JP2004279926A - 光走査装置および画像形成装置 - Google Patents
光走査装置および画像形成装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004279926A JP2004279926A JP2003073817A JP2003073817A JP2004279926A JP 2004279926 A JP2004279926 A JP 2004279926A JP 2003073817 A JP2003073817 A JP 2003073817A JP 2003073817 A JP2003073817 A JP 2003073817A JP 2004279926 A JP2004279926 A JP 2004279926A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- light
- image
- scanning device
- light beams
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Laser Beam Printer (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
Abstract
【課題】コンパクトで新規案な走査装置および画像形成装置を実現する。
【解決手段】4個の光源を有する光源装置から射出された複数の光束を、4個のカップリング光学系により光源ごとにカップリングし、カップリングされた各光束を第1光学系により光偏向器2の偏向反射面近傍に主走査方向に長い線像として結像させて光偏向器により偏向させ、偏向された複数の光束を4組の第2光学系により4面の被走査面上に光スポットとして結像させて光走査を行う光走査装置において、4個のカップリング光学系LY〜LKが互いに密接して相互の位置関係を固定され、4組の第2光学系は、各組が複数の光学素子で構成され、光偏向器に最も近い光学素子が、複数の被走査面へ向う偏向光束に共通化されるとともに主として主走査方向にパワーを有する。
【選択図】 図1
【解決手段】4個の光源を有する光源装置から射出された複数の光束を、4個のカップリング光学系により光源ごとにカップリングし、カップリングされた各光束を第1光学系により光偏向器2の偏向反射面近傍に主走査方向に長い線像として結像させて光偏向器により偏向させ、偏向された複数の光束を4組の第2光学系により4面の被走査面上に光スポットとして結像させて光走査を行う光走査装置において、4個のカップリング光学系LY〜LKが互いに密接して相互の位置関係を固定され、4組の第2光学系は、各組が複数の光学素子で構成され、光偏向器に最も近い光学素子が、複数の被走査面へ向う偏向光束に共通化されるとともに主として主走査方向にパワーを有する。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は光走査装置および画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
「4個の光源を有する光源装置から射出された複数の光束を、4個のコリメートレンズにより光束ごと平行ビーム化し、各平行ビームをシリンドリカルレンズにより、共通の光偏向器の偏向反射面近傍に主走査方向に長い線像として結像させて光偏向器により偏向させ、偏向された複数の光束を4組のfθレンズにより4面の被走査面上に光スポットとして結像させて4面の被走査面の光走査を行う光走査装置により、4面の被走査面の実体をなす4個の光導電性の感光体に個別の静電潜像を形成し、これら静電潜像を別個に現像して得られる4個のトナー画像を、共通のシート状記録媒体に転写し定着して画像形成を行う画像形成装置」は従来から、タンデム方式のカラー画像形成装置として知られている(特許文献1〜4)。
【0003】
また、これら特許文献1〜4記載の画像形成装置では、光偏向器とともにfθレンズの一部も複数の光束に共通化されている。
【0004】
このように、複数の被走査面を光走査する光束を共通の光偏向器で偏向させる構成では、複数の光源や、これらから放射される光束を光偏向器へ導光する光学系をコンパクト化しないと、この部分が大型化して光走査装置の大型化を招来し易い。
【0005】
複数の光源からの光束を共通の光偏向器に導光する光学系をコンパクト化するには、光源やコリメートレンズ、シリンドリカルレンズ等の光学配置に工夫が必要であり、従来から種々の提案がなされている。
【0006】
【特許文献1】
特開2001−4948号公報
【特許文献2】
特開2001−10107号公報
【特許文献3】
特開2001−33720号公報
【特許文献4】
特開2001−343603号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は上述したところに鑑み、複数の光源からの光束を共通の光偏向器に導光する光学系をコンパクト化できる新規な光走査装置および画像形成装置の実現を課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
この発明の光走査装置は「M(≧2)個の光源を有する光源装置から射出された複数の光束を、M個のカップリング光学系により光源ごとにカップリングし、カップリングされた各光束を第1光学系により、光偏向器の偏向反射面近傍に主走査方向に長い線像として結像させて光偏向器により偏向させ、偏向された複数の光束をM組の第2光学系によりM面の被走査面上に光スポットとして結像させてM面の被走査面の光走査を行う光走査装置」であって、以下の如き特徴を有する(請求項1)。
【0009】
即ち、M個のカップリング光学系が、互いに密接して相互の位置関係を固定され、M組の第2光学系は、各組が複数の光学素子で構成され、光偏向器に最も近い光学素子が、複数の被走査面へ向う偏向光束に共通化されるとともに主として主走査方向にパワーを有する。
【0010】
Mは2以上が可能であり、M=2の場合には、2面の被走査面を同時に光走査することになる。この場合、例えば、被走査面を光導電性の感光体とし、一方の感光体に書込まれる静電潜像を黒色トナーで現像し、他方の感光体に書込まれる静電潜像を赤色トナーで現像し、これら各色トナー画像を共通のシート状記録媒体に重ね合せて転写・定着すれば「赤黒2色画像」を形成することができる。
【0011】
M=3あるいは4とすれば、さらに多色画像やカラー画像を形成することができる。
【0012】
「光源」としては半導体レーザや半導体レーザアレイが好適である。光源として半導体レーザを用いるときは、M個の半導体レーザから1本ずつ光束が放射され、M本の光束は共通の光偏向器により偏向されてM面の被走査面を別個に「シングルビーム走査方式」で光走査する。
【0013】
また、光源として半導体レーザアレイを用いる場合であると、各半導体レーザからn(≧2)本の光束が放射されるものとすれば、M面の被走査面はそれぞれn本の光束により「マルチビーム走査方式」で光走査される。
【0014】
即ち、この発明の光走査装置は「シングルビーム走査方式」としても「マルチビーム走査方式」としても実施できる。
【0015】
「M個のカップリング光学系」は、M個の光源と1:1に対応して設けられ、各光源からのm(≧1)本の光束を以後の光学系にカップリングする。カップリングされた後の光束の形態は平行光束となっても良いし、弱い収束性又は弱い発散性の光束となっても良い。
【0016】
「第1光学系」は、カップリングされた光束を「光偏向器の偏向反射面近傍に主走査方向に長い線像として結像」させる。この第1光学系はシリンドリカルレンズやシリンドリカルミラーにより実現できる。
【0017】
「光偏向器」は、M個の光源からの光束に共通化され、これら光束を同時に偏向させる。光偏向器としては、偏向反射面を有する適宜のもの、例えば、偏向反射面を揺動させるガルバノミラーや、偏向反射面を回転させる回転単面鏡や回転2面鏡を用いることができる。最も好適なものは「ポリゴンミラー」である。
【0018】
「第2光学系」は、M組、即ち、被走査面に1:1に対応して1組の光学系があるが、各組は複数の光学素子で構成され、これらのうちで光偏向器に最も近いものが「複数の被走査面へ向う光束に共通化」される。
【0019】
具体例を挙げれば、例えばM=4とすると、第2光学系は4組の光学素子により構成されるが、例えば、各組が2枚のレンズで構成される場合、そのうちの1枚(光偏向器側に配設されるもの)を「4面の被走査面へ向う光束に共通化」することができる。この場合であれば、第2光学系の全体は5枚のレンズで構成されることになる。
【0020】
第2光学系を構成する光学素子はレンズに限らず、凹面鏡等のミラー結像光学素子でもよい。
【0021】
請求項1記載の光走査装置において「M個の光源を有する光源装置から放射される複数の光束が、光偏向器の偏向反射面近傍で、主走査方向に交わるように、光源装置が構成されている」ことが好ましい(請求項2)。
【0022】
請求項1または2記載の光走査装置において、M個のカップリング光学系は、カップリングレンズであることができ(請求項3)、この場合、M個のカップリングレンズを「互いに個別的」とし、保持部材により互いに密接して相互の位置関係を固定するようにしてもよい(請求項4)し、M個のカップリングレンズを「互いに一体に形成」してもよい(請求項5)。
【0023】
上記請求項1〜5の任意の1に記載の光走査装置において「第2光学系における、複数の被走査面へ向う偏向光束に共通化された光学素子をレンズとし、このレンズが、主走査方向にのみパワーを持ち、主走査方向の形状が非円弧形状を有し、光走査の等速特性と走査光束の波面収差低減機能を有する」ように構成することが好ましい(請求項6)。
【0024】
この請求項6記載の光走査装置において、第2光学系における「複数の被走査面へ向う偏向光束に共通化された光学素子(レンズ)」は、ガラスを材料としてモールド成形されたものであることが好ましい。
【0025】
第2光学系において、複数の光束に共通化された光学素子は、光偏向器に近く配置されるので、光偏向器で発生する熱の影響を受け易い。
【0026】
この光学素子を樹脂により構成した場合、上記熱の影響を受けて光学特性が変化したとしても「光学特性の変化が第2光学系の各組に共通化される」ので、光学特性の変化は各被走査面に対して共通化される。このため、光学特性の変化が被走査面ごとに個別的に生じる場合に顕著になる「色ずれ」等の問題を有効に軽減できるが、上記のように、この光学素子を「ガラスのモールド成形」により形成すれば、熱の影響を実質的に防止することができる。
【0027】
請求項1〜7の任意の1に記載の光走査装置は、Mを3または4とし、M面の被走査面に、イエロー、マゼンタ、シアンもしくは赤、緑、青の成分画像またはこれらと黒成分画像とを個別的に書込む構成とすることができる(請求項8)。
【0028】
この発明の画像形成装置は「M(≧2)個の光源を有する光源装置から射出された複数の光束を、M個のカップリング光学系により光源ごとにカップリングし、カップリングされた各光束を第1光学系により、光偏向器の偏向反射面近傍に主走査方向に長い線像として結像させて光偏向器により偏向させ、偏向された複数の光束をM組の第2光学系によりM面の被走査面上に光スポットとして結像させてM面の被走査面の光走査を行う光走査装置により、M面の被走査面の実体をなすM個の光導電性の感光体に個別の静電潜像を形成し、これら静電潜像を別個に現像して得られるM個のトナー画像を、共通のシート状記録媒体に転写し定着して画像形成を行う画像形成装置」であって、光走査装置として請求項1〜8の任意の1に記載のものを用いることを特徴とする(請求項9)。
【0029】
請求項9記載の画像形成装置において、Mを3または4とし、3個もしくは4個の光導電性の感光体をトナー画像転写媒体の搬送路に沿って配置し、請求項8記載の光走査装置によりイエロー、マゼンタ、シアンもしくは赤、緑、青の成分画像またはこれらと黒成分画像を個別的に書込み、形成された3または4個の静電潜像をイエロー、マゼンタ、シアンもしくは赤、緑、青の3色もしくはこれらに黒を加えた4色のトナーにより個別的に可視化し、各色トナー画像をシート状記録媒体へ重ね合せて転写・定着する構成とすることができる(請求項10)。
【0030】
「シート状記録媒体」は、画像を最終的に担持するシート状の媒体であり、具体的には、転写紙やオーバヘッドプロジェクタ用のプラスチックシート(OHPシート)等である。
【0031】
各感光体からシート状記録媒体への各色トナー画像の転写は、各感光体上からシート状記録媒体上へ直接的に転写する直接転写方式でもよいし(この場合には上記「トナー画像転写媒体」はシート状記録媒体自体である)、各感光体上のトナー画像を一旦、中間転写ベルト等の「中間転写媒体」上に転写して中間転写媒体上で重ね合せ、そののち「重ね合せられた状態のトナー画像」をシート状記録媒体上に転写する中間転写方式でも良い(この場合には中間転写媒体が上記「トナー画像転写媒体」である。)。
【0032】
上記の如く、この発明の光走査装置、画像形成装置においては、複数の光源からの光束をカップリングするM個のカップリング光学系が「互いに密接して相互の位置関係を固定される」ので、カップリング光学系相互の間隔を最小にでき、M個のカップリング光学系のコンパクト化、延いては光源装置のコンパクト化が可能になり、光源装置から光偏向器に至る光学配置をコンパクト化することができる。カップリング光学系は相互に位置関係を固定されるので「カップリング光学系相互の位置関係が経時的に変化して光走査の精度が狂う」ことがない。
【0033】
【発明の実施の形態】
図1および図2は、この発明の光走査装置の実施の1形態を説明するための図である。この実施の形態はM=4の場合でカラー画像を形成する画像形成装置に関するものである。
【0034】
図1(a)は、4個の光源から光偏向器2に至る光学配置を、主走査方向から見た図であり、図の上下方向が副走査方向である。
符号1Y〜1Kで示す光源は半導体レーザである。半導体レーザ1Yはカラー画像を構成するイエロー成分画像を書込むための光源であり、半導体レーザ1M〜1Kはそれぞれ、マゼンタ成分画像、シアン成分画像、黒成分画像を書込むための光源である。
【0035】
光源1Y〜1Kから放射される光束(この例ではシングルビーム走査方式であり、各半導体レーザから1本の光束が放射される。)は、図1(a)に示す如く副走査方向に関しては互いに平行かつ等間隔である。放射された4本の光束は4個のカップリング光学系であるカップリングレンズLY〜LKに入射する。
【0036】
この実施の形態において、カップリングレンズLY〜LKのカップリング作用はコリメート作用である。光源1Yからの光束はカップリングレンズLYの作用により平行光束化される。光源1Mからの光束はカップリングレンズLMにより、光源1Cからの光束はカップリングレンズLCにより、光源1Kからの光束はカップリングレンズLKにより、それぞれ平行光束化される。
【0037】
勿論、カップリングレンズLY〜LKによりカップリングされた光束の形態を「弱い発散性もしくは弱い収束性の光束」とすることもできる。
【0038】
カップリングレンズLY〜LKから射出した光束は、対応するシリンドリカルレンズCY〜CKに入射する。シリンドリカルレンズCY〜CKは副走査方向にのみ正のパワーを有する同一のものであり、副走査方向へ配列されて一体化されており「第1光学系」を構成する。
【0039】
シリンドリカルレンズCY〜CKは、入射してくる各光束を副走査方向へ集束させ、光偏向器2の各ポリゴンミラー2Y〜2Kの偏向反射面位置近傍に「主走査方向(図面に直交する方向)に長い線像」として結像させる。
【0040】
光偏向器2は同一形状の4個のポリゴンミラー2Y〜2Kを、同一の回転軸に相互に間隔を隔して固定一体化してなる。光偏向器2を4個のポリゴンミラーに分割したので、光偏向器としての偏向反射面の大きさは最小に抑えられ、高速回転の際の風損を有効に軽減し、風切り音や駆動エネルギーを有効に軽減することができる。
【0041】
図2は、光偏向器2により偏向された各光束が「対応する被走査面の実体をなす光導電性の感光体3Y〜3K」を光走査する様子を示している。光偏向器2により偏向された4本の光束は「副走査方向には互いに平行な状態」で、偏向しつつ走査レンズ31に入射する。
【0042】
走査レンズ31は4本の光束に共通化され、走査レンズ31を透過した各光束は光路折り曲げ用のミラーm1〜m7により順次反射されて光路を分離される。
ミラーm1により反射された光束(光源1Yから放射された光束)は、走査レンズ32Yを介して感光体3Y上に導光され、感光体3Y上に光スポットを形成し、感光体3Yを光走査してイエロー成分画像の書込みを行う。
【0043】
ミラーm2により反射された光束(光源1Mから放射された光束)は、さらにミラーm3により反射され、走査レンズ32Mを介して感光体3M上に導光され、感光体3M上に光スポットを形成し、感光体3Mを光走査してマゼンタ成分画像の書込みを行う。
【0044】
ミラーm4により反射された光束(光源1Cから放射された光束)は、さらにミラーm5により反射され、走査レンズ32Cを介して感光体3C上に導光され、感光体3C上に光スポットを形成し、感光体3Cを光走査してシアン成分画像の書込みを行う。
【0045】
ミラーm6により反射された光束(光源1Kから放射された光束)は、さらにミラーm7により反射され、走査レンズ32Kを介して感光体3K上に導光され、感光体3K上に光スポットを形成し、感光体3Kを光走査して黒成分画像の書込みを行う。
【0046】
即ち、走査レンズ31と走査レンズ32Y〜32Kは4組の第2光学系を構成し、光偏向器2側の走査レンズ31が4本の光束に共通化されている。
走査レンズ31は副走査方向にはパワーを持たず、主走査方向には強い正のパワーを持つ。そして、主走査方向の形状が非円弧形状とされ等速特性補正と波面収差の低減を実現している。走査レンズ31は樹脂成形で形成してもよいが、この実施の形態では「環境変動に対して安定性を高める」べく、線膨張係数の小さいガラスを材料としてモールド成形したものとしている。
【0047】
走査レンズ32Y〜32Kは主として副走査方向に大きなパワーを持ち、光束を副走査方向において対応する感光体3Y〜3K上に集光させる機能と、副走査方向の像面湾曲を補正し、走査レンズ31による等速特性補正を補う機能を有し、副走査方向の像高間倍率を安定させ、波面収差低減を実現している。
【0048】
走査レンズ32Y〜32Kは、第2光学系が有するべき副走査方向の正のパワーの全てを担っており、このように副走査方向に正のパワーを持つ走査レンズ32Y〜32Kが「被走査面近く」に配置されるため、第2光学系全体の「副走査方向の結像横倍率」を小さくでき、部品誤差や組付誤差などの影響を有効に軽減することができる。
【0049】
上述の如く、走査レンズ31は副走査方向にパワーを持たず、光偏向器2により偏向された4本の光束は互いに平行であり、走査レンズ31の入射面に対して「副走査方向には直交的」に入射する。
【0050】
「光束が走査レンズ31に対して斜めに入射」すると、走査線曲がりを発生させ、これを補正するためにはそれ以降の光学素子の形状に自由曲面等を採用しなければならず、その要求精度などを鑑みるとコスト的にも不利になるし、高性能を維持することが難しくなるが、この実施の形態のように4本の光束が走査レンズ31の入射面に「副走査方向に直交的に入射する」ようにすることにより、このような問題を回避できる。
【0051】
図1(b)は、カップリングレンズLY〜LKの状態を説明するための図である。4個のカップリングレンズLY〜LKは互いに個別的であり、保持部材21により互いに密接して相互の位置関係を固定されている。
【0052】
保持部材21は「四角い枠形状」でその一部が切断され、螺子22をねじ込むことにより、カップリングレンズLY〜LKの周囲を締め付ける構造となっている。従って、カップリングレンズLY〜LKを4つ密接した状態に並べるまでは各カップリングレンズは互いに隙間があり比較的自由であるが、螺子22をねじ込むと、保持部材21が4つのカップリングレンズLY〜LKを周囲から締付けるので、4個のカップリングレンズLY〜LKは互いに密接した状態で固定される。勿論、カップリングレンズLY〜LKの配列に対応させて、光源1Y〜1Kの配列が定められる。
【0053】
図3(a)に示すように、保持部材21により密接して一体化されたカップリングレンズLY〜LKは、半導体レーザ1Y〜1Kを固定するフランジ23に締結される。その後、カップリングされた光束が所望の光束形態(説明中の実施の形態で平行光束)となるように、半導体レーザ1Y〜1Kの「光束進行方向に沿った位置決め」と、カップリングされた光束の進行方向が「所望の方向」となるように半導体レーザ1Y〜1Kの「主・副走査方向の位置決め」が行われる。
【0054】
半導体レーザ1Y〜1Kの「主走査方向の位置決め」は、光偏向器2の偏向反射面に向かう各光束が「主走査方向において偏向反射面近傍で重なる」ように設定する。このように設定すると、光偏向器2により偏向された各光束は「被走査面上の同一像高に至る光路」が、主走査方向について第2光学系における同じ位置を通ることになり、4組の第2光学系の光学特性を同一にすることが可能となり、光偏向器2の各ポリゴンミラーの有効径を小さくできる。
【0055】
半導体レーザ1Y〜1Kは上記の如く調整されてフランジ23に固定され「光源装置」を構成する。
【0056】
一般に、半導体レーザ1Y〜1Kのパッケージの大きさに比してカップリングレンズLY〜LKの外径の方が大きく、1つの光源装置に4つの半導体レーザ1Y〜1Kを組み込むことで各色成分画像書込み用の光束を射出させる場合、光束の副走査方向の間隔はカップリングレンズの外径でおよそ決まるが、このようにカップリングレンズLY〜LKを互いに密接させて配設すると、光束間の間隔を最も小さくできる。
【0057】
このような光源装置は、従来のもののようにプリズム等の高価な「光束合成手段」を必要とせず、光源装置と光偏向器の間に折返しミラーが不要である。
【0058】
図3に即して上に説明した「光源装置」では、光偏向器2やその後の配置される走査レンズ31の副走査方向の高さは、カップリングレンズLY〜LKの外径でほぼ決まってしまい、これ以上の低減は望めないが、各光束は走査レンズ31を通過した後、対応する感光体3Y〜3Kに到達させるためにミラーm1、m2、m4、m6で光路を分離させる必要があり、分離のための光束間隔を考慮すると、光束の分離と「光偏向器2と走査レンズ31の副走査方向の高さの低減」との両立をはかるには、図2(a)のような構成の光源装置で充分である。
【0059】
上の説明では、感光体3Y〜3Kの光走査は「シングルビーム走査方式」であるとしたが、半導体1Y〜1Kに換えて、個々の光源を「半導体レーザアレイ」とし、各感光体をマルチビーム走査方式で光走査するようにすることもでき、高速化の要望の達成が可能となる。
【0060】
上に説明した実施の形態では、カップリングレンズLY〜LKは互いに別個のものを密着させて一体化したが、図3(b)に示すように、4個のカップリングレンズLY1〜LK1を取付け用のベース25とともに「一体成形」した構成としても良い。
【0061】
このようにすると、図3(a)の場合には必要となる保持部材21や螺子22が不要になり、光源装置を構成する部品点数が減り、その分だけ「取付誤差などによる影響」を低減できる。
【0062】
図3(a)に示した実施の形態では、保持部材21により密着されて相互の位置関係を固定される4個のカップリングレンズLY〜LKの光軸は互いに平行である。このため「カップリングされた各光束が、主走査方向において光偏向器の偏向反射面上で互いに重なる」ようにするため、図4(a)に示すように、カップリングレンズLY〜LKの光軸に対して、半導体レーザの発光源PY〜PKを主走査方向(図の左右方向)にずらしている。
【0063】
光源装置から光偏向器2までの距離によっては「このずらし量」はかなり大きくなる場合もあり、このような場合には、カップリングレンズLY〜LKから射出する光束の波面収差が乱れる虞もあり、波面収差の乱れは被走査面上の光スポットのスポット径を増大させ画像劣化の原因となる。
【0064】
これを回避するには、図4(b)に示すように、カップリングレンズLY〜LKの光軸そのものを、主走査方向において光偏向器の偏向反射面上で交差するように互いに角度を持たせ、半導体レーザの発光源PY〜PKを対応するカップリングレンズの光軸上に配置するのがよいが、図3(a)のように別個のカップリングレンズを保持部材で一体化する方法でこれを実現するのは容易でない。
【0065】
図3(b)に示すように、カップリングレンズLY1〜LK1を一体に形成する場合には、カップリングレンズLY1〜LK1の光軸を、予め所望の方向となるようにカップリングレンズLY1〜LK1を形成できるので、上記の如き「波面収差劣化の問題」を容易に回避できる。
【0066】
図5は、画像形成装置の実施の1形態を示している。
この画像形成装置は「カラーレーザプリンタ」である。図5において符号30で示す光走査装置は、上に実施の形態を説明した如きものである。
【0067】
光走査装置30の下部には、ドラム状に形成された光導電性の感光体3Y〜3Kが配置され、光走査装置30により光走査されるようになっている。感光体3Y〜3Kの周囲には、チャージャ6Y〜6K、現像装置7Y〜7K、転写チャージャ8Y〜8K、クリーニング装置9Y〜9Kが、感光体を囲繞するように配置されている。
【0068】
感光体3Y〜3Kの下部には、無端ベルト状の搬送ベルト17が張架され、その上側表面が各感光体に接している。転写チャージャ8Y〜8Kは、搬送ベルト17を介して「対応する感光体」に対向している。
【0069】
画像形成が行われるとき、各感光体3Y〜3Kは夫々時計回りに等速回転し、その表面をチャージャ6Y〜6Kにより均一帯電され、チャージャと現像装置との間で光走査装置30による光走査で各色成分画像を書きこまれ、静電潜像(ネガ線像)を形成される。
【0070】
このように形成された静電潜像は、それぞれ現像装置7Y〜7Kにより反転現像されて可視化される。感光体3Y上の静電潜像はイエロートナーにより現像されてイエロートナー画像となる。感光体3M上の静電潜像はマゼンタトナーにより現像されてマゼンタトナー画像となる。感光体3C上の静電潜像はシアントナーにより現像されてシアントナー画像となる。感光体3K上の静電潜像は黒トナーにより現像されて黒トナー画像となる。
【0071】
「シート状記録媒体」である転写紙Sは搬送ベルト17の下位に設けられたカセット15から給紙され、レジストローラ10により転写のタイミングを計って搬送ベルト17上に乗せ掛けられる。このときチャージャ11が放電して、転写紙Sを搬送ベルト17に静電吸着させる。
【0072】
搬送ベルト17は反時計回りに回転し、静電吸着された転写紙Sを搬送する。
搬送される転写紙Sは、転写チャージャ8Yによりイエロートナー画像を感光体3Yから転写され、以下、転写チャージャ8Mによりマゼンタトナー画像を感光体3Mから、転写チャージャ8Cによりシアントナー画像を感光体3Cから、転写チャージャ8Kにより黒トナー画像を感光体3Kから順次転写される。
【0073】
このようにして、転写紙S上にイエロートナー画像〜黒トナー画像が重なり合って転写されカラー画像が形成される。カラー画像を担持した転写紙Sは、分離チャージャ12の作用で搬送ベルト17から分離し、定着装置16によりカラー画像を定着されて装置外へ排出される。
【0074】
転写紙Sが分離された後の搬送ベルト17は除電器13で除電され、クリーナ14によりクリーニングされる。トナー画像転写後の各感光体もクリーニング装置9Y〜9Kによりクリーニングされる。
【0075】
以上は、フルカラー画像形成モードの説明であるが、静電潜像を形成する感光体の組合わせにより任意に、単色画像や2色画像、多色画像を形成できることは言うまでもない。なお、転写紙Sに代えて前述のOHPシート等を用いることもでき、トナー画像の転写は中間転写ベルト等の「中間転写媒体」を介して行うようにすることもできる。
【0076】
上に図1〜図4に即して実施の形態を説明した光走査装置は、M(=4)個の光源1Y〜1Kを有する光源装置から射出された複数の光束を、M個のカップリング光学系LY〜LKにより光源ごとにカップリングし、カップリングされた各光束を第1光学系CY〜CKにより、光偏向器2の偏向反射面近傍に主走査方向に長い線像として結像させて光偏向器2により偏向させ、偏向された複数の光束をM組の第2光学系31、32Y〜32KによりM面の被走査面3Y〜3K上に光スポットとして結像させてM面の被走査面の光走査を行う光走査装置において、M個のカップリング光学系LY〜LKが、互いに密接して相互の位置関係を固定され、M組の第2光学系は、各組が複数の光学素子で構成され、光偏向器2に最も近い光学素子31が、複数の被走査面3Y〜3Kへ向う偏向光束に共通化されるとともに主として主走査方向にパワーを有するもの(請求項1)である。
【0077】
また、4個の光源LY〜LKを有する光源装置から放射される複数の光束が、光偏向器2の偏向反射面近傍で主走査方向に交わるように、光源装置が構成され(請求項2)、4個のカップリング光学系はカップリングレンズLY〜LK(あるいはLY1〜LK1)であり(請求項3)、図1、図2、図3(a)の実施の形態では、4個のカップリングレンズLY〜LKは互いに個別的で、保持部材21により互いに密接して相互の位置関係を固定され(請求項4)、図3(b)に示した実施の形態では、4個のカップリングレンズLY1〜LK1が、互いに一体に形成されている(請求項5)。
【0078】
図1〜図4の実施の形態において、第2光学系における、複数の被走査面3Y〜3Kへ向う偏向光束に共通化された光学素子31がレンズであって、主走査方向にのみパワーを持ち、主走査方向の形状が非円弧形状を有し、光走査の等速特性と、走査光束の波面収差低減機能を有し(請求項6)、ガラスを材料としてモールド成形されたものである(請求項7)。
【0079】
上に実施の形態を説明した光走査装置は、4面の被走査面3Y〜3Kにイエロー、マゼンタ、シアンと黒成分画像を個別的に書込むものである(請求項8)。
【0080】
図5に実施の形態を示した画像形成装置は、4個の光源を有する光源装置から射出された複数の光束を、4個のカップリング光学系により光源ごとにカップリングし、カップリングされた各光束を第1光学系により、光偏向器の偏向反射面近傍に主走査方向に長い線像として結像させて光偏向器により偏向させ、偏向された複数の光束を4組の第2光学系により4面の被走査面上に光スポットとして結像させて4面の被走査面の光走査を行う光走査装置により、4面の被走査面の実体をなす4個の光導電性の感光体3Y〜3Kに個別の静電潜像を形成し、これら静電潜像を別個に現像して得られる4個のトナー画像を、共通のシート状記録媒体Sに転写し定着して画像形成を行う画像形成装置であって、光走査装置30として上記請求項1〜8の任意の1に記載のものを用いうるものであり(請求項9)、4個の光導電性の感光体3Y〜3Kは、トナー画像転写媒体Sの搬送路に沿って配置され、イエロー、マゼンタ、シアンおよび黒成分画像を個別的に書込まれ、形成された4つの静電潜像がイエロー、マゼンタ、シアン、黒の4色のトナーにより個別的に可視化され、各色トナー画像がシート状記録媒体Sへ重ね合せて転写・定着される画像形成装置(請求項10)である。
【0081】
【発明の効果】
以上に説明したように、この発明によれば新規な光走査装置および画像形成装置を実現できる。この発明の光走査装置は、複数の光源と、これらから放射される光束を光偏向器に導光する光学系を有効にコンパクト化することができ、光走査装置、延いては画像形成装置もコンパクトに実現できる。
【0082】
複数光源からの光束を光源ごとに個別にカップリングするカップリング光学系が互いに密接して相互の位置関係を固定されるので、カップリング光学系の相対的な位置関係が経時的にずれる虞がなく、安定した光走査・画像形成が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】光走査装置の実施の1形態を説明するための図である。
【図2】光走査装置の実施の1形態を説明するための図である。
【図3】図1、図2の実施の形態における光源装置とカップリング光学系の形態と、カップリング光学系の変形例を示す図である。
【図4】各カップリングレンズによりカップリングされた光束が、光偏向器の偏向反射面近傍で主走査方向に交わることを説明するための図である。
【図5】画像形成装置の実施の1形態を示す図である。
【符号の説明】
1Y〜1K 光源(半導体レーザ)
LY〜LK カップリング光学系(カップリングレンズ)
CY〜VK 第1光学系(シリンドリカルレンズ)
2 光偏向器
2Y〜2K ポリゴンミラー
21 保持部材
【発明の属する技術分野】
この発明は光走査装置および画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
「4個の光源を有する光源装置から射出された複数の光束を、4個のコリメートレンズにより光束ごと平行ビーム化し、各平行ビームをシリンドリカルレンズにより、共通の光偏向器の偏向反射面近傍に主走査方向に長い線像として結像させて光偏向器により偏向させ、偏向された複数の光束を4組のfθレンズにより4面の被走査面上に光スポットとして結像させて4面の被走査面の光走査を行う光走査装置により、4面の被走査面の実体をなす4個の光導電性の感光体に個別の静電潜像を形成し、これら静電潜像を別個に現像して得られる4個のトナー画像を、共通のシート状記録媒体に転写し定着して画像形成を行う画像形成装置」は従来から、タンデム方式のカラー画像形成装置として知られている(特許文献1〜4)。
【0003】
また、これら特許文献1〜4記載の画像形成装置では、光偏向器とともにfθレンズの一部も複数の光束に共通化されている。
【0004】
このように、複数の被走査面を光走査する光束を共通の光偏向器で偏向させる構成では、複数の光源や、これらから放射される光束を光偏向器へ導光する光学系をコンパクト化しないと、この部分が大型化して光走査装置の大型化を招来し易い。
【0005】
複数の光源からの光束を共通の光偏向器に導光する光学系をコンパクト化するには、光源やコリメートレンズ、シリンドリカルレンズ等の光学配置に工夫が必要であり、従来から種々の提案がなされている。
【0006】
【特許文献1】
特開2001−4948号公報
【特許文献2】
特開2001−10107号公報
【特許文献3】
特開2001−33720号公報
【特許文献4】
特開2001−343603号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は上述したところに鑑み、複数の光源からの光束を共通の光偏向器に導光する光学系をコンパクト化できる新規な光走査装置および画像形成装置の実現を課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
この発明の光走査装置は「M(≧2)個の光源を有する光源装置から射出された複数の光束を、M個のカップリング光学系により光源ごとにカップリングし、カップリングされた各光束を第1光学系により、光偏向器の偏向反射面近傍に主走査方向に長い線像として結像させて光偏向器により偏向させ、偏向された複数の光束をM組の第2光学系によりM面の被走査面上に光スポットとして結像させてM面の被走査面の光走査を行う光走査装置」であって、以下の如き特徴を有する(請求項1)。
【0009】
即ち、M個のカップリング光学系が、互いに密接して相互の位置関係を固定され、M組の第2光学系は、各組が複数の光学素子で構成され、光偏向器に最も近い光学素子が、複数の被走査面へ向う偏向光束に共通化されるとともに主として主走査方向にパワーを有する。
【0010】
Mは2以上が可能であり、M=2の場合には、2面の被走査面を同時に光走査することになる。この場合、例えば、被走査面を光導電性の感光体とし、一方の感光体に書込まれる静電潜像を黒色トナーで現像し、他方の感光体に書込まれる静電潜像を赤色トナーで現像し、これら各色トナー画像を共通のシート状記録媒体に重ね合せて転写・定着すれば「赤黒2色画像」を形成することができる。
【0011】
M=3あるいは4とすれば、さらに多色画像やカラー画像を形成することができる。
【0012】
「光源」としては半導体レーザや半導体レーザアレイが好適である。光源として半導体レーザを用いるときは、M個の半導体レーザから1本ずつ光束が放射され、M本の光束は共通の光偏向器により偏向されてM面の被走査面を別個に「シングルビーム走査方式」で光走査する。
【0013】
また、光源として半導体レーザアレイを用いる場合であると、各半導体レーザからn(≧2)本の光束が放射されるものとすれば、M面の被走査面はそれぞれn本の光束により「マルチビーム走査方式」で光走査される。
【0014】
即ち、この発明の光走査装置は「シングルビーム走査方式」としても「マルチビーム走査方式」としても実施できる。
【0015】
「M個のカップリング光学系」は、M個の光源と1:1に対応して設けられ、各光源からのm(≧1)本の光束を以後の光学系にカップリングする。カップリングされた後の光束の形態は平行光束となっても良いし、弱い収束性又は弱い発散性の光束となっても良い。
【0016】
「第1光学系」は、カップリングされた光束を「光偏向器の偏向反射面近傍に主走査方向に長い線像として結像」させる。この第1光学系はシリンドリカルレンズやシリンドリカルミラーにより実現できる。
【0017】
「光偏向器」は、M個の光源からの光束に共通化され、これら光束を同時に偏向させる。光偏向器としては、偏向反射面を有する適宜のもの、例えば、偏向反射面を揺動させるガルバノミラーや、偏向反射面を回転させる回転単面鏡や回転2面鏡を用いることができる。最も好適なものは「ポリゴンミラー」である。
【0018】
「第2光学系」は、M組、即ち、被走査面に1:1に対応して1組の光学系があるが、各組は複数の光学素子で構成され、これらのうちで光偏向器に最も近いものが「複数の被走査面へ向う光束に共通化」される。
【0019】
具体例を挙げれば、例えばM=4とすると、第2光学系は4組の光学素子により構成されるが、例えば、各組が2枚のレンズで構成される場合、そのうちの1枚(光偏向器側に配設されるもの)を「4面の被走査面へ向う光束に共通化」することができる。この場合であれば、第2光学系の全体は5枚のレンズで構成されることになる。
【0020】
第2光学系を構成する光学素子はレンズに限らず、凹面鏡等のミラー結像光学素子でもよい。
【0021】
請求項1記載の光走査装置において「M個の光源を有する光源装置から放射される複数の光束が、光偏向器の偏向反射面近傍で、主走査方向に交わるように、光源装置が構成されている」ことが好ましい(請求項2)。
【0022】
請求項1または2記載の光走査装置において、M個のカップリング光学系は、カップリングレンズであることができ(請求項3)、この場合、M個のカップリングレンズを「互いに個別的」とし、保持部材により互いに密接して相互の位置関係を固定するようにしてもよい(請求項4)し、M個のカップリングレンズを「互いに一体に形成」してもよい(請求項5)。
【0023】
上記請求項1〜5の任意の1に記載の光走査装置において「第2光学系における、複数の被走査面へ向う偏向光束に共通化された光学素子をレンズとし、このレンズが、主走査方向にのみパワーを持ち、主走査方向の形状が非円弧形状を有し、光走査の等速特性と走査光束の波面収差低減機能を有する」ように構成することが好ましい(請求項6)。
【0024】
この請求項6記載の光走査装置において、第2光学系における「複数の被走査面へ向う偏向光束に共通化された光学素子(レンズ)」は、ガラスを材料としてモールド成形されたものであることが好ましい。
【0025】
第2光学系において、複数の光束に共通化された光学素子は、光偏向器に近く配置されるので、光偏向器で発生する熱の影響を受け易い。
【0026】
この光学素子を樹脂により構成した場合、上記熱の影響を受けて光学特性が変化したとしても「光学特性の変化が第2光学系の各組に共通化される」ので、光学特性の変化は各被走査面に対して共通化される。このため、光学特性の変化が被走査面ごとに個別的に生じる場合に顕著になる「色ずれ」等の問題を有効に軽減できるが、上記のように、この光学素子を「ガラスのモールド成形」により形成すれば、熱の影響を実質的に防止することができる。
【0027】
請求項1〜7の任意の1に記載の光走査装置は、Mを3または4とし、M面の被走査面に、イエロー、マゼンタ、シアンもしくは赤、緑、青の成分画像またはこれらと黒成分画像とを個別的に書込む構成とすることができる(請求項8)。
【0028】
この発明の画像形成装置は「M(≧2)個の光源を有する光源装置から射出された複数の光束を、M個のカップリング光学系により光源ごとにカップリングし、カップリングされた各光束を第1光学系により、光偏向器の偏向反射面近傍に主走査方向に長い線像として結像させて光偏向器により偏向させ、偏向された複数の光束をM組の第2光学系によりM面の被走査面上に光スポットとして結像させてM面の被走査面の光走査を行う光走査装置により、M面の被走査面の実体をなすM個の光導電性の感光体に個別の静電潜像を形成し、これら静電潜像を別個に現像して得られるM個のトナー画像を、共通のシート状記録媒体に転写し定着して画像形成を行う画像形成装置」であって、光走査装置として請求項1〜8の任意の1に記載のものを用いることを特徴とする(請求項9)。
【0029】
請求項9記載の画像形成装置において、Mを3または4とし、3個もしくは4個の光導電性の感光体をトナー画像転写媒体の搬送路に沿って配置し、請求項8記載の光走査装置によりイエロー、マゼンタ、シアンもしくは赤、緑、青の成分画像またはこれらと黒成分画像を個別的に書込み、形成された3または4個の静電潜像をイエロー、マゼンタ、シアンもしくは赤、緑、青の3色もしくはこれらに黒を加えた4色のトナーにより個別的に可視化し、各色トナー画像をシート状記録媒体へ重ね合せて転写・定着する構成とすることができる(請求項10)。
【0030】
「シート状記録媒体」は、画像を最終的に担持するシート状の媒体であり、具体的には、転写紙やオーバヘッドプロジェクタ用のプラスチックシート(OHPシート)等である。
【0031】
各感光体からシート状記録媒体への各色トナー画像の転写は、各感光体上からシート状記録媒体上へ直接的に転写する直接転写方式でもよいし(この場合には上記「トナー画像転写媒体」はシート状記録媒体自体である)、各感光体上のトナー画像を一旦、中間転写ベルト等の「中間転写媒体」上に転写して中間転写媒体上で重ね合せ、そののち「重ね合せられた状態のトナー画像」をシート状記録媒体上に転写する中間転写方式でも良い(この場合には中間転写媒体が上記「トナー画像転写媒体」である。)。
【0032】
上記の如く、この発明の光走査装置、画像形成装置においては、複数の光源からの光束をカップリングするM個のカップリング光学系が「互いに密接して相互の位置関係を固定される」ので、カップリング光学系相互の間隔を最小にでき、M個のカップリング光学系のコンパクト化、延いては光源装置のコンパクト化が可能になり、光源装置から光偏向器に至る光学配置をコンパクト化することができる。カップリング光学系は相互に位置関係を固定されるので「カップリング光学系相互の位置関係が経時的に変化して光走査の精度が狂う」ことがない。
【0033】
【発明の実施の形態】
図1および図2は、この発明の光走査装置の実施の1形態を説明するための図である。この実施の形態はM=4の場合でカラー画像を形成する画像形成装置に関するものである。
【0034】
図1(a)は、4個の光源から光偏向器2に至る光学配置を、主走査方向から見た図であり、図の上下方向が副走査方向である。
符号1Y〜1Kで示す光源は半導体レーザである。半導体レーザ1Yはカラー画像を構成するイエロー成分画像を書込むための光源であり、半導体レーザ1M〜1Kはそれぞれ、マゼンタ成分画像、シアン成分画像、黒成分画像を書込むための光源である。
【0035】
光源1Y〜1Kから放射される光束(この例ではシングルビーム走査方式であり、各半導体レーザから1本の光束が放射される。)は、図1(a)に示す如く副走査方向に関しては互いに平行かつ等間隔である。放射された4本の光束は4個のカップリング光学系であるカップリングレンズLY〜LKに入射する。
【0036】
この実施の形態において、カップリングレンズLY〜LKのカップリング作用はコリメート作用である。光源1Yからの光束はカップリングレンズLYの作用により平行光束化される。光源1Mからの光束はカップリングレンズLMにより、光源1Cからの光束はカップリングレンズLCにより、光源1Kからの光束はカップリングレンズLKにより、それぞれ平行光束化される。
【0037】
勿論、カップリングレンズLY〜LKによりカップリングされた光束の形態を「弱い発散性もしくは弱い収束性の光束」とすることもできる。
【0038】
カップリングレンズLY〜LKから射出した光束は、対応するシリンドリカルレンズCY〜CKに入射する。シリンドリカルレンズCY〜CKは副走査方向にのみ正のパワーを有する同一のものであり、副走査方向へ配列されて一体化されており「第1光学系」を構成する。
【0039】
シリンドリカルレンズCY〜CKは、入射してくる各光束を副走査方向へ集束させ、光偏向器2の各ポリゴンミラー2Y〜2Kの偏向反射面位置近傍に「主走査方向(図面に直交する方向)に長い線像」として結像させる。
【0040】
光偏向器2は同一形状の4個のポリゴンミラー2Y〜2Kを、同一の回転軸に相互に間隔を隔して固定一体化してなる。光偏向器2を4個のポリゴンミラーに分割したので、光偏向器としての偏向反射面の大きさは最小に抑えられ、高速回転の際の風損を有効に軽減し、風切り音や駆動エネルギーを有効に軽減することができる。
【0041】
図2は、光偏向器2により偏向された各光束が「対応する被走査面の実体をなす光導電性の感光体3Y〜3K」を光走査する様子を示している。光偏向器2により偏向された4本の光束は「副走査方向には互いに平行な状態」で、偏向しつつ走査レンズ31に入射する。
【0042】
走査レンズ31は4本の光束に共通化され、走査レンズ31を透過した各光束は光路折り曲げ用のミラーm1〜m7により順次反射されて光路を分離される。
ミラーm1により反射された光束(光源1Yから放射された光束)は、走査レンズ32Yを介して感光体3Y上に導光され、感光体3Y上に光スポットを形成し、感光体3Yを光走査してイエロー成分画像の書込みを行う。
【0043】
ミラーm2により反射された光束(光源1Mから放射された光束)は、さらにミラーm3により反射され、走査レンズ32Mを介して感光体3M上に導光され、感光体3M上に光スポットを形成し、感光体3Mを光走査してマゼンタ成分画像の書込みを行う。
【0044】
ミラーm4により反射された光束(光源1Cから放射された光束)は、さらにミラーm5により反射され、走査レンズ32Cを介して感光体3C上に導光され、感光体3C上に光スポットを形成し、感光体3Cを光走査してシアン成分画像の書込みを行う。
【0045】
ミラーm6により反射された光束(光源1Kから放射された光束)は、さらにミラーm7により反射され、走査レンズ32Kを介して感光体3K上に導光され、感光体3K上に光スポットを形成し、感光体3Kを光走査して黒成分画像の書込みを行う。
【0046】
即ち、走査レンズ31と走査レンズ32Y〜32Kは4組の第2光学系を構成し、光偏向器2側の走査レンズ31が4本の光束に共通化されている。
走査レンズ31は副走査方向にはパワーを持たず、主走査方向には強い正のパワーを持つ。そして、主走査方向の形状が非円弧形状とされ等速特性補正と波面収差の低減を実現している。走査レンズ31は樹脂成形で形成してもよいが、この実施の形態では「環境変動に対して安定性を高める」べく、線膨張係数の小さいガラスを材料としてモールド成形したものとしている。
【0047】
走査レンズ32Y〜32Kは主として副走査方向に大きなパワーを持ち、光束を副走査方向において対応する感光体3Y〜3K上に集光させる機能と、副走査方向の像面湾曲を補正し、走査レンズ31による等速特性補正を補う機能を有し、副走査方向の像高間倍率を安定させ、波面収差低減を実現している。
【0048】
走査レンズ32Y〜32Kは、第2光学系が有するべき副走査方向の正のパワーの全てを担っており、このように副走査方向に正のパワーを持つ走査レンズ32Y〜32Kが「被走査面近く」に配置されるため、第2光学系全体の「副走査方向の結像横倍率」を小さくでき、部品誤差や組付誤差などの影響を有効に軽減することができる。
【0049】
上述の如く、走査レンズ31は副走査方向にパワーを持たず、光偏向器2により偏向された4本の光束は互いに平行であり、走査レンズ31の入射面に対して「副走査方向には直交的」に入射する。
【0050】
「光束が走査レンズ31に対して斜めに入射」すると、走査線曲がりを発生させ、これを補正するためにはそれ以降の光学素子の形状に自由曲面等を採用しなければならず、その要求精度などを鑑みるとコスト的にも不利になるし、高性能を維持することが難しくなるが、この実施の形態のように4本の光束が走査レンズ31の入射面に「副走査方向に直交的に入射する」ようにすることにより、このような問題を回避できる。
【0051】
図1(b)は、カップリングレンズLY〜LKの状態を説明するための図である。4個のカップリングレンズLY〜LKは互いに個別的であり、保持部材21により互いに密接して相互の位置関係を固定されている。
【0052】
保持部材21は「四角い枠形状」でその一部が切断され、螺子22をねじ込むことにより、カップリングレンズLY〜LKの周囲を締め付ける構造となっている。従って、カップリングレンズLY〜LKを4つ密接した状態に並べるまでは各カップリングレンズは互いに隙間があり比較的自由であるが、螺子22をねじ込むと、保持部材21が4つのカップリングレンズLY〜LKを周囲から締付けるので、4個のカップリングレンズLY〜LKは互いに密接した状態で固定される。勿論、カップリングレンズLY〜LKの配列に対応させて、光源1Y〜1Kの配列が定められる。
【0053】
図3(a)に示すように、保持部材21により密接して一体化されたカップリングレンズLY〜LKは、半導体レーザ1Y〜1Kを固定するフランジ23に締結される。その後、カップリングされた光束が所望の光束形態(説明中の実施の形態で平行光束)となるように、半導体レーザ1Y〜1Kの「光束進行方向に沿った位置決め」と、カップリングされた光束の進行方向が「所望の方向」となるように半導体レーザ1Y〜1Kの「主・副走査方向の位置決め」が行われる。
【0054】
半導体レーザ1Y〜1Kの「主走査方向の位置決め」は、光偏向器2の偏向反射面に向かう各光束が「主走査方向において偏向反射面近傍で重なる」ように設定する。このように設定すると、光偏向器2により偏向された各光束は「被走査面上の同一像高に至る光路」が、主走査方向について第2光学系における同じ位置を通ることになり、4組の第2光学系の光学特性を同一にすることが可能となり、光偏向器2の各ポリゴンミラーの有効径を小さくできる。
【0055】
半導体レーザ1Y〜1Kは上記の如く調整されてフランジ23に固定され「光源装置」を構成する。
【0056】
一般に、半導体レーザ1Y〜1Kのパッケージの大きさに比してカップリングレンズLY〜LKの外径の方が大きく、1つの光源装置に4つの半導体レーザ1Y〜1Kを組み込むことで各色成分画像書込み用の光束を射出させる場合、光束の副走査方向の間隔はカップリングレンズの外径でおよそ決まるが、このようにカップリングレンズLY〜LKを互いに密接させて配設すると、光束間の間隔を最も小さくできる。
【0057】
このような光源装置は、従来のもののようにプリズム等の高価な「光束合成手段」を必要とせず、光源装置と光偏向器の間に折返しミラーが不要である。
【0058】
図3に即して上に説明した「光源装置」では、光偏向器2やその後の配置される走査レンズ31の副走査方向の高さは、カップリングレンズLY〜LKの外径でほぼ決まってしまい、これ以上の低減は望めないが、各光束は走査レンズ31を通過した後、対応する感光体3Y〜3Kに到達させるためにミラーm1、m2、m4、m6で光路を分離させる必要があり、分離のための光束間隔を考慮すると、光束の分離と「光偏向器2と走査レンズ31の副走査方向の高さの低減」との両立をはかるには、図2(a)のような構成の光源装置で充分である。
【0059】
上の説明では、感光体3Y〜3Kの光走査は「シングルビーム走査方式」であるとしたが、半導体1Y〜1Kに換えて、個々の光源を「半導体レーザアレイ」とし、各感光体をマルチビーム走査方式で光走査するようにすることもでき、高速化の要望の達成が可能となる。
【0060】
上に説明した実施の形態では、カップリングレンズLY〜LKは互いに別個のものを密着させて一体化したが、図3(b)に示すように、4個のカップリングレンズLY1〜LK1を取付け用のベース25とともに「一体成形」した構成としても良い。
【0061】
このようにすると、図3(a)の場合には必要となる保持部材21や螺子22が不要になり、光源装置を構成する部品点数が減り、その分だけ「取付誤差などによる影響」を低減できる。
【0062】
図3(a)に示した実施の形態では、保持部材21により密着されて相互の位置関係を固定される4個のカップリングレンズLY〜LKの光軸は互いに平行である。このため「カップリングされた各光束が、主走査方向において光偏向器の偏向反射面上で互いに重なる」ようにするため、図4(a)に示すように、カップリングレンズLY〜LKの光軸に対して、半導体レーザの発光源PY〜PKを主走査方向(図の左右方向)にずらしている。
【0063】
光源装置から光偏向器2までの距離によっては「このずらし量」はかなり大きくなる場合もあり、このような場合には、カップリングレンズLY〜LKから射出する光束の波面収差が乱れる虞もあり、波面収差の乱れは被走査面上の光スポットのスポット径を増大させ画像劣化の原因となる。
【0064】
これを回避するには、図4(b)に示すように、カップリングレンズLY〜LKの光軸そのものを、主走査方向において光偏向器の偏向反射面上で交差するように互いに角度を持たせ、半導体レーザの発光源PY〜PKを対応するカップリングレンズの光軸上に配置するのがよいが、図3(a)のように別個のカップリングレンズを保持部材で一体化する方法でこれを実現するのは容易でない。
【0065】
図3(b)に示すように、カップリングレンズLY1〜LK1を一体に形成する場合には、カップリングレンズLY1〜LK1の光軸を、予め所望の方向となるようにカップリングレンズLY1〜LK1を形成できるので、上記の如き「波面収差劣化の問題」を容易に回避できる。
【0066】
図5は、画像形成装置の実施の1形態を示している。
この画像形成装置は「カラーレーザプリンタ」である。図5において符号30で示す光走査装置は、上に実施の形態を説明した如きものである。
【0067】
光走査装置30の下部には、ドラム状に形成された光導電性の感光体3Y〜3Kが配置され、光走査装置30により光走査されるようになっている。感光体3Y〜3Kの周囲には、チャージャ6Y〜6K、現像装置7Y〜7K、転写チャージャ8Y〜8K、クリーニング装置9Y〜9Kが、感光体を囲繞するように配置されている。
【0068】
感光体3Y〜3Kの下部には、無端ベルト状の搬送ベルト17が張架され、その上側表面が各感光体に接している。転写チャージャ8Y〜8Kは、搬送ベルト17を介して「対応する感光体」に対向している。
【0069】
画像形成が行われるとき、各感光体3Y〜3Kは夫々時計回りに等速回転し、その表面をチャージャ6Y〜6Kにより均一帯電され、チャージャと現像装置との間で光走査装置30による光走査で各色成分画像を書きこまれ、静電潜像(ネガ線像)を形成される。
【0070】
このように形成された静電潜像は、それぞれ現像装置7Y〜7Kにより反転現像されて可視化される。感光体3Y上の静電潜像はイエロートナーにより現像されてイエロートナー画像となる。感光体3M上の静電潜像はマゼンタトナーにより現像されてマゼンタトナー画像となる。感光体3C上の静電潜像はシアントナーにより現像されてシアントナー画像となる。感光体3K上の静電潜像は黒トナーにより現像されて黒トナー画像となる。
【0071】
「シート状記録媒体」である転写紙Sは搬送ベルト17の下位に設けられたカセット15から給紙され、レジストローラ10により転写のタイミングを計って搬送ベルト17上に乗せ掛けられる。このときチャージャ11が放電して、転写紙Sを搬送ベルト17に静電吸着させる。
【0072】
搬送ベルト17は反時計回りに回転し、静電吸着された転写紙Sを搬送する。
搬送される転写紙Sは、転写チャージャ8Yによりイエロートナー画像を感光体3Yから転写され、以下、転写チャージャ8Mによりマゼンタトナー画像を感光体3Mから、転写チャージャ8Cによりシアントナー画像を感光体3Cから、転写チャージャ8Kにより黒トナー画像を感光体3Kから順次転写される。
【0073】
このようにして、転写紙S上にイエロートナー画像〜黒トナー画像が重なり合って転写されカラー画像が形成される。カラー画像を担持した転写紙Sは、分離チャージャ12の作用で搬送ベルト17から分離し、定着装置16によりカラー画像を定着されて装置外へ排出される。
【0074】
転写紙Sが分離された後の搬送ベルト17は除電器13で除電され、クリーナ14によりクリーニングされる。トナー画像転写後の各感光体もクリーニング装置9Y〜9Kによりクリーニングされる。
【0075】
以上は、フルカラー画像形成モードの説明であるが、静電潜像を形成する感光体の組合わせにより任意に、単色画像や2色画像、多色画像を形成できることは言うまでもない。なお、転写紙Sに代えて前述のOHPシート等を用いることもでき、トナー画像の転写は中間転写ベルト等の「中間転写媒体」を介して行うようにすることもできる。
【0076】
上に図1〜図4に即して実施の形態を説明した光走査装置は、M(=4)個の光源1Y〜1Kを有する光源装置から射出された複数の光束を、M個のカップリング光学系LY〜LKにより光源ごとにカップリングし、カップリングされた各光束を第1光学系CY〜CKにより、光偏向器2の偏向反射面近傍に主走査方向に長い線像として結像させて光偏向器2により偏向させ、偏向された複数の光束をM組の第2光学系31、32Y〜32KによりM面の被走査面3Y〜3K上に光スポットとして結像させてM面の被走査面の光走査を行う光走査装置において、M個のカップリング光学系LY〜LKが、互いに密接して相互の位置関係を固定され、M組の第2光学系は、各組が複数の光学素子で構成され、光偏向器2に最も近い光学素子31が、複数の被走査面3Y〜3Kへ向う偏向光束に共通化されるとともに主として主走査方向にパワーを有するもの(請求項1)である。
【0077】
また、4個の光源LY〜LKを有する光源装置から放射される複数の光束が、光偏向器2の偏向反射面近傍で主走査方向に交わるように、光源装置が構成され(請求項2)、4個のカップリング光学系はカップリングレンズLY〜LK(あるいはLY1〜LK1)であり(請求項3)、図1、図2、図3(a)の実施の形態では、4個のカップリングレンズLY〜LKは互いに個別的で、保持部材21により互いに密接して相互の位置関係を固定され(請求項4)、図3(b)に示した実施の形態では、4個のカップリングレンズLY1〜LK1が、互いに一体に形成されている(請求項5)。
【0078】
図1〜図4の実施の形態において、第2光学系における、複数の被走査面3Y〜3Kへ向う偏向光束に共通化された光学素子31がレンズであって、主走査方向にのみパワーを持ち、主走査方向の形状が非円弧形状を有し、光走査の等速特性と、走査光束の波面収差低減機能を有し(請求項6)、ガラスを材料としてモールド成形されたものである(請求項7)。
【0079】
上に実施の形態を説明した光走査装置は、4面の被走査面3Y〜3Kにイエロー、マゼンタ、シアンと黒成分画像を個別的に書込むものである(請求項8)。
【0080】
図5に実施の形態を示した画像形成装置は、4個の光源を有する光源装置から射出された複数の光束を、4個のカップリング光学系により光源ごとにカップリングし、カップリングされた各光束を第1光学系により、光偏向器の偏向反射面近傍に主走査方向に長い線像として結像させて光偏向器により偏向させ、偏向された複数の光束を4組の第2光学系により4面の被走査面上に光スポットとして結像させて4面の被走査面の光走査を行う光走査装置により、4面の被走査面の実体をなす4個の光導電性の感光体3Y〜3Kに個別の静電潜像を形成し、これら静電潜像を別個に現像して得られる4個のトナー画像を、共通のシート状記録媒体Sに転写し定着して画像形成を行う画像形成装置であって、光走査装置30として上記請求項1〜8の任意の1に記載のものを用いうるものであり(請求項9)、4個の光導電性の感光体3Y〜3Kは、トナー画像転写媒体Sの搬送路に沿って配置され、イエロー、マゼンタ、シアンおよび黒成分画像を個別的に書込まれ、形成された4つの静電潜像がイエロー、マゼンタ、シアン、黒の4色のトナーにより個別的に可視化され、各色トナー画像がシート状記録媒体Sへ重ね合せて転写・定着される画像形成装置(請求項10)である。
【0081】
【発明の効果】
以上に説明したように、この発明によれば新規な光走査装置および画像形成装置を実現できる。この発明の光走査装置は、複数の光源と、これらから放射される光束を光偏向器に導光する光学系を有効にコンパクト化することができ、光走査装置、延いては画像形成装置もコンパクトに実現できる。
【0082】
複数光源からの光束を光源ごとに個別にカップリングするカップリング光学系が互いに密接して相互の位置関係を固定されるので、カップリング光学系の相対的な位置関係が経時的にずれる虞がなく、安定した光走査・画像形成が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】光走査装置の実施の1形態を説明するための図である。
【図2】光走査装置の実施の1形態を説明するための図である。
【図3】図1、図2の実施の形態における光源装置とカップリング光学系の形態と、カップリング光学系の変形例を示す図である。
【図4】各カップリングレンズによりカップリングされた光束が、光偏向器の偏向反射面近傍で主走査方向に交わることを説明するための図である。
【図5】画像形成装置の実施の1形態を示す図である。
【符号の説明】
1Y〜1K 光源(半導体レーザ)
LY〜LK カップリング光学系(カップリングレンズ)
CY〜VK 第1光学系(シリンドリカルレンズ)
2 光偏向器
2Y〜2K ポリゴンミラー
21 保持部材
Claims (10)
- M(≧2)個の光源を有する光源装置から射出された複数の光束を、M個のカップリング光学系により光源ごとにカップリングし、カップリングされた各光束を第1光学系により、光偏向器の偏向反射面近傍に主走査方向に長い線像として結像させて上記光偏向器により偏向させ、偏向された複数の光束をM組の第2光学系によりM面の被走査面上に光スポットとして結像させて上記M面の被走査面の光走査を行う光走査装置において、
M個のカップリング光学系が、互いに密接して相互の位置関係を固定され、
M組の第2光学系は、各組が複数の光学素子で構成され、光偏向器に最も近い光学素子が、複数の被走査面へ向う偏向光束に共通化されるとともに主として主走査方向にパワーを有することを特徴とする光走査装置。 - 請求項1記載の光走査装置において、
M個の光源を有する光源装置から放射される複数の光束が、光偏向器の偏向反射面近傍で、主走査方向に交わるように、光源装置が構成されていることを特徴とする光走査装置。 - 請求項1または2記載の光走査装置において、
M個のカップリング光学系は、カップリングレンズであることを特徴とする光走査装置。 - 請求項3記載の光走査装置において、
M個のカップリングレンズは、互いに個別的であり、保持部材により互いに密接して相互の位置関係を固定されていることを特徴とする光走査装置。 - 請求項3記載の光走査装置において、
M個のカップリングレンズが、互いに一体に形成されていることを特徴とする光走査装置。 - 請求項1〜5の任意の1に記載の光走査装置において、
第2光学系における、複数の被走査面へ向う偏向光束に共通化された光学素子がレンズであって、主走査方向にのみパワーを持ち、上記主走査方向の形状が非円弧形状を有し、光走査の等速特性と、走査光束の波面収差低減機能を有することを特徴とする光走査装置。 - 請求項6記載の光走査装置において、
第2光学系における、複数の被走査面へ向う偏向光束に共通化された光学素子が、ガラスを材料としてモールド成形されたものであることを特徴とする光走査装置。 - 請求項1〜7の任意の1に記載の光走査装置において、
M=3または4であって、M面の被走査面に、イエロー、マゼンタ、シアンもしくは赤、緑、青の成分画像またはこれらと黒成分画像を個別的に書込むことを特徴とする光走査装置。 - M(≧2)個の光源を有する光源装置から射出された複数の光束を、M個のカップリング光学系により光源ごとにカップリングし、カップリングされた各光束を第1光学系により、光偏向器の偏向反射面近傍に主走査方向に長い線像として結像させて上記光偏向器により偏向させ、偏向された複数の光束をM組の第2光学系によりM面の被走査面上に光スポットとして結像させて上記M面の被走査面の光走査を行う光走査装置により、上記M面の被走査面の実体をなすM個の光導電性の感光体に個別の静電潜像を形成し、これら静電潜像を別個に現像して得られるM個のトナー画像を、共通のシート状記録媒体に転写し定着して画像形成を行う画像形成装置であって、
光走査装置として請求項1〜8の任意の1に記載のものを用いることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項9記載の画像形成装置において、
M=3または4であって、3個もしくは4個の光導電性の感光体は、トナー画像転写媒体の搬送路に沿って配置され、請求項8記載の光走査装置により、イエロー、マゼンタ、シアンもしくは赤、緑、青の成分画像またはこれらと黒成分画像を個別的に書込まれ、形成された3または4個の静電潜像が、イエロー、マゼンタ、シアンもしくは赤、緑、青の3色もしくはこれらに黒を加えた4色のトナーにより個別的に可視化され、各色トナー画像がシート状記録媒体へ重ね合せて転写・定着されることを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003073817A JP2004279926A (ja) | 2003-03-18 | 2003-03-18 | 光走査装置および画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003073817A JP2004279926A (ja) | 2003-03-18 | 2003-03-18 | 光走査装置および画像形成装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004279926A true JP2004279926A (ja) | 2004-10-07 |
Family
ID=33289621
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003073817A Pending JP2004279926A (ja) | 2003-03-18 | 2003-03-18 | 光走査装置および画像形成装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004279926A (ja) |
-
2003
- 2003-03-18 JP JP2003073817A patent/JP2004279926A/ja active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7999970B2 (en) | Light source device, optical scanning device, and image forming apparatus | |
JP4616118B2 (ja) | 光走査装置及び画像形成装置 | |
JP4842747B2 (ja) | 光走査装置、画像形成装置およびカラー画像形成装置 | |
JP5033548B2 (ja) | 光書込装置及び画像形成装置 | |
JP2008281945A (ja) | 光走査装置及び画像形成装置 | |
JP4365582B2 (ja) | 光走査装置および画像形成装置 | |
JP2004085969A (ja) | 光走査装置および画像形成装置 | |
JP2009063615A (ja) | 光書込装置及び画像形成装置 | |
JP2009069507A (ja) | 光走査装置、および画像形成装置 | |
JP2019105804A (ja) | 光走査装置及び画像形成装置 | |
JP4460865B2 (ja) | 光走査装置及びカラー画像形成装置 | |
JP2006072288A (ja) | 光走査装置および画像形成装置、並びにレンズ | |
JP4526331B2 (ja) | 光走査装置及び画像形成装置 | |
JP2002023085A (ja) | 光走査装置および画像形成装置 | |
JP4841268B2 (ja) | 光走査装置および画像形成装置 | |
JP2013076995A (ja) | 光走査装置及び画像形成装置 | |
JP5022945B2 (ja) | 光書込装置及び画像形成装置 | |
JP2005153347A (ja) | 光走査装置と画像形成装置 | |
JP2004279926A (ja) | 光走査装置および画像形成装置 | |
JP2005031357A (ja) | 光走査装置及び画像形成装置 | |
JP5787661B2 (ja) | 走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置 | |
JP2004226497A (ja) | 光走査装置及び画像形成装置 | |
JP5915011B2 (ja) | 光走査装置および画像形成装置 | |
JP4744117B2 (ja) | 光走査装置および画像形成装置 | |
JP2010066679A (ja) | 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置 |