JP2003185952A - 光走査装置及びそれを用いたカラー画像形成装置 - Google Patents
光走査装置及びそれを用いたカラー画像形成装置Info
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- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/10—Scanning systems
- G02B26/12—Scanning systems using multifaceted mirrors
- G02B26/123—Multibeam scanners, e.g. using multiple light sources or beam splitters
Abstract
するジッターを低減することができ、これにより高精細
で簡易な構成の光走査装置及びそれを用いたカラー画像
形成装置を得ること。 【解決手段】 光源手段からの光束を変換する第1の光
学素子と光束を主走査方向に結像させる第2の光学素子
と多面体偏向器で反射偏向された光束を被走査面上に形
成する走査レンズ系とを有する走査ユニットを複数有
し、2以上の走査ユニットは同一の多面体偏向器を併用
しており、かつ2以上の走査ユニットは多面体偏向器の
異なった偏向面で反射偏向した光束を用いており、2以
上の走査ユニットの被走査面への書き出しタイミングは
各々多面体偏向器の異なった偏向面からの光束を1つの
書き出し位置検知手段で検出し1つの書き出し位置検知
手段からの信号を用いて決定されること。
Description
を用いたカラー画像形成装置に関し、特に複数の光源手
段から出射した複数の光束を単一の多面体偏向器(ポリ
ゴンミラー)を介して対応する被走査面上を走査して画
像形成を行うようにした、例えばレーザビームプリンタ
やデジタル複写機やマルチファンクションプリンタ(多
機能プリンタ)等の画像形成装置に好適なものである。
を1つのポリゴンミラーを介して複数の感光ドラム面上
を走査し、異なる2面以上の偏向面で偏向走査する光走
査装置は、大別すると以下の2つの方法で、感光ドラム
面の書き出し位置を検知している。
数の書き出し位置検知手段を備え、それぞれの書き出し
位置検知手段で得られた検知情報を元にして感光ドラム
面への書き出し位置を決定する。
公報のように1つの書き出し位置検知手段で書き出し位
置検知を行い、複数の偏向面のうち、1つの偏向面の書
き出し位置情報を元に他の書き出し位置を決定する。
ーションS1〜S4は、ステーションS1(図中右端の
ステーション)の書き出し位置検知信号(BD信号)8
01を元にして、全てのステーションS1〜S4がそれ
ぞれの画像信号に基づいて同時に書き始める。
置において、書き出し位置検知手段が書き出し位置検知
信号を検知してから画像が書き出されるタイミングを示
したタイミングチャートである。同図に示すようにステ
ーションS1のBD信号を元にして、全てのステーショ
ンS1〜S4がそれぞれの画像信号に基づいて同時に書
き始めている。
した従来の書き出し位置方法では次に示す問題点があ
る。
を複数個持つため各々に光学素子や光受光素子(受光セ
ンサー)、電気基盤等が必要となり、装置全体が複雑化
し、またコストアップの要因となる。さらに多面体偏向
器の回転を制御するための装置が必要となり、装置全体
の小型化を図るのが難しい。
面の分割誤差等の製造誤差により発生する書き出し位置
ずれ(ジッター)が発生し、画像を劣化させ、高精細な
画質を得ることが難しい。さらに本装置をカラー画像形
成装置に用いる場合は各色の主走査方向の書き出し位置
が異なることにより色ずれが発生する等の問題点があ
る。
により発生するジッターを低減し、高精細で簡易な構成
の光走査装置の提供を目的とする。
用いる場合は色ずれのない高精細なカラー画像を得るこ
とができるカラー画像形成装置の提供を目的とする。
装置は、光源手段から出射した光束を他の光束に変換す
る第1の光学素子と、該変換された光束を主走査方向に
長い線像として結像させる第2の光学素子と、偏向手段
としての多面体偏向器と、該多面体偏向器で反射偏向さ
れた光束を被走査面上にスポットに形成する走査レンズ
系と、を有する走査ユニットを複数有する光走査装置に
おいて、該複数の走査ユニットのうち、2以上の走査ユ
ニットは同一の多面体偏向器を併用しており、かつ該2
以上の走査ユニットは該多面体偏向器の異なった偏向面
で反射偏向した光束を用いており、該2以上の走査ユニ
ットの被走査面への書き出しタイミングは、各々該多面
体偏向器の異なった偏向面からの光束を1つの書き出し
位置検知手段で検出し、該1つの書き出し位置検知手段
からの信号を用いて決定されることを特徴としている。
から出射した光束を他の光束に変換する第1の光学素子
と、該変換された光束を主走査方向に長い線像として結
像させる第2の光学素子と、偏向手段としての多面体偏
向器と、該多面体偏向器で反射偏向された光束を被走査
面上にスポットに形成する走査レンズ系と、を有する走
査ユニットを複数有する光走査装置において、該複数の
走査ユニットのうち、2以上の走査ユニットは同一の多
面体偏向器を併用しており、かつ該2以上の走査ユニッ
トは該多面体偏向器の異なった偏向面で反射偏向した光
束を用いており、該2以上の走査ユニットの各々の書き
出しタイミングのうち1つは、該偏向面の面数が3のと
き、回転方向に対して2面前の偏向面を介した光束を検
出し、ビーム書き出し位置検知信号を得ていることを特
徴としている。
から出射した光束を他の光束に変換する第1の光学素子
と、該変換された光束を主走査方向に長い線像として結
像させる第2の光学素子と、偏向手段としての多面体偏
向器と、該多面体偏向器で反射偏向された光束を被走査
面上にスポットに形成する走査レンズ系と、を有する走
査ユニットを複数有する光走査装置において、該複数の
走査ユニットのうち、2以上の走査ユニットは同一の多
面体偏向器を併用しており、かつ該2以上の走査ユニッ
トは該多面体偏向器の互いに対向しない偏向面で反射偏
向した光束を用いており、該2以上の走査ユニットの各
々の書き出しタイミングのうち1つは、該偏向面の面数
が4のとき、回転方向に対して3面前の偏向面を介した
光束を検出し、ビーム書き出し位置検知信号を得ている
ことを特徴としている。
から出射した光束を他の光束に変換する第1の光学素子
と、該変換された光束を主走査方向に長い線像として結
像させる第2の光学素子と、偏向手段としての多面体偏
向器と、該多面体偏向器で反射偏向された光束を被走査
面上にスポットに形成する走査レンズ系と、を有する走
査ユニットを複数有する光走査装置において、該複数の
走査ユニットのうち、2以上の走査ユニットは同一の多
面体偏向器を併用しており、かつ該2以上の走査ユニッ
トは該多面体偏向器の偏向面で反射偏向した光束を用い
ており、該2以上の走査ユニットの各々の書き出しタイ
ミングのうち1つは、該偏向面の面数が5のとき、回転
方向に対して3面又は4面前の偏向面を介した光束を検
出し、ビーム書き出し位置検知信号を得ていることを特
徴としている。
から出射した光束を他の光束に変換する第1の光学素子
と、該変換された光束を主走査方向に長い線像として結
像させる第2の光学素子と、偏向手段としての多面体偏
向器と、該多面体偏向器で反射偏向された光束を被走査
面上にスポットに形成する走査レンズ系と、を有する走
査ユニットを複数有する光走査装置において、該複数の
走査ユニットのうち、2以上の走査ユニットは同一の多
面体偏向器を併用しており、かつ該2以上の走査ユニッ
トは該多面体偏向器の互いに対向しない偏向面で反射偏
向した光束を用いており、該2以上の走査ユニットの各
々の書き出しタイミングのうち1つは、該偏向面の面数
が6のとき、回転方向に対して4面前の偏向面を介した
光束を検出し、ビーム書き出し位置検知信号を得ている
ことを特徴としている。
から出射した光束を他の光束に変換する第1の光学素子
と、該変換された光束を主走査方向に長い線像として結
像させる第2の光学素子と、偏向手段としての多面体偏
向器と、該多面体偏向器で反射偏向された光束を被走査
面上にスポットに形成する走査レンズ系と、を有する走
査ユニットを複数有する光走査装置において、該複数の
走査ユニットのうち、2以上の走査ユニットは同一の多
面体偏向器を併用しており、かつ該2以上の走査ユニッ
トは該多面体偏向器の互いに対向しない偏向面で反射偏
向した光束を用いており、該2以上の走査ユニットの各
々の書き出しタイミングのうち1つは、該偏向面の面数
が8のとき、回転方向に対して6面前の偏向面を介した
光束を検出し、ビーム書き出し位置検知信号を得ている
ことを特徴としている。
から出射した光束を他の光束に変換する第1の光学素子
と、該変換された光束を主走査方向に長い線像として結
像させる第2の光学素子と、偏向手段としての多面体偏
向器と、該多面体偏向器で反射偏向された光束を被走査
面上にスポットに形成する走査レンズ系と、を有する走
査ユニットを複数有する光走査装置において、該複数の
走査ユニットのうち、2以上の走査ユニットは同一の多
面体偏向器を併用しており、かつ該2以上の走査ユニッ
トは該多面体偏向器の回転軸に対して対向した偏向面で
反射偏向した光束を用いており、2以上の走査ユニット
の各々の書き出しタイミングのうち1つは、該偏向面の
面数がN(Nは2以上の偶数)のとき、回転方向に対し
て(N−N/2)面前の偏向面を介した光束を検出し、
ビーム書き出し位置検知信号を得ていることを特徴とし
ている。
か一項の発明において、前記複数の走査ユニットは光束
が前記多面体偏向器に対して互いに対向しない面に入射
する2つ以上の走査ユニットを含んでいることを特徴と
している。
おいて、前記複数の走査ユニットは光束が前記多面体偏
向器に対して、該多面体偏向器の回転軸に対して対向す
る面に入射する2つ以上の走査ユニットを含んでいるこ
とを特徴としている。
れか一項の発明において、前記複数の走査ユニットの光
源手段のうち、少なくとも2つは、同一基板上に配置さ
れていることを特徴としている。
ずれか一項の発明において、前記多面体偏向器の偏向面
に入射する光束の主走査方向の光束幅は該偏向面の主走
査方向の幅よりも広いことを特徴としている。
ずれか一項の発明において、前記被走査面の書き出しタ
イミング用の光束を検出する為の書き出し位置検知手段
を有し、該書き出し位置検知手段は、同期検出素子を有
し、該同期検出素子は少なくとも前記複数の走査ユニッ
トのうちの光源手段と同一基板上に配置されていること
を特徴としている。
ずれか一項の発明において、前記被走査面の書き出しタ
イミング用の光束を検出する為の書き出し位置検知手段
を有し、前記多面体偏向器を介して前記書き出し位置検
知手段へ向かう光束は、前記走査レンズ系を通過しない
ことを特徴としている。
ずれか一項の発明において、前記第2の光学素子は、プ
ラスティックモールドにより成形されていることを特徴
としている。
は、請求項1乃至14のいずれか一項に記載の光走査装
置を複数有し、各々の光走査装置の被走査面に配置さ
れ、互いに異なった色の画像を形成する複数の像担持体
とを有することを特徴としている。
いて、外部機器から入力した色信号を異なった色の画像
データに変換して各々の光走査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。
タは、請求項1乃至14の何れか1項の光走査装置を用
いて、前記被走査面上に設けた感光ドラムに光束を導光
することを特徴としている。
施形態1の主走査方向の要部断面図(主走査断面図)、
図2は本発明の実施形態1の副走査方向の要部断面図
(副走査断面図)である。図3(A),(B)は各々書
き出し位置検知手段(BD光学系)の要部断面図であ
り、多面体偏向器の偏向面で反射偏向された一部の光束
(BD光束)が同期検出素子へ向かう光路のみを展開し
て示しており、同図(A)は主走査断面図、同図(B)
は副走査断面図である。
軸と光偏向器により偏向された光束とが形成する面を主
走査断面、走査レンズ系の光軸を含み主走査断面と直交
する面を副走査断面と定義する。
ユニット(以下、「ステーション」とも称す。)であ
る。第1、第2の走査ユニットS1,S2は、各々光源
手段(1a,1b)からの光束を他の光束に変換する第
1の光学素子(2a,2b)と、主走査方向に長い線像
として結像させる第2の光学素子(3a,3b)と、光
束を規制する開口絞り(4a,4b)と、偏向手段とし
ての多面体偏向器5と、該多面体偏向器からの光束を被
走査面にスポットに形成する走査レンズ系(6a,6
b)とを有している。
ニットS1,S2が同一の多面体偏向器5を併用してお
り、かつ第1、第2の走査ユニットS1,S2は、該多
面体偏向器5の異なった偏向面で反射偏向した光束を用
いている。
査ユニットS1,S2の被走査面としての感光ドラム面
(7a,7b)への書き出しタイミングを、各々多面体
偏向器5の異なった偏向面からの光束を1つの書き出し
位置検知手段(BD光学系)64で検出し、該1つの書
き出し位置検知手段64からの信号を用いて決定してい
る。
は光束が多面体偏向器5に対して同一方向から入射する
ように構成されている。
つの光束が対向した面を用いない場合を示している。
において、光源手段1a,1bは各々半導体レーザ(光
源)より成り、また光源手段1aと光源手段1bは同一
の平面基板に配置されている。尚、光源手段1aと光源
手段1bは各々独立に配置しても良い。
ターレンズより成り、光源手段1a,1bから出射され
た光束を略平行光束もしくは発散光束もしくは収束光束
に変換している。
リカルレンズより成り、プラスティックモールドで成形
されており、副走査方向のみに所定の屈折力を有してい
る。
レンズ3a,3bから出射された光束を所望の最適なビ
ーム形状に成形している。
ーレンズ(2a,2b)、シリンドリカルレンズ(3
a,3b)、開口絞り(4a,4b)等の各要素は入射
光学手段(8a,8b)の一要素を構成している。
面より成るポリゴンミラーより成り、モーター等の駆動
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。本実施形態においては上記の如く第1、第2
の走査ユニットS1,S2がこの多面体偏向器5を併用
しており、かつ第1、第2の走査ユニットS1,S2
は、該多面体偏向器5の異なった偏向面で反射偏向した
光束を用いている。
bより成り、多面体偏向器5により反射偏向された光束
を被走査面7a,7b上にスポット状に結像させてい
る。走査レンズ6a,6bは副走査断面内において光偏
向器5の偏向面近傍と被走査面7a,7b近傍との間を
共役関係にすることにより、倒れ補正機能を有してい
る。
系)であり、同期検出用の同期検知レンズ(以下、「B
Dレンズ」と記す。)61と、スリット(以下、「BD
スリット」と記す。)62と、同期検出素子(以下、
「BDセンサー」と記す。)63とを有し、各走査ユニ
ットS1,S2の被走査面7a,7bへの書き出しタイ
ミングを決定している。
査方向の曲率とが互いに異なるアナモフィックレンズよ
り成り、主走査方向、副走査方向共にBD光束をBDス
リット62面上に結像させ、主走査断面内ではBDスリ
ット62上を走査し、副走査断面内では偏向面とBDス
リット62とが略共役であるため、偏向面の面倒れ補正
系となっている。
決めている。このBDスリット62は端部がナイフエッ
ジ状に成っており、主走査方向へ走査されるBDレンズ
61により略結像されたスポットがBDセンサー63面
に入射する位置を決めるものであって、これによりBD
センサー63の受光面端部でBD光束をけるよりBDス
リット62のナイフエッジでけった方がBD検出精度を
高くしている。
は光源手段1a,1bと独立に配置しているが、該光源
手段1a,1bと同一の基板上に配置しても良い。
返しミラー等の光束を折り返す部材を配置しても良く、
これによれば光走査装置を小型化できるというメリット
を有する。また本実施形態のようにBDレンズ61を個
別に設けてもよいが、第1の走査ユニットS1の走査レ
ンズ6aの一部を用いてもよい。走査レンズ6aの一部
を用いた場合は通常、BDスリット62が感光ドラム面
7aと光学的に等価な位置に配置される。
にBDスリット62面上に結像しているため、BDセン
サー面上でのスポット径は、該BDスリット面上の径よ
り大きく成るようにしている。これによりBDセンサー
の製造誤差による感度ムラやごみ等の付着物による感度
ムラを拾いにくい構成としている。
ションS1において、画像情報に応じて光源手段1aか
ら光変調され出射した光束がコリメーターレンズ2aに
より略平行光束もしくは収束光束に変換され、シリンド
リカルレンズ3aに入射する。シリンドリカルレンズ3
aに入射した光束のうち主走査断面内においてはそのま
まの状態で出射して開口絞り4aを通過する(一部遮光
される)。また副走査断面内においては収束して開口絞
り4aを通過し(一部遮光される)多面体偏向器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
結像する。そして多面体偏向器5の偏向面5aで反射偏
向された光束は走査レンズ6aにより感光ドラム面7a
上にスポット状に結像され、該多面体偏向器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7a上
を矢印B方向(主走査方向)に等速度で光走査してい
る。これにより記録媒体である感光ドラム面7a上に画
像記録を行っているこのとき感光ドラム面7a上を光走
査する前に該感光ドラム面7a上の走査開始位置のタイ
ミングを調整する為に、多面体偏向器5の偏向面5aで
反射偏向された光束の一部(BD光束)をBDレンズ6
1によりBDスリット62面上に集光させた後、BDセ
ンサー63に導光している。そしてBDセンサー63か
らの出力信号を検知して得られた書き出し位置検知信号
(BD信号)を用いて感光ドラム面7a上への画像記録
の走査開始位置のタイミングを調整している。
手段1bから出射した光束が第1の走査ユニットS1の
入射方向と同一方向から多面体偏向器5の偏向面5bに
入射し、該偏向面5bで反射偏向された光束が走査レン
ズ6bにより感光ドラム面7b上にスポット状に結像さ
れ、光走査される。
前に該感光ドラム面7b上の走査開始位置のタイミング
を調整する為に、第1のステーションS1の走査に用い
られる偏向面5aの3面前の偏向面5bで反射偏向され
た光束の一部(BD光束)をBDレンズ61によりBD
スリット62面上に集光させた後、BDセンサー63に
導光している。そしてBDセンサー63からの出力信号
を検知して得られた書き出し位置検知信号(BD信号)
を用いて感光ドラム面7b上への画像記録の走査開始位
置のタイミングを調整している。
と本実施形態のような同一方向から多面体偏向器に入射
する光学配置では、第2のステーションS2の書き出し
タイミングは第1のステーションS1の走査に用いられ
る偏向面の3面前のビーム書き出し位置検知信号を元に
決定される。
回転方向に数えて何面前と表示している。
テーションS2の書き出しタイミングは回転方向に対し
て3面前の偏向面を介したBD光束をBD光学系64で
検出し、ビーム書き出し位置検知信号を得ている。
D信号を検知してから画像が書き出されるタイミングを
示したタイミングチャートである。
光源手段1aから発せられた光束がBD光路を通過しB
Dセンサー63で受光される。図4に示すようにBD信
号が立ち上がってから一定時間(一定クロック)後に第
1のステーションS1の画像信号に基づいて感光ドラム
面7aに画像を形成する。
ョンS1内のBD光学系64で3面前に検知したBD信
号を元に一定時間(一定クロック)後に光源手段1bを
発光させ、第2のステーションS2の画像信号に基づい
て感光ドラム面7bに画像を形成する。
のBD光学系(書き出し位置検知手段)64を用いて2
つの感光ドラム面7a,7bへのBD信号(書き出し位
置検知信号)を検知することにより、多面体偏向器5の
偏向面の分割誤差により発生するジッターを低減し、色
ずれのない高精細で簡易な構成の光走査装置を達成して
いる。
装置に用いる場合は、本装置を1つだけ用いればよく、
後述するように4色のカラー画像形成装置に用いる場合
は、本装置を2つ用いて画像を形成すれば良い。
査ユニットS1,S2のシリンドリカルレンズ3a、3
bを各々独立に設けたが、これに限らず、例えばプラス
ティックモールド等で一体的に成形しても良い。また第
1、第2の走査ユニットS1,S2においてはコリメー
ターレンズ(2a,2b)とシリンドリカルレンズ(3
a,3b)等を用いずに、光源手段(1a,1b)から
の光束を直接開口絞り(4a,4b)を介して多面体偏
向器5に導光しても良い。また第1、第2の走査ユニッ
トS1,S2においては走査レンズ系(6a,6b)を
1枚のレンズより構成したが、これに限らず、例えば2
枚以上のレンズより構成しても良い。
偏向面数が6、8面(偶数面)のときで2つの光束が、
該ポリゴンミラーの偏向面のうち対向しない面を用いる
ときは図13、図14に示すように回転方向に対して
4,6面前の偏向面を介した光束を検出してビーム書き
出し位置検知信号を得ている。
偏向面数が4、6、8面(偶数面)のときで2つの光束
が、該ポリゴンミラーの偏向面のうち対向する面を用い
るときは図15、図16、図17に示すように回転方向
に対して2、3,4面前の偏向面を介した光束を検出し
てビーム書き出し位置検知信号を得ている。
出しタイミングのうち1つは、該偏向面の面数がN(N
は2以上の偶数)のとき、回転方向に対して(N−N/
2)面前の偏向面を介した光束を検出し、ビーム書き出
し位置検知信号を得ている。
偏向面数が3面のときで互いに異なった偏向面を用いる
ときは図18に示すように2面前の偏向面を介した光束
を検出してビーム書き出し位置検知信号を得ている。
偏向面数が5面のときで該ポリゴンミラーの偏向面のう
ち異なった偏向面を用いるときは図19、図20に示す
ように回転方向に対して3面又は4面前の偏向面を介し
た光束を検出してビーム書き出し位置検知信号を得てい
る。
1と同様な効果を得ている。
施態様のカラー画像形成装置の要部概略図である。本実
施形態は、光走査装置を2個並べ各々並行して像担持体
である感光ドラム面上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。
置、11,12は各々実施形態1の構成を有する光走査
装置、21,22,23,24は各々像担持体としての
感光ドラム、31,32,33,34は各々現像器、5
1は搬送ベルトである。
は、パーソナルコンピュータ等の外部機器52からR
(レッド)、G(グリーン)、B(ブルー)の各色信号
が入力する。これらの色信号は、装置内のプリンタコン
トローラ53によって、C(シアン),M(マゼン
タ),Y(イエロー)、B(ブラック)の各画像データ
(ドットデータ)に変換される。これらの画像データ
は、それぞれ光走査装置11,12に入力される。そし
て、これらの光走査装置からは、各画像データに応じて
変調された光ビーム41,42,43,44が出射さ
れ、これらの光ビームによって感光ドラム21,22,
23,24の感光面が主走査方向に走査される。
光走査装置(11,12)を2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、各々平行して感光ドラム21,2
2,23,24面上に画像信号(画像情報)を記録し、
カラー画像を高速に印字するものである。
上述の如く2つの光走査装置11,12により各々の画
像データに基づいた光ビームを用いて各色の潜像を各々
対応する感光ドラム21,22,23,24面上に形成
している。その後、記録材に多重転写して1枚のフルカ
ラー画像を形成している。
センサを備えたカラー画像読取装置が用いられても良
い。この場合には、このカラー画像読取装置と、カラー
画像形成装置60とで、カラーデジタル複写機が構成さ
れる。
の主走査方向の要部断面図(主走査断面図)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。
なる点は、偏向面数Nが6面である多面体偏向器を用い
た点と、2つの入射光学手段78a,78bが主走査断
面内で多面体偏向器75に対して対向する位置に配置し
た点と、2つの光源手段71a,71bを各々独立に変
調可能なモノリシックマルチレーザーより構成した点で
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。
入射光学手段であり、主走査断面内で多面体偏向器75
に対して対向する位置に配置している。入射光学手段7
8a,78bは各々モノリシックマルチレーザーより成
る光源手段71a,71b、コリメーターレンズ72
a,72b、シリンドリカルレンズ73a,73b、そ
して開口絞り74a,74b等を有している。
6面より成るポリゴンミラーより成り、モーター等の駆
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。本実施形態においては前述の実施形態1と
同様に第1、第2の2つの走査ユニット(ステーショ
ン)S1,S2がこの多面体偏向器75を併用してお
り、かつ第1、第2の走査ユニットS1,S2は、該多
面体偏向器75の異なった偏向面で反射偏向した光束を
用いている。
して対向する位置に入射光学手段78a,78bを各々
配置し、かつ偶数面の偏向面N(Nは2以上)をもつポ
リゴンミラーで構成し、かつ対向した偏向面を用いる光
学配置では、第2のステーションS2の書き出しタイミ
ングは第1のステーションS1の走査に用いられる偏向
面の(N−N/2)面前の書き出し位置検知信号を元に
決定される。
は、第1のステーションS1の走査に用いられる偏向面
75aの3面前の偏向面75bで反射偏向される光束の
一部(BD光束)を用いて走査開始位置のタイミングを
調整している。
向器75を6面のポリゴンミラーで構成し、かつ2つの
光源手段71a,71bをモノリシックマルチレーザー
で構成することにより、前述の実施形態1よりも更に高
速な光走査装置を達成している。
の主走査方向の要部断面図(主走査断面図)、図8は副
走査方向の要部断面図(副走査断面図)である。図7、
図8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。
なる点は、偏向面が副走査断面内で2段より成る多面体
偏向器85を用い、本装置を第1、第2、第3、第4の
4つの走査ユニット(ステーション)S1〜S4から構成
した点と、各走査ユニットS1〜S4の光源手段81
a,81bから出射する4つの光束が多面体偏向器85
へ入射する入射角度を70°となるように構成した点で
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。
3の走査ユニット(以下、「ステーション」とも称
す。)である。第1、第3の走査ユニットS1,S3
は、副走査方向に光源を2つ並置して構成された光源手
段81aから出射した2つの光束を他の光束に変換する
コリメーターレンズ82aと、主走査方向に長い線像と
して結像させるシリンドリカルレンズ83aと、光束を
規制する開口絞り84aと、多面体偏向器85と、該多
面体偏向器85で反射偏向された2つの光束を被走査面
としての感光ドラム面87aにスポットに形成する走査
レンズ86aとを有している。
(以下、「ステーション」とも称す。)である。第2、
第4の走査ユニットS2,S4は、副走査方向に光源を
2つ並置して構成された光源手段81bから出射した2
つの光束を他の光束に変換するコリメーターレンズ82
bと、主走査方向に長い線像として結像させるシリンド
リカルレンズ83bと、光束を規制する開口絞り84b
と、多面体偏向器85と、該多面体偏向器85で反射偏
向された2つの光束を被走査面としての感光ドラム面8
7bにスポットに形成する走査レンズ86bとを有して
いる。
S4は同一の多面体偏向器85を併用しており、かつ各
走査ユニットS1〜S4は、該多面体偏向器85の異な
った偏向面で反射偏向した光束を用いている。
S1〜S4の感光ドラム面87a〜87dへの書き出し
タイミングを各々多面体偏向器85の異なった偏向面か
らの光束を1つの書き出し位置検知手段(BD光学系)
で検出し、該1つの書き出し位置検知手段からの信号を
用いて決定している。
向に並置した2つのレンズを一体的にして成型してお
り、多面体偏向器85により反射偏向された4つの光束
を各々対応する第1〜第4の走査ユニットS1〜S4の
感光ドラム面87a〜87d上にスポット状に結像させ
ている。また走査レンズ86a,86bは副走査断面内
において光偏向器85の偏向面近傍と感光ドラム面近傍
との間を共役関係にすることにより、倒れ補正機能を有
している。
ニットS1〜S4内の光源手段81a,81bから出射
した4つの光束が共に入射角70°で異なる偏向面に入
射するように構成している。ここで入射角とは光源手段
81a,81bから出射された光束の主光線と走査レン
ズ86a,86bの光軸とのなす角度である。これによ
り実施形態1よりも更にピッチムラを低減でき、より高
精細な光走査装置を達成している。
1bから出射した4つの光束が同一方向から多面体偏向
器に入射する光学配置では、第2、第4のステーション
S2,S4の感光ドラムへの書き出しタイミングは第
1、第3のステーションS1,S3の走査に用いられる
偏向面の(N−1)面前のビーム書き出し位置検知信号
を元に決定される。
4においては,第1、第3のステーションS1,S3の
走査に用いられる偏向面の3面前の偏向面で反射偏向さ
れた光束の一部(BD光束)を用いて、感光ドラム面8
7b,87d上の走査開始位置のタイミングを調整して
いる。
面が副走査方向に2段に配置されており、各光源手段8
1a,81bから出射した4つの光束が2段ポリゴンミ
ラーのそれぞれ対応する偏向面に入射する。本実施形態
における2段ポリゴンミラー85は偏向面が加工上同時
に加工され同一平面であるため、BD光学系64は図面
上、上側の偏向面85a、85bで偏向反射された光束
のみを検知すればよい。即ち、第3、第4のステーショ
ンS1,S2は第1、第2のステーションS1,S2で
得られるBD信号を用いて走査開始位置のタイミングの
調整を行えば良い。
は、図面上、上下(副走査方向)のレンズ(86a1,
86a2・86b1,86b2)が各々一体で成型され
ており、同一の光学性能を有しているため、各感光ドラ
ム面87a〜87dへの光路長を合わせるために折り返
しミラーを複数枚配置している。
ム面87a〜87dへの光路長が等しくなるように配置
されていればよく、他の配置でも全く同様の効果を得る
ことができる。
き出し位置検知信号を検知してから画像が書き出される
タイミングを示したタイミングチャートである。
S1の光源から発せられた光束がBD光路を通過しBD
センサー63で受光される。BD信号が立ち上がってか
ら一定時間(一定クロック)後に第1のステーションS
1の画像信号に基づいて感光ドラム面87aに画像を形
成する。第3のステーションS3は第1のステーション
S1と同様にBD信号が立ち上がってから一定時間(一
定クロック)後に第3のステーションS3の画像信号に
基づいて感光ドラム面87cに画像を形成する。
ョンS1内のBD光学系64で3面前に検知したBD信
号を元に一定時間(一定クロック)後に光源を発光さ
せ、第2のステーションS2の画像信号に基づいて感光
ドラム面87bに画像を形成する。第4のステーション
S4は第2のステーションS2と同様であり、第4のス
テーションS4の画像信号に基づいて感光ドラム面87
dに画像を形成する。
く各走査ユニットS1〜S4の光源から出射した光束が
多面体偏向器85へ入射する入射角を70°と成るよう
に構成することにより、実施形態1より更にピッチムラ
を低減でき、より高精細な光走査装置を達成することが
できる。また多面体偏向器85を副走査方向に2段の偏
向面を有するポリゴンミラーで構成することにより、1
つの光走査装置で4色のカラー画像形成装置を達成する
ことができる。
4の主走査方向の要部断面図(主走査断面図)である。
同図において図6に示した要素と同一要素には同符番を
付している。
なる点は、第1、第2の2つの走査ユニット(ステーシ
ョン)S1,S2をオーバーフィールド光学系(OFS
光学系)より構成した点である。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。
ステーションS1において光源手段91aから出射した
光束がコリメーターレンズ92aにより略平行光束もし
くは発散光束に変換され、シリンドリカルレンズ93a
に入射する。このシリンドリカルレンズ93aに入射し
た光束のうち副走査断面内における光束は収束して開口
絞り94aで制限され、折り返しミラー99aを介して
多面体偏向器95の偏向面95aに入射し、該偏向面近
傍にほぼ線像(主走査方向に長手の線像)として結像す
る。このとき偏向面95aに入射する光束は多面体偏向
器95の回転軸と走査レンズ96aの光軸を含む副走査
断面内から、該多面体偏向器95の回転軸と垂直な平面
(多面体偏向器の回転平面)に対して斜め方向から入射
する。また主走査断面内における光束は多面体偏向器9
5の偏向角の略中央から偏向面95aに入射する。この
ときの光束の光束幅は主走査方向において偏向面のファ
セット幅に対し十分広くなるように設定している。そし
て多面体偏向器95で偏向反射された光束は走査レンズ
96aを介して感光ドラム面97a上に導光され、該多
面体偏向器95を図中矢印A方向に回転させることによ
って、該感光ドラム面96a上を矢印B方向(主走査方
向)に光走査している。これにより記録媒体としての感
光ドラム面97a上に画像記録を行っている。
る前に該感光ドラム面97a上の走査開始位置のタイミ
ングを調整する為に、多面体偏向器95の偏向面95a
で反射偏向された光束の一部(BD光束)をBDレンズ
61によりBDスリット62面上に集光させた後、BD
センサー63に導光している。そしてBDセンサー63
からの出力信号を検知して得られた書き出し位置検知信
号(BD信号)64を用いて感光ドラム面97a上への
画像記録の走査開始位置のタイミングを調整している。
のステーションS1と同様に光源手段1bから出射した
光束が第1の走査ユニットS1の入射方向と対向する方
向から多面体偏向器95の偏向面95bに正面から入射
し、該偏向面95bで反射偏向された光束が走査レンズ
96bにより対応する感光ドラム面97b上にスポット
状に結像され、光走査される。
る前に該感光ドラム面97b上の走査開始位置のタイミ
ングを調整する為に、第1のステーションS1の走査に
用いられる偏向面95aの3面前の偏向面95bで反射
偏向された光束の一部(BD光束)をBDレンズ61に
よりBDスリット62面上に集光させた後、BDセンサ
ー63に導光している。そしてBDセンサー63からの
出力信号を検知して得られた書き出し位置検知信号(B
D信号)を用いて感光ドラム面97b上への画像記録の
走査開始位置のタイミングを調整している。
同様に第2のステーションS2の書き出しタイミングは
第1のステーションS1の走査に用いられる偏向面の
(N−N/2)面前の書き出し位置検知信号を元に決定
される。
は、第1のステーションS1の走査に用いられる偏向面
95aの3面前の偏向面95bで反射偏向される光束の
一部(BD光束)を用いて走査開始位置のタイミングを
調整している。
1、第2の走査ユニットS1,S2をOFS光学系より
構成し、1つの書き出し位置検知手段64を用いて2つ
の感光ドラム面97a,97bへの書き出し位置検知信
号を検知することにより、多面体偏向器95の偏向面の
分割誤差により発生するジッターを低減し、高精細で簡
易な構成の光走査装置を達成している。
ユニットの被走査面への書き出しタイミングを、各々多
面体偏向器の異なった偏向面からの光束を1つの書き出
し位置検知手段で検出し、該1つの書き出し位置検知手
段からの信号を用いて決定することにより、多面体偏向
器の偏向面の分割誤差により発生するジッターを低減す
ることができ、これにより高精細で簡易な構成の光走査
装置を達成することができる。
置をカラー画像形成装置に用いた場合には色ずれのない
高精細なカラー画像が得られるカラー画像形成装置を達
成することができる。
の要部断面図
イミングを示すタイムチャート
部概略図
イミングを示すタイムチャート
すタイムチャート
子を示した説明図
子を示した説明図
子を示した説明図
子を示した説明図
子を示した説明図
子を示した説明図
子を示した説明図
子を示した説明図
a,91b 光源手段2a,2b,72a,72b,8
2a,82b,92a,92b コリメーターレンズ 3a,3b,73a,73b,83a,83b,93
a,93b シリンドリカルレンズ 4a,4b,74a,74b,84a,84b,94
a,94b 開口絞り5,75,85,95 多面体偏
向器(ポリゴンミラー) 6a,6b,76a,76b,86a,86b,96
a,96b 走査レンズ系(fθレンズ) 7a,7b,77a,77b,87a,87b,97
a,97b 被走査面(感光ドラム面) 8a,8b,78a,78b,88a,88b,98
a,98b 入射光学手段 61 BDレンズ 62 BDスリット 63 BDセンサー 64 BD光学系 11,12 光走査装置 21、22、23、24 像担持体(感光ドラム) 31、32、33、34 現像器 41,42,43,44 レーザ光束 51 搬送ベルト 52 外部機器 53 プリンタコントローラ 60 カラー画像形成装置
Claims (17)
- 【請求項1】 光源手段から出射した光束を他の光束に
変換する第1の光学素子と、該変換された光束を主走査
方向に長い線像として結像させる第2の光学素子と、偏
向手段としての多面体偏向器と、該多面体偏向器で反射
偏向された光束を被走査面上にスポットに形成する走査
レンズ系と、を有する走査ユニットを複数有する光走査
装置において、 該複数の走査ユニットのうち、2以上の走査ユニットは
同一の多面体偏向器を併用しており、かつ該2以上の走
査ユニットは該多面体偏向器の異なった偏向面で反射偏
向した光束を用いており、 該2以上の走査ユニットの被走査面への書き出しタイミ
ングは、各々該多面体偏向器の異なった偏向面からの光
束を1つの書き出し位置検知手段で検出し、該1つの書
き出し位置検知手段からの信号を用いて決定されること
を特徴とする光走査装置。 - 【請求項2】 光源手段から出射した光束を他の光束に
変換する第1の光学素子と、該変換された光束を主走査
方向に長い線像として結像させる第2の光学素子と、偏
向手段としての多面体偏向器と、該多面体偏向器で反射
偏向された光束を被走査面上にスポットに形成する走査
レンズ系と、を有する走査ユニットを複数有する光走査
装置において、 該複数の走査ユニットのうち、2以上の走査ユニットは
同一の多面体偏向器を併用しており、かつ該2以上の走
査ユニットは該多面体偏向器の異なった偏向面で反射偏
向した光束を用いており、 該2以上の走査ユニットの各々の書き出しタイミングの
うち1つは、該偏向面の面数が3のとき、回転方向に対
して2面前の偏向面を介した光束を検出し、ビーム書き
出し位置検知信号を得ていることを特徴とする光走査装
置。 - 【請求項3】 光源手段から出射した光束を他の光束に
変換する第1の光学素子と、該変換された光束を主走査
方向に長い線像として結像させる第2の光学素子と、偏
向手段としての多面体偏向器と、該多面体偏向器で反射
偏向された光束を被走査面上にスポットに形成する走査
レンズ系と、を有する走査ユニットを複数有する光走査
装置において、 該複数の走査ユニットのうち、2以上の走査ユニットは
同一の多面体偏向器を併用しており、かつ該2以上の走
査ユニットは該多面体偏向器の互いに対向しない偏向面
で反射偏向した光束を用いており、 該2以上の走査ユニットの各々の書き出しタイミングの
うち1つは、該偏向面の面数が4のとき、回転方向に対
して3面前の偏向面を介した光束を検出し、ビーム書き
出し位置検知信号を得ていることを特徴とする光走査装
置。 - 【請求項4】 光源手段から出射した光束を他の光束に
変換する第1の光学素子と、該変換された光束を主走査
方向に長い線像として結像させる第2の光学素子と、偏
向手段としての多面体偏向器と、該多面体偏向器で反射
偏向された光束を被走査面上にスポットに形成する走査
レンズ系と、を有する走査ユニットを複数有する光走査
装置において、 該複数の走査ユニットのうち、2以上の走査ユニットは
同一の多面体偏向器を併用しており、かつ該2以上の走
査ユニットは該多面体偏向器の偏向面で反射偏向した光
束を用いており、 該2以上の走査ユニットの各々の書き出しタイミングの
うち1つは、該偏向面の面数が5のとき、回転方向に対
して3面又は4面前の偏向面を介した光束を検出し、ビ
ーム書き出し位置検知信号を得ていることを特徴とする
光走査装置。 - 【請求項5】 光源手段から出射した光束を他の光束に
変換する第1の光学素子と、該変換された光束を主走査
方向に長い線像として結像させる第2の光学素子と、偏
向手段としての多面体偏向器と、該多面体偏向器で反射
偏向された光束を被走査面上にスポットに形成する走査
レンズ系と、を有する走査ユニットを複数有する光走査
装置において、 該複数の走査ユニットのうち、2以上の走査ユニットは
同一の多面体偏向器を併用しており、かつ該2以上の走
査ユニットは該多面体偏向器の互いに対向しない偏向面
で反射偏向した光束を用いており、 該2以上の走査ユニットの各々の書き出しタイミングの
うち1つは、該偏向面の面数が6のとき、回転方向に対
して4面前の偏向面を介した光束を検出し、ビーム書き
出し位置検知信号を得ていることを特徴とする光走査装
置。 - 【請求項6】 光源手段から出射した光束を他の光束に
変換する第1の光学素子と、該変換された光束を主走査
方向に長い線像として結像させる第2の光学素子と、偏
向手段としての多面体偏向器と、該多面体偏向器で反射
偏向された光束を被走査面上にスポットに形成する走査
レンズ系と、を有する走査ユニットを複数有する光走査
装置において、 該複数の走査ユニットのうち、2以上の走査ユニットは
同一の多面体偏向器を併用しており、かつ該2以上の走
査ユニットは該多面体偏向器の互いに対向しない偏向面
で反射偏向した光束を用いており、 該2以上の走査ユニットの各々の書き出しタイミングの
うち1つは、該偏向面の面数が8のとき、回転方向に対
して6面前の偏向面を介した光束を検出し、ビーム書き
出し位置検知信号を得ていることを特徴とする光走査装
置。 - 【請求項7】 光源手段から出射した光束を他の光束に
変換する第1の光学素子と、該変換された光束を主走査
方向に長い線像として結像させる第2の光学素子と、偏
向手段としての多面体偏向器と、該多面体偏向器で反射
偏向された光束を被走査面上にスポットに形成する走査
レンズ系と、を有する走査ユニットを複数有する光走査
装置において、 該複数の走査ユニットのうち、2以上の走査ユニットは
同一の多面体偏向器を併用しており、かつ該2以上の走
査ユニットは該多面体偏向器の回転軸に対して対向した
偏向面で反射偏向した光束を用いており、 2以上の走査ユニットの各々の書き出しタイミングのう
ち1つは、該偏向面の面数がN(Nは2以上の偶数)の
とき、回転方向に対して(N−N/2)面前の偏向面を
介した光束を検出し、ビーム書き出し位置検知信号を得
ていることを特徴とする光走査装置。 - 【請求項8】 前記複数の走査ユニットは光束が前記多
面体偏向器に対して互いに対向しない面に入射する2つ
以上の走査ユニットを含んでいることを特徴とする請求
項1乃至6のいずれか一項に記載の光走査装置。 - 【請求項9】 前記複数の走査ユニットは光束が前記多
面体偏向器に対して、該多面体偏向器の回転軸に対して
対向する面に入射する2つ以上の走査ユニットを含んで
いることを特徴とする請求項1又は7に記載の光走査装
置。 - 【請求項10】 前記複数の走査ユニットの光源手段の
うち、少なくとも2つは、同一基板上に配置されている
ことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載
の光走査装置。 - 【請求項11】 前記多面体偏向器の偏向面に入射する
光束の主走査方向の光束幅は該偏向面の主走査方向の幅
よりも広いことを特徴とする請求項1乃至10のいずれ
か一項に記載の光走査装置。 - 【請求項12】 前記被走査面の書き出しタイミング用
の光束を検出する為の書き出し位置検知手段を有し、該
書き出し位置検知手段は、同期検出素子を有し、該同期
検出素子は少なくとも前記複数の走査ユニットのうちの
光源手段と同一基板上に配置されていることを特徴とす
る請求項1乃至11のいずれか一項に記載の光走査装
置。 - 【請求項13】 前記被走査面の書き出しタイミング用
の光束を検出する為の書き出し位置検知手段を有し、前
記多面体偏向器を介して前記書き出し位置検知手段へ向
かう光束は、前記走査レンズ系を通過しないことを特徴
とする請求項1乃至11のいずれか一項に記載の光走査
装置。 - 【請求項14】 前記第2の光学素子は、プラスティッ
クモールドにより成形されていることを特徴とする請求
項1乃至13のいずれか一項に記載の光走査装置。 - 【請求項15】 請求項1乃至14のいずれか一項に記
載の光走査装置を複数有し、各々の光走査装置の被走査
面に配置され、互いに異なった色の画像を形成する複数
の像担持体とを有することを特徴とするカラー画像形成
装置。 - 【請求項16】 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各々の光走査装置に入力せ
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15のカラー画像形成装置。 - 【請求項17】 請求項1乃至14の何れか1項の光走
査装置を用いて、前記被走査面上に設けた感光ドラムに
光束を導光することを特徴とするレーザービームプリン
タ。
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