JP2004301974A - 走査光学装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レジストレーション性能の安定したタンデム型の走査光学装置を提供する。
【解決手段】４本のレーザービーム（ＬＹ，ＬＭ．ＬＣ，ＬＫ）を偏向させる偏向器（１０）と、偏向後のレーザービーム（ＬＹ，ＬＭ．ＬＣ，ＬＫ）を対応する感光体（３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋ）に分けて導くとともに各感光体（３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋ）上で結像走査させる走査光学系（２０）とを備える。走査光学系（２０）は、各感光体（３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋ）に導くレーザービーム（ＬＹ，ＬＭ．ＬＣ，ＬＫ）に対してそれぞれ光学的に作用する４つの光学素子群（２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｋ）を有する。３つの光学素子群（２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ）には、レジストレーション調整のための調整機構が設けられている。レジストレーション調整のための基準ビームとして用いられるレーザービーム（ＬＫ）に対して光学的に作用する光学素子群（２４Ｋ）には、調整機構が設けられていない。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は走査光学装置に関するものであり、例えばカラー画像形成装置（カラーレーザープリンタ，カラーデジタル複写機等）において、複数のレーザービームを偏向走査することにより、複数の感光体のそれぞれに画像を露光記録するタンデム型の走査光学装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
Ｙ（黄），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン），Ｋ（黒）の４色に対応した４本のレーザービームを偏向させて、４つの感光体にそれぞれ画像を露光記録するタンデム型の走査光学装置が従来より知られている（例えば、特許文献１参照。）。偏向後の４本のレーザービームは、対応する感光体に到達するまでに光路分離され、光路分離された各レーザービームは、対応する光学素子（ミラー，レンズ等）により光学的な作用（反射，屈折等）を受けることになる。各光学素子には調整機構が設けられており、レーザービーム毎に感光体に対する入射位置が調整されることによってレジストレーション性能が確保される。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１４８５４２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように調整機構を各光学素子に設けておけば、初期のレジストレーション性能を良好にすることは可能である。しかし、レーザービーム４本のうちの１本はレジストレーション調整のための基準ビームとして用いられるため、基準ビームに対して作用する光学素子の調整機構は、レジストレーション性能を低下させる原因の１つとなる。例えば、レジストレーション性能が良好に調整されていても、環境変化（温度変化等）や振動（輸送時の振動等）によって基準ビーム用の調整機構に状態変化（膨張・収縮，位置ズレ等）が生じると、他の光学素子及び調整機構の状態に変化がなくてもレジストレーション性能は低下してしまう。つまり基準ビーム用の調整機構は、他のビーム用の調整機構よりもレジストレーション性能に与える影響の大きい不安定要素といえる。したがって、従来の走査光学装置では安定したレジストレーション性能が得られないという問題がある。
【０００５】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであって、その目的は、レジストレーション性能の安定したタンデム型の走査光学装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、第１の発明の走査光学装置は、複数のビームを偏向させる偏向器と、偏向後の複数のビームを対応する被走査面に分けて導くとともに各被走査面上で結像走査させる走査光学系と、を備えたタンデム型の走査光学装置であって、前記走査光学系が各被走査面に導くビームに対してそれぞれ光学的に作用する複数の光学素子群を有し、前記複数の光学素子群のうちの少なくとも１つには、レジストレーション調整のための調整機構が設けられており、前記レジストレーション調整のための基準ビームとして用いられるビームに対して光学的に作用する光学素子群には、前記調整機構が設けられていないことを特徴とする。
【０００７】
第２の発明の走査光学装置は、上記第１の発明において、前記複数の光学素子群のうち光学素子数の最も少ない光学素子群が、前記基準ビームとして用いられるビームに対して光学的に作用する光学素子群であることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施した走査光学装置を、図面を参照しつつ説明する。図１にタンデム型走査光学装置の一実施の形態を示し、その概略光学構成を図２に示す。図１，図２中、１０はポリゴンミラーから成る偏向器、２０は走査光学系、３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋは被走査面を構成する感光体、４０はハウジング、ＬＹ，ＬＭ，ＬＣ，ＬＫはレーザービームである。１は第１レンズ、２は第２レンズであり、図２に示すように４本のレーザービーム（ＬＹ，ＬＭ，ＬＣ，ＬＫ）が共に入射する共通光学素子群（２２）は、第１レンズ（１）と第２レンズ（２）で構成されている。３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋは平面反射面を有する第１ミラー、４Ｍ，４Ｃ，４Ｋは平面反射面を有する第２ミラー、５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋは副走査方向にのみ光学的パワーを有する長尺レンズである。図２に示すように、４本のレーザービーム（ＬＹ，ＬＭ，ＬＣ，ＬＫ）に対して個別に作用する４つの光学素子群（２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｋ）は、第１ミラー（３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ），第２ミラー（４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ）及び長尺レンズ（５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ）で構成されている。また、図１中の９Ｙ，９Ｍ，９Ｃはレジストレーション調整｛感光体（３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋ）の被走査面上での基準ビームに対する相対的なビーム位置調整｝のための調整機構である。
【０００９】
この走査光学装置は、Ｙ（黄），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン），Ｋ（黒）の各色に対応した４つの感光体（３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋ）に対して、４本のレーザービーム（ＬＹ，ＬＭ，ＬＣ，ＬＫ）で同時に画像記録を行うタイプのタンデム型レーザー走査装置であり、カラーレーザープリンタ，カラーデジタル複写機等のカラー画像形成装置に使用される。カラー画像形成装置においては、４つの感光体（３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋ）に形成された画像が、現像の後、同じ紙に転写されることによってカラー画像となる。４つの感光体（３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋ）のそれぞれに対する描画のための光源として、４つのレーザーダイオード（不図示）が走査光学装置に搭載されている。つまり、１つのレーザーダイオードが１本のレーザービームを射出し、１つの感光体に対する露光走査を１本のレーザービームで行う構成になっている。なお、２本以上のレーザービームを射出するマルチビームタイプの光源を用いて、１つの感光体に対する露光走査を２本以上のレーザービームで行う構成にしてもよい。また、ビーム数も４本に限らず、装置の光学構成に応じて必要とされる複数のレーザービームで偏向走査を行う構成にしてもよい。
【００１０】
４つのレーザーダイオードから発せられた４本のレーザービーム（ＬＹ，ＬＭ，ＬＣ，ＬＫ）は、ビーム整形された後、偏向器（１０）の同一位置にある反射面上で副走査方向にのみ集光して線状の光源像を形成する。その際、４本のレーザービーム（ＬＹ，ＬＭ，ＬＣ，ＬＫ）は、偏向器（１０）の反射面に対して副走査方向に互いに異なる角度で入射する。そして、偏向器（１０）の回転する同一の反射面で同時に反射されることにより、主走査方向に偏向される。偏向反射されたレーザービーム（ＬＹ，ＬＭ，ＬＣ，ＬＫ）は、副走査方向に互いに異なる角度で反射されるため、空間的に光路分離されながら走査光学系（２０）に入射することになる。走査光学系（２０）は、図２に示すように１つの共通光学素子群（２２）と４つの光学素子群（２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｋ）とを有しており、偏向後の４本のレーザービーム（ＬＹ，ＬＭ，ＬＣ，ＬＫ）を対応する４つの感光体（３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋ）に１本ずつ分けて導くとともに、各感光体（３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋ）の被走査面上で結像走査させる。なお、各感光体（３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋ）に対するレーザービーム（ＬＹ，ＬＭ，ＬＣ，ＬＫ）の偏向走査の方向（図１の紙面に対して垂直方向）が主走査方向に対応し、その主走査方向と被走査面法線とに対して垂直な方向が副走査方向に対応する。
【００１１】
走査光学系（２０）において４本のレーザービーム（ＬＹ，ＬＭ，ＬＣ，ＬＫ）は、第１，第２レンズ（１，２）から成る共通光学素子群（２２）により共に光学的な作用（屈折，回折等）を受けた後、各光学素子群（２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｋ）に１本ずつ分かれて入射し、それぞれ光学的な作用（反射，屈折，回折等）を受けることになる。例えば、光学素子群（２４Ｙ）に入射したＹのレーザービーム（ＬＹ）は、第１ミラー（３Ｙ）で反射された後、長尺レンズ（５Ｙ）を通って感光体（３０Ｙ）上で結像する。光学素子群（２４Ｍ）に入射したＭのレーザービーム（ＬＭ）は、第１，第２ミラー（３Ｍ，４Ｍ）で順に反射された後、長尺レンズ（５Ｍ）を通って感光体（３０Ｍ）上で結像する。光学素子群（２４Ｃ）に入射したＣのレーザービーム（ＬＣ）は、第１，第２ミラー（３Ｃ，４Ｃ）で順に反射された後、長尺レンズ（５Ｃ）を通って感光体（３０Ｃ）上で結像する。光学素子群（２４Ｋ）に入射したＫのレーザービーム（ＬＫ）は、第１，第２ミラー（３Ｋ，４Ｋ）で順に反射された後、長尺レンズ（５Ｋ）を通って感光体（３０Ｋ）上で結像する。以上のようにして、４本のレーザービーム（ＬＹ，ＬＭ，ＬＣ，ＬＫ）により４つの感光体（３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋ）に対する露光走査が同時に行われる。
【００１２】
Ｙ，Ｍ，Ｃ用の光学素子群（２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ）の第１ミラー（３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ）には、図１に示すように、レジストレーション調整のための調整機構（９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ）が設けられている。さらに、図２に示すように、Ｍ，Ｃ用の光学素子群（２４Ｍ，２４Ｃ）の第２ミラー（４Ｍ，４Ｃ）やＹ，Ｍ，Ｃ用の光学素子群（２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ）の長尺レンズ（５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ）にも、レジストレーション調整のための調整機構が設けられている。これらのレジストレーション調整のための基準ビームとしては、Ｋのレーザービーム（ＬＫ）が用いられる。ただし、Ｋのレーザービーム（ＬＫ）に対して光学的に作用する光学素子群（２４Ｋ）は、レジストレーション調整のための調整機構を有していない。
【００１３】
Ｙ，Ｍ，Ｃ用の第１ミラー（３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ）は、各々の調整機構（９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ）を介してハウジング（４０）に保持されており、各調整機構（９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ）により主走査方向に傾斜するように構成されている。その調整機構（９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ）で第１ミラー（３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ）を主走査方向に傾けることにより、感光体（３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ）上でのビーム位置のズレを調整すれば、レジストレーション性能を良好にすることができる。また、第２ミラー（４Ｍ，４Ｃ）には、主走査方向に平行な軸を中心としてミラー（４Ｍ，４Ｃ）を回転させることにより、副走査方向のオフセットを調整する調整機構が設けられている。長尺レンズ（５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ）には、レンズ（５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ）を湾曲させることにより、ボウを調整する調整機構が設けられている。したがって、これらの調整機構によってもレジストレーション性能を良好にすることができる。なお、第１ミラー（３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ）に関しても、主走査方向に平行な軸を中心とした回転により、副走査方向のオフセット調整を行うことが可能である。
【００１４】
上記のように３つの光学素子群（２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ）にはレジストレーション調整のための調整機構が設けられている一方で、基準ビームであるＫのレーザービーム（ＬＫ）に対して光学的に作用する光学素子群（２４Ｋ）には、レジストレーション調整のための調整機構が設けられていない。光学素子群（２４Ｋ）は調整機構を介することなくハウジング（４０）に保持されているため、レジストレーション性能に大きな影響を与える不安定要素が存在しないことになる。このため基準ビームが安定し、その結果、環境変化（温度変化等）や振動（輸送時の振動等）による影響を受けにくくなる。したがって、レジストレーション性能の安定化を達成することができる。
【００１５】
この実施の形態（図１，図２）では、Ｙ用の光学素子群（２４Ｙ）にミラーが１枚しか用いられていない。このためＹ用の光学素子群（２４Ｙ）は、４つの光学素子群（２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｋ）のうちで光学素子数が最も少なくなっている。このように光学素子数の最も少ない光学素子群を、基準ビームとして用いられるレーザービームに対して光学的に作用する光学素子群とすれば、光学素子数が少ない分、基準ビームをより一層安定化させることが可能である。そのように基準ビームを変更したときの概略光学構成を図３に示す。図３から分かるように、介在する光学素子数の最も少ないＹのレーザービーム（ＬＹ）が基準ビームになっており、Ｙのレーザービーム（ＬＹ）に対して光学的に作用する光学素子群（２４Ｙ）にはレジストレーション調整のための調整機構が設けられていない。したがって、環境変化（温度変化等）や振動（輸送時の振動等）による影響は更に受けにくくなり、更に安定したレジストレーション性能を得ることが可能となる。
【００１６】
図２に示すＹ，Ｍ，Ｃ用の光学素子群（２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ）には、それらを構成しているすべての光学素子に調整機構が設けられている。また、図３に示すＭ，Ｃ，Ｋ用の光学素子群（２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｋ）にも、それらを構成しているすべての光学素子に調整機構が設けられている。しかし、調整機構を必要とするか否かは、各光学素子に要求される部品精度やその保持部材に要求される部品精度等に応じて決定されるため、必ずしもすべての光学素子に調整機構を設ける必要はない。基準ビームに対して光学的に作用する光学素子群以外の光学素子群のうち、少なくとも１つに調整機構を設けるようにしてもよく、基準ビームに対して光学的に作用する光学素子群以外のすべての光学素子群が、各々少なくとも１つの調整機構を有する構成にしてもよい。また、基準ビームとして用いるビームの選択に関しても、前述した光学素子数、各光学素子に要求される部品精度、その保持部材に要求される部品精度等に応じて決定されるため、ＹＭＣＫのいずれのレーザービーム（ＬＹ，ＬＭ，ＬＣ，ＬＫ）にも限定されない。同様に、各光学素子群（２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｋ）内の光学素子の数も、図１〜図３に示すものに限定されない。これらの観点から、光学素子群（２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｋ）の構成を一般化して図４に示す。
【００１７】
図４に示すように、Ｙ，Ｍ，Ｃ用の光学素子群（２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ）には各々少なくとも１つの調整機構が設けられている。このため、Ｋのレーザービーム（ＬＫ）に対するＹ，Ｍ，Ｃのレーザービーム（ＬＹ，ＬＭ，ＬＣ）の相対的な位置を確実に調整して、初期のレジストレーション性能を良好にすることが可能である。一方、基準ビームとして用いられているＫのレーザービーム（ＬＫ）に対して光学的に作用する光学素子群（２４Ｋ）には調整機構が設けられていない。このため、基準ビームが安定化され、初期の良好なレジストレーション性能は安定して保持される。
【００１８】
なお、前述した実施の形態には以下の構成（ｉ）〜（ｖ）を有する発明が含まれており、その構成により基準ビームを安定化して、環境変化（温度変化等）や振動（輸送時の振動等）による影響を受けにくくし、レジストレーション性能の安定化を達成することができる。
（ｉ） 複数のビームを対応する被走査面に分けて導くとともに各被走査面上で結像走査させるタンデム型の走査光学系であって、各被走査面に導くビームに対してそれぞれ光学的に作用する複数の光学素子群を有し、前記複数の光学素子群のうちの少なくとも１つが、レジストレーション調整のための調整機構を有し、前記レジストレーション調整のための基準ビームとして用いられるビームに対して光学的に作用する光学素子群が、前記調整機構を有しないことを特徴とする走査光学系。
（ｉｉ） 前記複数の光学素子群のうち光学素子数の最も少ない光学素子群の光学的な作用を受けるビームが前記基準ビームとして用いられることを特徴とする上記（ｉ）記載の走査光学系。
【００１９】
（ｉｉｉ） 複数のビームを偏向させる偏向器と、偏向後の複数のビームを対応する被走査面に分けて導くとともに各被走査面上で結像走査させる走査光学系と、を備えたタンデム型の走査光学装置であって、前記走査光学系が各被走査面に導くビームに対してそれぞれ光学的に作用する複数の光学素子群を有し、前記複数の光学素子群が、レジストレーション調整のための調整機構を少なくとも１つ有する複数の第１光学素子群と、レジストレーション調整のための調整機構を有しない第２光学素子群と、から成り、前記第２光学素子群がレジストレーション調整のための基準ビームとして用いられるビームに対して光学的に作用することを特徴とする走査光学装置。
（ｉｖ） 複数の光源と、各光源から発せられたビームを偏向させる偏向器と、偏向後の複数のビームを対応する被走査面に分けて導くとともに各被走査面上で結像走査させる走査光学系と、を備えたタンデム型の走査光学装置であって、前記走査光学系が各被走査面に導くビームに対してそれぞれ光学的に作用する複数の光学素子群を有し、前記複数の光学素子群が、レジストレーション調整のための調整機構を少なくとも１つ有する複数の第１光学素子群と、レジストレーション調整のための調整機構を有しない第２光学素子群と、から成り、前記第２光学素子群がレジストレーション調整のための基準ビームとして用いられるビームに対して光学的に作用することを特徴とする走査光学装置。
（ｖ） 前記複数の光学素子群のうち前記第２光学素子群の光学素子数が最も少ないことを特徴とする上記（ｉｉｉ）又は（ｉｖ）記載の走査光学装置。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、レジストレーション調整のための基準ビームとして用いられるビームに対して光学的に作用する光学素子群には、調整機構が設けられていないので、基準ビームは安定化され、環境変化（温度変化等）や振動（輸送時の振動等）による影響は受けにくくなる。したがって、レジストレーション性能の安定したタンデム型の走査光学装置を実現することができる。また、複数の光学素子群のうち光学素子数の最も少ない光学素子群を、基準ビームとして用いられるビームに対して光学的に作用する光学素子群とすることにより、レジストレーション性能を更に安定化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】走査光学装置の一実施の形態を示す副走査断面図。
【図２】図１の走査光学装置の概略光学構成を示すブロック図。
【図３】図１の走査光学装置において基準ビームを変更したときの概略光学構成を示すブロック図。
【図４】図１の走査光学装置を光学素子群の構成が一般化された状態で示すブロック図。
【符号の説明】
ＬＹ，ＬＭ，ＬＣ，ＬＫ …レーザービーム
１０ …偏向器
２０ …走査光学系
２２ …共通光学素子群
１ …第１レンズ
２ …第２レンズ
２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｋ …光学素子群
３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ …第１ミラー
４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ …第２ミラー
５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ …長尺レンズ
９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ …調整機構
３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋ …感光体（被走査面）
４０ …ハウジング

Claims (2)

1. 複数のビームを偏向させる偏向器と、偏向後の複数のビームを対応する被走査面に分けて導くとともに各被走査面上で結像走査させる走査光学系と、を備えたタンデム型の走査光学装置であって、
   前記走査光学系が各被走査面に導くビームに対してそれぞれ光学的に作用する複数の光学素子群を有し、前記複数の光学素子群のうちの少なくとも１つには、レジストレーション調整のための調整機構が設けられており、前記レジストレーション調整のための基準ビームとして用いられるビームに対して光学的に作用する光学素子群には、前記調整機構が設けられていないことを特徴とする走査光学装置。
2. 前記複数の光学素子群のうち光学素子数の最も少ない光学素子群が、前記基準ビームとして用いられるビームに対して光学的に作用する光学素子群であることを特徴とする請求項１記載の走査光学装置。

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