JP2006259336A - 光走査装置および画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光源1Yから放射される光束をカップリングレンズ3Yにより所望の光束形態に変換したのち、線像結像光学系5Yにより主走査方向に長い線像として結像させ、線像の結像位置近傍に偏向反射面を有するポリゴンミラー7の高速回転により偏向させ、偏向光束を走査光学系により被走査面11Y上に光スポットとして集光して被走査面の光走査を行う光走査装置において、ポリゴンミラー7の高速回転に伴う偏向反射面の変形に起因する光スポットの結像位置変化を補正するように、ポリゴンミラー7よりも光源側の光学系を設定した。
【選択図】 図1
Description
近来これら画像形成装置もカラー化が進み、カラーデジタル複写機、カラー光プリンタ、カラー光プロッタ等の画像形成速度を高めるため、複数の光導電性感光面にそれぞれ異なる色のトナー画像を形成し、これらのトナー画像を共通のシート状記録媒体上に順次転写して重ね合わせることによってカラー画像を形成する所謂「タンデム型カラー画像形成装置」として広く普及しつつある(特許文献1等)。
被走査面上の光スポットのスポット径は基本的には、光走査装置を構成する光学系の設計により定まるが、これは光スポットが正しく被走査面上に結像する場合、即ち、光スポットを形成する光束のビームウエスト位置が像面に合致している場合であり、実際には、「ビームウエスト位置を被走査面に対してずらすような要因」が存在する。
特許文献2に開示された方法は、光源として用いられるレーザ光源からのレーザ光束が「光束断面上でガウス分布型の強度分布」を有することを利用して、光源の発光強度を調整することにより、上記「スポット径太り」を軽減もしくは防止するというものであり、特許文献3記載の方法は、ポリゴンミラーの偏向反射面の変形によるビームウエスト位置のずれを相殺するように走査光学系を設計するというものである。
ポリゴンミラーの高速回転に伴う偏向反射面の変形やその程度は、実際にはポリゴンミラーの回転数や偏向反射面の数、偏向反射面の形状、回転軸の径等によって変化するものであり、また、同一設計で製造されたポリゴンミラーの間でも個体差がありうる。
即ち、ポリゴンミラーの高速回転に伴う偏向反射面の変形に起因する光スポットの結像位置変化を補正するように、「ポリゴンミラーよりも光源側の光学系を設定」する。
この請求項10記載の画像形成装置においては、光走査により露光を行う感光体を光導電性の感光体とし、光走査により形成された静電潜像をトナー画像として可視化するように構成できる(請求項11)。この場合、光導電性でドラム状もしくはベルト状の感光体を3個もしくは4個、回転軸を互いに平行にして配列し、光走査装置として請求項9記載のものを用い、各感光体に形成された静電潜像を「カラー画像を形成するための3種もしくは4種の色の異なるトナー」により可視化し、得られるトナー画像を同一の記録シート上に重ね合わせて転写・定着することによりカラー画像を形成する構成とすることができる(請求項12)。
図1は、この発明の光走査装置とこれを用いた画像形成装置の実施の1形態を説明するための図である。図1(a)は、光走査装置の光学配置を説明するための図であって、同光学配置をポリゴンミラーの回転軸方向から俯瞰すると共に、ポリゴンミラー以後の光路を直線状に展開して示している。図1(b)は、画像形成装置の構成を光導電性でドラム状の感光体の回転軸方向から見た状態を略示している。図1(b)に示されている光学系部分はポリゴンミラー以後の部分である。
図1(b)に示すように、ポリゴンミラー7は「偏向反射面による偏向部」を2つ、軸方向に分離して有している。符号7A、7Bで示す部分がこれら2つの偏向部である。偏向部7Aは所定面数の偏向反射面を有し、光源1M、1Cからの光束を偏向させる。偏向部7Bは偏向部7Aと同じ構成で光源1Y、1Kからの光束を偏向させる。
ポリゴンミラー7の各偏向部7A、7Bは同形状であり、偏向反射面は「静止状態では実線で示すように平面状で正六角柱形状」をなしている。これを高速回転させると、遠心力の作用により各偏向反射面は変形する。その際、変形は、符号71で示すように凸面形状に変形する場合もあるし、符号72で示すように凹面形状に変形する場合もある。
図3において符号30は被走査面であり、符号31は「ポリゴンミラーに高速回転による変形が無いときの像面湾曲」である。ポリゴンミラーの偏向反射面が凸面形状に変形すると、上述の如く主走査方向のビームウエスト位置は、ポリゴンミラーから遠ざかる方向(図3の右方)へずれ、主走査方向の像面湾曲は符号33で示す如くになるが、上記の如く、カップリングレンズと光源の間隔を若干大きくしてカップリングされた光束が弱い収束性を持つようにすれば、主走査方向のビームウエスト位置をポリゴンミラー位置へ近づけて、主走査方向の像面湾曲を「本来の像面湾曲31に近づける」ことができる。
3Y カップリングレンズ
5Y 線像結像光学系
7 ポリゴンミラー
91Y、92Y 走査光学系
11Y 被走査面
Claims (12)
- 光源から放射される光束をカップリングレンズにより所望の光束形態に変換したのち、線像結像光学系により主走査方向に長い線像として結像させ、上記線像の結像位置近傍に偏向反射面を有するポリゴンミラーの高速回転により偏向させ、偏向光束を走査光学系により被走査面上に光スポットとして集光して上記被走査面の光走査を行う光走査装置において、
ポリゴンミラーの高速回転に伴う偏向反射面の変形に起因する光スポットの結像位置変化を補正するように、上記ポリゴンミラーよりも光源側の光学系を設定した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、
ポリゴンミラーよりも光源側の光学系の設定は、少なくとも、光源とカップリングレンズとの位置関係の調整により行われ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、
ポリゴンミラーが回転していないときにおける、被走査面に集光する光束の主走査方向および/または副走査方向のビームウエスト位置に対して、ポリゴンミラーの高速回転時における上記ビームウエストの位置が被走査面に近いことを特徴とする光走査装置。 - 請求項1または2または3記載の光走査装置において、
2以上の被走査面を同時に光走査するものであり、
互いに異なる2以上の被走査面を光走査するために2以上の光源を有し、
これら2以上の光源からの光束が、共通のポリゴンミラーにより偏向され、
上記共通のポリゴンミラーよりも各光源側の光学系が、上記ポリゴンミラーの高速回転に伴う偏向反射面の変形に起因する光スポットの結像位置変化を補正するように設定されたことを特徴とする光走査装置。 - 請求項4記載の光走査装置において、
少なくとも2つの異なる被走査面を光走査する光束が、共通のポリゴンミラーにおける上記ポリゴンミラーの回転軸方向の異なる位置に入射して偏向されることを特徴とする光走査装置。 - 請求項5記載の光走査装置において、
共通のポリゴンミラーが偏向反射面による偏向部を2以上、軸方向に分離して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、
共通のポリゴンミラーの各偏向部から、この偏向部により偏向される光束を放射する各光源側の光学系が、
上記共通のポリゴンミラーの高速回転に伴う各偏向部の偏向反射面の平均的な変形量に応じて設定されてい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、
共通のポリゴンミラーの各偏向部から、この偏向部により偏向される光束を放射する各光源側の光学系が、
上記共通のポリゴンミラーの高速回転に伴う各偏向部の偏向反射面の個別的な変形量に応じて設定されていることを特徴とする光走査装置。 - 請求項5〜8の任意の1に記載の光走査装置において、
同時に光走査される被走査面が3もしくは4個であり、各被走査面に、カラー画像を合成的に形成するための色成分の画像を書き込むことを特徴とする光走査装置。 - 光走査によって1以上の感光体を露光して画像形成を行う画像形成装置において、
感光体を露光する光走査装置として請求項1〜9の任意の1に記載の光走査装置を用いることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項10記載の画像形成装置において、
光走査により露光を行う感光体が光導電性の感光体であり、光走査により形成された静電潜像がトナー画像として可視化されることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項11記載の画像形成装置において、
光導電性でドラム状もしくはベルト状の感光体が3個もしくは4個、回転軸を互いに平行にして配列され、光走査装置は請求項9記載のものであり、
各感光体に形成された静電潜像を、カラー画像を形成するための3種もしくは4種の色の異なるトナーにより可視化し、得られるトナー画像を同一の記録シート上に重ね合わせて転写・定着することによりカラー画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
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