JP2002365573A - 光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents
光走査装置及び画像形成装置Info
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Abstract
合わせ画像の劣化を防止すると共にスポット径及び走査
スピードの差による画像劣化を防止することができる簡
易な構成の光走査装置及び画像形成装置を得ること。 【解決手段】 複数の光束を反射偏向する光偏向手段1
と、該光偏向手段で反射偏向する各光束毎に設けた走査
レンズとを有し、各光束毎に互いに異った被走査面上に
導光する光走査装置において、該光偏向手段から各々の
被走査面上に至る光路の光路長は互いに異なっており、
各光束の被走査面上への目標入射位置と実際の入射位置
とのズレ特性が略一致していること。
Description
形成装置に関し、特に各光源から出射された光束(レー
ザ光)で複数の画像を描き、該複数の画像を重ねること
で良好なるカラー画像等を形成するようにしたものであ
る。
成されている。
はシリンドリカルレンズ、93はスキャニングミラー、
94は球面レンズ、95はトーリックレンズ、96は感
光ドラム、97はfθレンズ系(走査レンズ系)であ
る。
した平行光束(平行レーザ光)はシリンドリカルレンズ
92により副走査方向にのみ集光され、スキャニングミ
ラー93の面上を照射する。
し、該スキャニングミラー93で反射偏向された光束は
球面レンズ94とトーリックレンズ95とを有するfθ
レンズ系97を通過することにより諸収差(fθ特性)
が補正され収束光束となり、感光ドラム96面上を走査
する(以後、感光ドラム面上を走査する光束を「走査
光」と称する。)。
同期し一定速度で回転し、上記走査光により静電潜像が
感光ドラム96面上に形成される。この静電潜像から電
子写真のプロセスにより紙の上に画像が印刷される。
などにおいては上記光走査装置を複数使用して異なる色
の画像をそれぞれ感光ドラム面上に潜像として形成し、
異なった色のトナーを現像、転写、定着(以後「電子写
真プロセス」と称する。)により紙等に重ねて固着する
ことによりカラーの画像を形成する。
の光走査装置を使用する方法は光走査装置の数に比例し
てコストがかかり、最近の低価格で高品質なプリンタを
提供するには問題があった。
走査装置の中で最もコストのかかっているポリゴンミラ
ーとポリゴンモータ部分を異なる色のビームに対して共
通に用いるという方法がある。
形成装置)の要部概略図である。同図において71は共
通のポリゴンミラー等の光偏向器、72Y、72M、7
2C、72Kは各々第1の走査レンズ、76Y,76
M,76C,76Kは各々第2の走査レンズであり、そ
れぞれ集光機能とfθ特性を有している。73Y、73
M、73C、73Kは各々第1の折り返しミラー、74
Y、74M、74C、74Kは各々第2の折り返しミラ
ー、75Y、75M、75C、75Kは各々第3の折り
返しミラー、77Y、77M、77C、77Kは各々イ
エロー用、マゼンタ用、シアン用、ブラック用の感光ドラ
ムである。78Y、78M、78C、78Kは各色の光
路である。
8M、78C、78Kは各々折り返しミラーをそれぞれ
光路中に3枚有することによって、すべて同じ光路長と
している。このような構成により共通の光偏向器71に
より4色の画像を描画するための光束を走査することが
できる。
置に対して光路長を同一にするために多くのミラーを必
要とし、該ミラーのコストアップがモーターのコストダ
ウンを相殺してしまい、大幅なコストダウンは難しいと
いう問題点があった。
るため、装置全体が大型化し、かつ複雑化するといった
問題点もあった。
ラー画像)を得ると共にスポット径及び走査速度の差に
よる画像劣化が防止できる簡易な構成の光走査装置及び
画像形成装置の提供を目的とする。
装置は、複数の光束を反射偏向する光偏向手段と、該光
偏向手段で反射偏向する各光束毎に設けた走査レンズと
を有し、各光束毎に互いに異った被走査面上に導光する
光走査装置において、該光偏向手段から各々の被走査面
上に至る光路の光路長は互いに異なっており、各光束の
被走査面上への目標入射位置と実際の入射位置とのズレ
特性が略一致していることを特徴としている。
て、前記複数の光束の光強度は各光束が通過する光路の
光路長の長さに比例して大きいことを特徴としている。
て、前記各光路を導光する光束のうち、光路長が長い光
路を導光する光束の光強度は光路長が短い光路を導光す
る光束の光強度に比べて強いことを特徴としている。
束を反射偏向する光偏向手段と、該光偏向手段で反射偏
向する各光束毎に設けた走査レンズとを有し、各光束毎
に互いに異った被走査面上に導光する光走査装置におい
て、該光束毎に設けた走査レンズの焦点距離は互いに異
なっており、各光束の被走査面上への目標入射位置と実
際の入射位置とのズレ特性が略一致していることを特徴
としている。
て、前記複数の光束の光強度は各光束が通過する走査レ
ンズの焦点距離の長さに比例して大きいことを特徴とし
ている。
て、前記各光路を導光する光束のうち、焦点距離が長い
走査レンズを通過する光束の光強度は焦点距離が短い走
査レンズを通過する光束の光強度に比べて強いことを特
徴としている。
光束を反射偏向する光偏向手段と、該光偏向手段で反射
偏向する各光束毎に設けた走査レンズとを有し、各光束
毎に互いに異った感光体面上に導光する画像形成装置に
おいて、該光偏向手段から各々の感光体面上に至る光路
の光路長は互いに異なっており、各光束の感光体面上へ
の目標入射位置と実際の入射位置とのズレ特性が略一致
していることを特徴としている。
て、前記ズレ特性による走査ビーム間の描画位置ずれは
1/2画素以下であることを特徴としている。
て、前記複数の光束毎に画像クロックを変えることによ
り描画位置が変わることを利用して描画していることを
特徴としている。
て、画像クロックの立ち上がりの速い方の光束の光強度
を発光波形の乱れ分大きくしたことを特徴としている。
て、前記ズレ特性による走査ビーム間の描画位置のずれ
は軸上(走査中心)と最軸外(走査端)及び中間におい
て1/4画素以下であることを特徴としている。
て、前記複数の光束の光強度は各光束が通過する光路の
光路長の長さに比例して大きいことを特徴としている。
て、前記各光路を導光する光束のうち、光路長が長い光
路を導光する光束の光強度は光路長が短い光路を導光す
る光束の光強度に比べて強いことを特徴としている。
の光束を反射偏向する光偏向手段と、該光偏向手段で反
射偏向する各光束毎に設けた走査レンズとを有し、各光
束毎に互いに異った感光体面上に導光する画像形成装置
において、該光束毎に設けた走査レンズの焦点距離は互
いに異なっており、各光束の感光体面上への目標入射位
置と実際の入射位置とのズレ特性が略一致していること
を特徴としている。
いて、前記ズレ特性による走査ビーム間の描画位置ずれ
は1/2画素以下であることを特徴としている。
いて、前記複数の光束毎に画像クロックを変えることに
より描画位置が変わることを利用して描画していること
を特徴としている。
いて、画像クロックの立ち上がりの速い方の光束の光強
度を発光波形の乱れ分大きくしたことを特徴としてい
る。
いて、前記ズレ特性による走査ビーム間の描画位置のず
れは軸上(走査中心)と最軸外(走査端)及び中間にお
いて1/4画素以下であることを特徴としている。
いて、前記複数の光束の光強度は各光束が通過する走査
レンズの焦点距離の長さに比例して大きいことを特徴と
している。
いて、前記各光路を導光する光束のうち、焦点距離が長
い走査レンズを通過する光束の光強度は焦点距離が短い
走査レンズを通過する光束の光強度に比べて強いことを
特徴としている。
れか1項の発明において、外部機器から入力した色信号
を異なった色の画像データに変換して画像形成装置に入
力せしめるプリンタコントローラを有していることを特
徴としている。
走査装置及び画像形成装置の実施形態1の副走査方向の
要部断面図(副走査断面図)である。
光束が反射偏向(偏向走査)される方向を主走査方向、
走査レンズの光軸及び主走査方向と直交する方向を副走
査方向と定義する。
向器であり、例えばポリゴンミラー(回転多面鏡)等よ
り成り、モーター等の駆動手段(不図示)により所定方
向に一定速度で回転している。
エロー用、シアン用、ブラック用の第1の走査レンズ、
6,7,8,9は各々順にマゼンタ用、イエロー用、シ
アン用、ブラック用の第2の走査レンズであり、光偏向
器1で反射偏向する各光束毎に設けられている。尚、第
1、第2の2枚の走査レンズで走査レンズ系(fθレン
ズ系)を構成している。
離は互いに異なっている。つまり光偏向器1から各々の
被走査面としての感光ドラム面上に至る光路の光路長が
互いに異なっている。本実施形態では各光束の感光ドラ
ム面上への目標入射位置と実際の入射位置とのズレ特性
(fθ特性)が略一致するように構成している。
タ用、イエロー用、シアン用、ブラック用の折り返しミ
ラーである。14,15,16,17は各々順にイエロ
ー用、マゼンタ用、シアン用、ブラック用の感光ドラム
である。18、19、20、21は各々順にイエロー、
マゼンタ、シアン、ブラックを描画する光線の光路であ
る。
利用して感光ドラム面上に画像を描画している。
示)により光偏向器1に入射した光束は、反射偏向され
第1光路19として第1の走査レンズ2を通り、折り返
しミラー10で折り返された後に第2の走査レンズ6を
通り感光ドラム15面上にマゼンタ用の画像を形成す
る。
イエロー用の画像を描画する光路18は入射系レンズ
(不図示)により光偏向器1の図面上、下側に入射した
光束が第1の走査レンズ3を通り、折り返しミラー11
で反射された後に第2の走査レンズ7を通り感光ドラム
14面上にイエロー用の画像を形成する。
ンズ2(3)と第2の走査レンズ6(7)は集光機能と
fθ特性を有するfθレンズであり、主走査断面内にお
いては光偏向器の反射角に比例した位置に光線を到達さ
せ、かつ感光ドラム15(14)面に光束を集光させ
る。また副走査断面内においては偏向面(反射面)の倒
れを補正するのに、入射系レンズ(不図示)により一旦
偏向面1aの近傍に集光させた後、光偏向器1で反射偏
向された光束を第1の走査レンズ2(3)および第2の
走査レンズ6(7)により感光ドラム15(14)面上
に集光させている(以後「第1、第2の走査レンズ2,
6(3,7)をfθレンズ2,6(3,7)」と称す
る。)。
用の光路19ではイエロー用の光路18の方が光路長が
長くなっている。したがってfθレンズの焦点距離はイ
エロー用のfθレンズ3、7の方がマゼンタ用のfθレ
ンズ2、6よりも長くなり、図2に示すように主走査断
面内の光線到達位置は、光偏向器1より同じ角度で反射
偏向した光束であっても、感光ドラム面上においてイエ
ロー用の光束の像高IHYがマゼンタ用に光束の像高I
HMに比べて高い位置に到達する。
る感光ドラムの位置を示している。15a,14aは光
束が感光ドラム15,14面に入射する位置を示す。L
aはfθレンズの光軸に相当し、走査角θが0°のとき
である。
器で反射偏向される光束の反射角度との関係を示した図
である。
軸)がθ1のとき、Y1,Y2がマゼンタ用の光束と、
イエロー用の光束との感光ドラム面における光線到達位
置(縦軸)である。ここで光線到達位置が像高に相当し
ている。
きのマゼンタ用の光束の到達位置を示している。同図か
らわかるように同じ偏向反射角θ1においては光束の到
達位置はマゼンタ用の光束がY1、イエロー用の光束が
Y2となり、イエロー用の方が像高が高い位置に光束が
到達する。この状態で光偏向器の偏向反射角がθ2にな
ったとき、マゼンタの光束の到達位置はY2となり、光
偏向器の偏向反射角θ1のときのイエローの光束の到達
位置と一致する。すなわち、このθ2/θ1だけマゼン
タの画像クロックを長くすることにより、感光ドラム面
上の各像高における光線到達位置はイエローとマゼンタ
について同じ位置になる。
ラム15を走査するための走査光学系の焦点距離をf
1、イエロー用の感光ドラム14を走査するための走査
光学系の焦点距離をf2とし、マゼンタ用の画像クロッ
クをT1、イエロー用の画像クロックをT2とした時
に、f1*T1=f2*T2と成るように画像クロック
を決めている。
ロックを決めることにより、光線到達位置の主走査方向
の像高はすべての色について一致し、画像を重ねること
で良好なるフルカラーの画像を得ることができる。
的には各色について同一像高とすることができるが、微
視的に見ると図4に示すようになっている。同図におい
ては横軸に像高、縦軸に目標光線到達位置からの主走査
方向の光線ずれ量(所謂fθ特性またはディストーショ
ン特性)を画素を単位にして示したものである。
て示しているが、シアンとブラックについても同様であ
る。同図において31はイエロー、32はマゼンタの像
高ずれを示している。同図に示したように、焦点距離の
異なるfθレンズを使用して走査しているために各色に
ついて光線到達位置を完全に一致させることは難しい。
はfθレンズの焦点距離が異なるため、感光ドラム面上
での光線到達位置に差が発生している。この色光によっ
て生ずる像高ズレ差分ΔYCを示したものが図5であ
る。
イエロー31とマゼンタ32の感光ドラム面上における
光線到達位置の差である像高ズレ差分ΔYCが0.1画
素以下に成るようにしている。この光線の到達位置ずれ
は各fθレンズ間での差として抑えておかないと、色ず
れや色味の不均一といった問題となり、画像を悪化させ
てしまう。
には、曲線の形状が異なってしまうため、これらをうま
くバランスさせることが重要となる。
位置のずれ量ΔYは特に色味の変化に敏感であり、1/
2画素以下とすることで、画像上の劣化を防ぐことがで
きる。
走査位置のずれ量を0.1画素以下に抑えており、これ
により良好なるフルカラー画像を得ている。
(走査中心)と最軸外(走査端)及び中間において1/
4画素以下と成るように設定するのが良い。
る光走査装置の光学系の主走査断面図である。上図の図
6(A)が光路長の短い側の走査光学系(例えば図1の
マゼンタ用の光路19)、下図の図6(B)が光路長の
長い側の走査光学系(例えば図1のイエロー用の光路1
8)を示している。
82,83は各々光路長の短い側のfθレンズ、84,
85は各々光路長の長い側のfθレンズ、86は第1の
被走査面、87は第2の被走査面、88,89は各々副
走査方向にパワーを有したシリンドリカルレンズであ
る。
は不図示の光源から出射された光束(レーザ光)が不図
示のコリメータ−レンズにより略平行光束とされ、シリ
ンドリカルレンズ88(89)で副走査方向に集光さ
れ、偏向面81近傍に一旦結像される。偏向面は偏向角
度を変化させることで光束を主走査方向に反射偏向させ
る。反射偏向された光束はfθレンズ82、83(8
4,85)により屈折され被走査面86(87)上にス
ポットを集光及び等速走査される。
レンズ84は同じレンズ形状となっており、図6(A)
の走査光学系と図6(B)の走査光学系のfθ特性差は
主走査断面内において非球面であるfθレンズ83及びf
θレンズ85により画像上問題の無いレベルまで取り除
いている。
ついて説明する。
を光束で走査するとき、同一の走査光学系では光量が感
光ドラム面または絞り後において同一の光量となるよう
にレーザチップの発光光量を調整している。
のより長い方の光路をとるレーザ光(光束)、すなわち
図1における光路18,21の光量を、光路長の短い方
の光路19,20をとるレーザ光よりも感光ドラム面に
入射する光量を大きくしている。
3,7で走査される走査ビームは感光ドラム面を焦点距
離の短いfθレンズ2,6で走査される走査ビームに比
べて高速に走査する。このときの走査ビームの速度はf
θレンズの焦点距離に比例して大きくなる。
ドラム面に入射する光量は焦点距離に反比例することに
なる。この光量の差をfθレンズの焦点距離の長さ(光
路長の長さ)に比例させて発光光量を増加させること
で、感光ドラム面に入射する光量を双方で同一にするこ
とができる。
レンズ3,7を通過する光束の光強度は焦点距離が短い
fθレンズ2,6を通過する光束の光強度に比べて強く
成るように設定している。つまり各光路を導光する光束
のうち、光路長が長い光路18,21を導光する光束の
光強度は光路長が短い光路19,20を導光する光束の
光強度に比べて強い。
発明の実施形態2の発光光量の変動を示した説明図であ
る。同図は感光ドラム面上におけるレーザ光のパルス発
光の様子を示したものであり、横軸が時間、縦軸が光量
となっている。
示している。図7(B)は光路長の短い方の光源から放
射されるパルス発光の様子を示している。図7(C)は
光路長の長い側の光源から放射されるパルス発光の様子
を示している。各図に示したように本発明においては図
7(C)の光路長の長い方のレーザ光の最大光量を光路
長の短い方のレーザ光の最大光量よりも大きくしてい
る。
光波形は理想的には矩形が望ましいが実際には信号がな
まり、図7(B),(C)のような形状になる。光路長
の長い側は画像クロックが速くなるため、この立ち上が
りと立下りの影響を受けやすく、実際に感光ドラム面に
入射する光量の時間の積算値を合わせるためには同図に
示したように発光光量をあらかじめ高く設定する。即
ち、画像クロックの立ち上がりの速い方の光束の光強度
を発光波形の乱れ分大きくしている。
ロックが速い場合に特に必要になる。
2枚のレンズより構成したが、これに限らず、例えば単
一、もしくは3枚以上のレンズより構成しても良い。ま
た本発明は入射系レンズを用いずに光源から出射された
光束を直接光偏向器の偏向面に入射させても良い。
の画像形成装置の要部概略図である。
号を異なった色の画像データに変換して画像形成装置に
入力せしめるプリンタコントローラ42を有している。
光走査装置41本体内の下側領域には所定の距離を隔て
て対向して駆動ローラ51と従動ローラ52が配置され
ており、移動部材すなわち転写搬送ベルト66は、前記
駆動ローラ51及び従動ローラ52にて巻回されて支持
されている。装置本体(不図示)内の前記転写搬送ベル
ト66の上側領域には光走査装置41が設置されてい
る。この光走査装置41は4本のレーザ光により感光ド
ラム61C、61M、61Y、61Bk上に潜像を形成
する。この各色の画像を紙上で重ね合わせることによっ
てフルカラーの画像を得ることができる。
査面(感光体面)上への目標入射位置と実際の入射位置
とのズレ特性(fθ特性)が略一致するように各要素を
構成することにより、重ね合わせ画像を良好に得ること
ができ、また各光束の光量を微調整することにより、ス
ポット径及び走査スピードの差による画像劣化を防止す
ることができる簡易な構成の光走査装置及び画像形成装
置を達成することができる。
明図
説明図
明図
主走査断面図
説明図
図
Claims (21)
- 【請求項1】 複数の光束を反射偏向する光偏向手段
と、該光偏向手段で反射偏向する各光束毎に設けた走査
レンズとを有し、各光束毎に互いに異った被走査面上に
導光する光走査装置において、 該光偏向手段から各々の被走査面上に至る光路の光路長
は互いに異なっており、 各光束の被走査面上への目標入射位置と実際の入射位置
とのズレ特性が略一致していることを特徴とする光走査
装置。 - 【請求項2】 前記複数の光束の光強度は各光束が通過
する光路の光路長の長さに比例して大きいことを特徴と
する請求項1記載の光走査装置。 - 【請求項3】 前記各光路を導光する光束のうち、光路
長が長い光路を導光する光束の光強度は光路長が短い光
路を導光する光束の光強度に比べて強いことを特徴とす
る請求項1記載の光走査装置。 - 【請求項4】 複数の光束を反射偏向する光偏向手段
と、該光偏向手段で反射偏向する各光束毎に設けた走査
レンズとを有し、各光束毎に互いに異った被走査面上に
導光する光走査装置において、 該光束毎に設けた走査レンズの焦点距離は互いに異なっ
ており、 各光束の被走査面上への目標入射位置と実際の入射位置
とのズレ特性が略一致していることを特徴とする光走査
装置。 - 【請求項5】 前記複数の光束の光強度は各光束が通過
する走査レンズの焦点距離の長さに比例して大きいこと
を特徴とする請求項4記載の光走査装置。 - 【請求項6】 前記各光路を導光する光束のうち、焦点
距離が長い走査レンズを通過する光束の光強度は焦点距
離が短い走査レンズを通過する光束の光強度に比べて強
いことを特徴とする請求項4記載の光走査装置。 - 【請求項7】 複数の光束を反射偏向する光偏向手段
と、該光偏向手段で反射偏向する各光束毎に設けた走査
レンズとを有し、各光束毎に互いに異った感光体面上に
導光する画像形成装置において、 該光偏向手段から各々の感光体面上に至る光路の光路長
は互いに異なっており、 各光束の感光体面上への目標入射位置と実際の入射位置
とのズレ特性が略一致していることを特徴とする画像形
成装置。 - 【請求項8】 前記ズレ特性による走査ビーム間の描画
位置ずれは1/2画素以下であることを特徴とする請求
項7記載の画像形成装置。 - 【請求項9】 前記複数の光束毎に画像クロックを変え
ることにより描画位置が変わることを利用して描画して
いることを特徴とする請求項7記載の画像形成装置。 - 【請求項10】 画像クロックの立ち上がりの速い方の
光束の光強度を発光波形の乱れ分大きくしたことを特徴
とする請求項7記載の画像形成装置。 - 【請求項11】 前記ズレ特性による走査ビーム間の描
画位置のずれは軸上(走査中心)と最軸外(走査端)及
び中間において1/4画素以下であることを特徴とする
請求項7記載の画像形成装置。 - 【請求項12】 前記複数の光束の光強度は各光束が通
過する光路の光路長の長さに比例して大きいことを特徴
とする請求項7記載の画像形成装置。 - 【請求項13】 前記各光路を導光する光束のうち、光
路長が長い光路を導光する光束の光強度は光路長が短い
光路を導光する光束の光強度に比べて強いことを特徴と
する請求項7記載の画像形成装置。 - 【請求項14】 複数の光束を反射偏向する光偏向手段
と、該光偏向手段で反射偏向する各光束毎に設けた走査
レンズとを有し、各光束毎に互いに異った感光体面上に
導光する画像形成装置において、 該光束毎に設けた走査レンズの焦点距離は互いに異なっ
ており、 各光束の感光体面上への目標入射位置と実際の入射位置
とのズレ特性が略一致していることを特徴とする画像形
成装置。 - 【請求項15】 前記ズレ特性による走査ビーム間の描
画位置ずれは1/2画素以下であることを特徴とする請
求項14記載の画像形成装置。 - 【請求項16】 前記複数の光束毎に画像クロックを変
えることにより描画位置が変わることを利用して描画し
ていることを特徴とする請求項14記載の画像形成装
置。 - 【請求項17】 画像クロックの立ち上がりの速い方の
光束の光強度を発光波形の乱れ分大きくしたことを特徴
とする請求項14記載の画像形成装置。 - 【請求項18】 前記ズレ特性による走査ビーム間の描
画位置のずれは軸上(走査中心)と最軸外(走査端)及
び中間において1/4画素以下であることを特徴とする
請求項14記載の画像形成装置。 - 【請求項19】 前記複数の光束の光強度は各光束が通
過する走査レンズの焦点距離の長さに比例して大きいこ
とを特徴とする請求項14記載の画像形成装置。 - 【請求項20】 前記各光路を導光する光束のうち、焦
点距離が長い走査レンズを通過する光束の光強度は焦点
距離が短い走査レンズを通過する光束の光強度に比べて
強いことを特徴とする請求項14記載の画像形成装置。 - 【請求項21】 外部機器から入力した色信号を異なっ
た色の画像データに変換して画像形成装置に入力せしめ
るプリンタコントローラを有していることを特徴とする
請求項7乃至20の何れか1項に記載の画像形成装置。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001169313A JP2002365573A (ja) | 2001-06-05 | 2001-06-05 | 光走査装置及び画像形成装置 |
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2001
- 2001-06-05 JP JP2001169313A patent/JP2002365573A/ja active Pending
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