JP2004287237A

JP2004287237A - レーザ走査光学装置

Info

Publication number: JP2004287237A
Application number: JP2003081073A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Kinoshita; 博喜木下; Etsuko Shibata; 悦子芝田; Yoshihiro Inagaki; 義弘稲垣; Yuzo Nakatsuka; 雄三中塚
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 2003-03-24
Filing date: 2003-03-24
Publication date: 2004-10-14

Abstract

【課題】コストアップを招来することなく、ジッタの発生を極力抑えることのできる、タンデム方式に好適なレーザ走査光学装置を得る。
【解決手段】複数の光源と、該光源から放射されたレーザビームを主走査方向ｙに等角速度で偏向するポリゴンミラー８と、該ポリゴンミラー８で偏向されたレーザビームを感光体ドラム２０上で結像させる走査レンズ９と、ポリゴンミラー８で偏向されたレーザビームを検出するＳＯＳ同期検出用センサ１４とを備えたレーザ走査光学装置。複数の光源から放射された複数のレーザビームは、それぞれ副走査方向ｚに関して互いに異なる角度を有してポリゴンミラー８へ斜入射する。ＳＯＳ同期検出用センサ１４は副走査方向ｚの斜入射角度が最も離れるレーザビーム間の中央の直線に最も近いレーザビームＢＣを受光し、このレーザビームＢＣを基準として全てのレーザビームのＳＯＳ同期をとる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ走査光学装置、特に、副走査方向に関して互いに異なる角度を有する複数のレーザビームを走査するためのレーザ走査光学装置に関する。
【０００２】
【従来の技術と課題】
一般に、電子写真方式によるフルカラーの複写機やプリンタ等の画像形成装置として、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック（以下、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋと記す）の各色に対応する画像を四つの感光体上に形成し、これらの画像を重ね合わせるタンデム方式が知られている。
【０００３】
この種のタンデム方式に組み込まれる走査光学装置にあっては、４本のレーザビームを使用するが、コスト削減のためには、一つの偏向手段（ポリゴンミラー）を使用し、一つの光学系で４本のレーザビームにｆθ特性を与えることが好ましい。
【０００４】
また、４本のビームは、副走査方向に互いに平行な光路に構成することも考えられるが、この場合、ポリゴンミラーの厚み（副走査方向の幅）が大きくなり、ポリゴンミラーのコストアップとなる。よって副走査方向に関して異なる角度を有することが好ましい。この場合、４本のビームは、例えば、副走査方向の中心光軸を中心として副走査方向に互いに異なる角度で同時にポリゴンミラーに斜入射し、それぞれ副走査方向に異なった角度で主走査方向に偏向走査される。
【０００５】
ところで、この種の画像形成装置では、画像の各走査ラインごとに画像の書出し開始位置の同期（ＳＯＳ同期）を取る必要があり、通常、主走査方向に偏向走査されたレーザビームをフォトセンサで受光してＳＯＳ同期信号を得るようにしている。前記タンデム方式にあっては、４本のレーザビームのうち、いずれのレーザビームによってＳＯＳ同期をとるのかが問題となる。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−１９４２８５号公報
特開２０００−２３５２９０号公報
【０００７】
特許文献１には、４色のレーザビームのうち、ポリゴンミラーへの副走査方向の斜入射角が最も大きいレーザビームによってＳＯＳ同期をとるようにしたレーザ走査光学装置が開示されている。これは、ＳＯＳ同期を基準色である黒色でとり、黒色の画像を形成する感光体が外側に配置されていることによる。しかし、斜入射角度が最も大きいレーザビームによってＳＯＳ同期をとると、該レーザビームから斜入射角度が最も離れたレーザビームで描画される画像に、ポリゴンミラーの各反射面の面倒れに起因するジッタが大きく発生するという問題点が生じる。
【０００８】
特許文献２には、４色のレーザビームのそれぞれでＳＯＳ同期をとるようにしたレーザ走査光学装置が開示されている。この装置においては、ポリゴンミラーの各反射面の面倒れに起因するジッタが大きくなる問題点は解消されるが、４個のフォトセンサや集光用レンズを設ける必要があり、コストアップを招来することになる。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、コストアップを招来することなく、ジッタの発生を極力抑えることのできる、タンデム方式に好適なレーザ走査光学装置を提供することにある。
【００１０】
【発明の構成、作用及び効果】
以上の目的を達成するため、本発明は、複数の光源と、該光源から放射されたレーザビームを主走査方向に等角速度で偏向する一つの偏向手段と、該偏向手段で偏向されたレーザビームを感光体上で結像させる走査光学素子と、前記偏向手段で偏向されたレーザビームを検出するＳＯＳ同期検出手段とを備えたレーザ走査光学装置において、前記複数の光源から放射された複数のレーザビームは、それぞれ副走査方向に関して互いに異なる角度を有して前記偏向手段へ斜入射し、前記ＳＯＳ同期検出手段は、前記偏向手段へ斜入射する複数のレーザビームのうち副走査方向の斜入射角度が最も離れるレーザビーム間の中央の直線に最も近いレーザビームを受光するように配置されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係るレーザ走査光学装置においては、偏向手段へ斜入射する複数のレーザビームのうち副走査方向の斜入射角度が最も離れるレーザビーム間の中央の直線に最も近いレーザビームを受光するように配置しているため、換言すれば、副走査方向の中央部のレーザビームを基準として全てのレーザビームのＳＯＳ同期をとるようにしたため、斜入射角度が最も外側に離れたレーザビームにおける偏向手段の各反射面の面倒れに起因するジッタ量を小さく抑えることができる。また、ＳＯＳ同期検出手段や集光用レンズは一つでよく、コストの上昇につながることはない。
【００１２】
本発明に係るレーザ走査光学装置にあっては、ＳＯＳ同期検出手段へ入射するレーザビームから副走査方向に関する斜入射角度が最も離れたレーザビームによって感光体上に描画される色はイエローであることが好ましい。イエローは比較的目立たない色であり、少量のジッタであれば画像上での色ずれがそれほど目立つことはない。
【００１３】
また、ＳＯＳ同期検出手段へ入射するレーザビームは前記走査光学素子を通過することが好ましい。ＳＯＳ同期検出用のレーザビームが走査光学素子を外れて通過すると余分な光路を設定する必要があるが、走査光学素子を通過させれば、走査光学装置の大型化を招来することがなくなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るレーザ走査光学装置の実施形態について、添付図面を参照して説明する。
【００１５】
図１及び図２は、本発明の一実施形態であるレーザ走査光学装置１の概略構成を示す。このレーザ走査光学装置１は並置された四つの感光体ドラム２０（２０Ｋ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｙ）にそれぞれレーザビームＢＫ，ＢＣ，ＢＭ，ＢＹを照射して、各色の画像を形成するように構成されている。
【００１６】
四つの感光体ドラム２０を並置したフルカラーの複写機ないしプリンタはタンデム方式と称され、その構成及び画像形成工程は従来周知であり、詳細な説明は省略する。
【００１７】
レーザ走査光学装置１は、光源ユニット３と、偏向器（以下、ポリゴンミラーと称する）８と、二つのレンズを組み合わせた走査レンズ９と、平面ミラー１０，１１（１０Ｋ，１１Ｋ，１０Ｃ，１１Ｃ，１０Ｍ，１１Ｍ，１０Ｙとで構成され、さらに、ＳＯＳ同期をとるためにシアン用のレーザビームＢＣをフォトセンサ１４へ導くための平面ミラー１２及び集光用レンズ１３が設置されている。また、これらの各種光学素子はハウジング２に搭載されている。
【００１８】
光源ユニット３は、レーザダイオード４（４Ｋ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｙ）と、平面ミラー５（５Ｋ，５Ｃ，５Ｍ）と、平面ミラー６と、シリンドリカルレンズ７とで構成されている。各レーザダイオード４から放射されたレーザビームは（必要に応じて図示しないコリメータレンズで平行光に変換され）、各平面ミラー５及び平面ミラー６で反射してシリンドリカルレンズ７で副走査方向ｚに集光され、ポリゴンミラー８に導かれる。
【００１９】
各レーザビームはポリゴンミラー８の回転に基づいて主走査方向ｙに等角速度で偏向され、走査レンズ９を透過することで、ｆθ特性を与えられ、かつ、必要な収差を補正され、後段の光学素子で構成される光路に沿って各感光体ドラム２０上で結像する。
【００２０】
ところで、４本のレーザビームＢ（ＢＫ，ＢＣ，ＢＭ，ＢＹ）は、図３（Ａ）に示すように、副走査方向ｚの中心光軸Ｐを中心として副走査方向ｚに互いに等しいピッチの角度θ１を有してポリゴンミラー８の反射面８ａに斜入射し、かつ、主走査方向ｙに偏向され、同時に走査レンズ９を透過する。
【００２１】
また、４本のレーザビームＢ（ＢＫ，ＢＣ，ＢＭ，ＢＹ）は、図３（Ｂ）に示すように、中心光軸Ｐを中心として副走査方向ｚに異なるピッチの角度θ２、θ３を有してポリゴンミラー８の反射面８ａに斜入射し、かつ、主走査方向ｙに偏向されてもよい。
【００２２】
また、図３（Ｃ）に示すように、副走査方向ｚの斜入射角度が最も離れるレーザビームＢＫ，ＢＹが直線Ａを中心として角度θ／２を有してポリゴンミラー８の反射面８ａに入射し、レーザビームＢＣ，ＢＭが角度θ／２内の斜入射角度（不等ピッチ）を有して反射面８ａに入射する場合もある。
【００２３】
図３（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）のいずれの構成を採用することも可能である。本実施形態では図３（Ａ）の構成で説明するが、斜入射角度のピッチが異なる構成（図３（Ｂ），（Ｃ）はその例を示す）を採用すれば、特に、レーザビームＢＫ，ＢＣ間の角度を大きく設定すれば、該ビームＢＫ，ＢＣの光路を構成するための平面ミラー１１Ｋ，１１Ｃの配置が容易になる点で有利である。
【００２４】
ところで、ポリゴンミラー８の反射面８ａが面倒れを生じていると、反射面８ａへ入射するレーザビームが副走査方向ｚに角度を有している場合、主走査方向ｙへの偏向角度も変化する。それに伴ってＳＯＳ同期検出用センサの検出面において主走査方向ｙにレーザビームがシフトしてしまう。また、その偏向角度の変化量が、反射面８ａへの斜入射角度に応じて異なるため、４色に対応するレーザビームのいずれでＳＯＳ同期をとる場合であっても、他のレーザビームにあっては偏向角度の変化量に応じたジッタが残存することになる。
【００２５】
図４に示す特性Ｂは、従来例として、黒色を描画するためのレーザビームＢＫ（斜入射角度が最も大きい）によってＳＯＳ同期をとった場合のジッタ発生量を示す。この場合、レーザビームＢＫから斜入射角度が最も離れたレーザビームＢＹではＪ’のジッタが発生することになる。
【００２６】
そこで、本実施形態では、副走査方向ｚの斜入射角度が最も離れるレーザビームＢＫ，ＢＹ間の中央の直線Ａに最も近いレーザビームＢＣであって偏向開始側のビームＢＣ’を平面ミラー１２で反射させてＳＯＳ同期検出用センサ１４へ導いてＳＯＳ同期信号を検出し、この同期信号を基準として全てのレーザビームのＳＯＳ同期をとるように構成した。
【００２７】
なお、副走査方向ｚの斜入射角度が最も離れるレーザビーム間の中央の直線Ａとは、図３（Ａ），（Ｂ）の場合は中心光軸Ｐに相当する。
【００２８】
前述のように、直線Ａに最も近いレーザビームＢＣによるＳＯＳ同期信号を基準として全てのレーザビームのＳＯＳ同期をとる構成によると、図４に特性Ａで示すように、レーザビームＢＣから斜入射角度が最も離れたレーザビームＢＹでのジッタ量はＪであり、従来のジッタ量Ｊ’よりも小さく抑えることができた。
【００２９】
なお、図３（Ａ），（Ｂ）に示した例においては、各レーザビームの斜入射角度のピッチが等しいため、レーザビームＢＣではなくレーザビームＢＭを基準にＳＯＳ同期をとってもよい。この場合、斜入射角度が最も離れることになるレーザビームＢＫでのジッタ量もＪである。
【００３０】
本実施形態のように、レーザビームＢＣを基準にしてＳＯＳ同期をとり、斜入射角度が最も離れたレーザビームとしてイエローを描画するためのレーザビームＢＹとすると、イエローは比較的目立たない色であるため、少量のジッタであれば画像上での色ずれはそれほど目立つことはなく、好都合である。
【００３１】
また、本実施形態において、ＳＯＳ同期検出用センサ１４へ入射するレーザビームＢＣ’は走査レンズ９を通過するように構成されている（図１参照）。ＳＯＳ同期検出用のレーザビームＢＣ’が走査レンズ９を外れて通過する構成では、走査レンズ９の端部に位置するレンズホルダ（図示せず）を避けてさらに外方を通過させるために光路の幅が大きくなる。しかし、本実施形態ではレーザビームＢＣ’が走査レンズ９を通過するようにしたため、レーザ走査光学装置をコンパクトに構成することができる。
【００３２】
（他の実施形態）
なお、本発明に係るレーザ走査光学装置は前記実施形態に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。
【００３３】
例えば、各ビームの光路を形成するための光学素子の配置関係や光源ユニットの詳細な構成は任意である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態であるレーザ走査光学装置の概略構成を示す平面図である。
【図２】前記レーザ走査光学装置の概略構成を示す立面図である。
【図３】前記レーザ走査光学装置における斜入射角度に関する説明図である。
【図４】ジッタの発生量を示すグラフである。
【符号の説明】
１…レーザ走査光学装置
３…光源ユニット
８…偏向器（ポリゴンミラー）
９…走査レンズ
１４…ＳＯＳ同期検出用センサ
２０…感光体ドラム
ＢＫ，ＢＣ，ＢＭ，ＢＹ…レーザビーム
ｚ…副走査方向

Claims

複数の光源と、該光源から放射されたレーザビームを主走査方向に等角速度で偏向する一つの偏向手段と、該偏向手段で偏向されたレーザビームを感光体上で結像させる走査光学素子と、前記偏向手段で偏向されたレーザビームを検出するＳＯＳ同期検出手段とを備えたレーザ走査光学装置において、
前記複数の光源から放射された複数のレーザビームは、それぞれ副走査方向に関して互いに異なる角度を有して前記偏向手段へ斜入射し、
前記ＳＯＳ同期検出手段は、前記偏向手段へ斜入射する複数のレーザビームのうち副走査方向の斜入射角度が最も離れるレーザビーム間の中央の直線に最も近いレーザビームを受光するように配置されていること、を特徴とするレーザ走査光学装置。
前記ＳＯＳ同期検出手段へ入射するレーザビームから副走査方向に関する斜入射角度が最も離れたレーザビームによって感光体上に描画される色はイエローであることを特徴とする請求項１記載のレーザ走査光学装置。
前記ＳＯＳ同期検出手段へ入射するレーザビームは前記走査光学素子を通過することを特徴とする請求項１又は請求項２記載のレーザ走査光学装置。