査光学装置。 - 【請求項15】 請求項9乃至14のいずれか1項に記
載の走査光学装置と、前記被走査面に配置された感光体
と、前記走査光学装置で走査された光束によって前記感
光体上に形成された静電潜像をトナー像として現像する
現像器と、現像されたトナー像を被転写材に転写する転
写器と、転写されたトナー像を被転写材に定着させる定
着器とを有することを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項16】 請求項9乃至14の何れか1項に記載
の走査光学装置を複数設け、各走査光学装置から出射さ
れた複数の光束を各々対応する複数の像担持体面上に導
光し、該複数の光束で該複数の像担持体面上を各々走査
してカラー画像を形成することを特徴とする画像形成装
置。
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