JP2008003476A

JP2008003476A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2008003476A
Application number: JP2006175285A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Hayashi; 善紀林; Koichi Oshima; 孝一大嶋; Tatsuya Niimi; 達也新美; Katsuichi Ota; 勝一大田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2006-06-26
Filing date: 2006-06-26
Publication date: 2008-01-10

Abstract

【課題】濃度むらが少なく、階調性が高い画像形成装置を提供する。
【解決手段】光源波長は５００ｎｍ以下であり、走査光学系は１つ以上のプラスチックレンズ（６、７）から構成されており、中央像高に向かうビームがプラスチックレンズを通過する距離の合計をＬ０（ｗ１＋ｗ２）、周辺像高に向かうビームが前記プラスチックレンズを通過する距離の合計をＬｅ（ｗ３＋ｗ４）とするとき、Ｌ０＞Ｌｅを満足し、且つ、光源からのビームは直線偏光であり、該直線偏光の偏光方向は副走査方向に略平行である。このとき、走査レンズ６、７の光利用効率は周辺像高のほうが中央像高よりも大きくなる。したがって、感光体９の表面層の光利用効率は中央像高に比べ周辺像高が小さくなるので、両者の光利用効率が互いに相殺される。
【選択図】図１

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらのうちの少なくとも２つの機能を有する複合機、プロッタ等の画像形成装置に関する。

近年、レーザプリンタ、デジタル複写機等の画像形成装置において、益々、高画質化の要求が高まってきている。階調性や濃度の均一性は画像品質の中でも特に要求が高い項目となっている。
特許文献１には、折り返しミラーのコート条件と偏光方向の条件により、光走査装置のシェーディング（像高による光量むら）を低減する技術が開示されている。

特開２００２−３２８３２７号公報

感光体に向かうビームの偏光方向と感光体の表面層の屈折率と入射角により、界面での透過率が変化し、光利用効率が像高により異なる。
しかしながら、光走査装置のシェーディング（像高による光量むら）を低減しようとしている公知文献は特許文献１等いくつかあるが、感光体の表面層の光利用効率までは考慮されておらず、最終的には濃度むらが発生する。

本発明は、濃度むらが少なく、階調性が高い画像形成装置を提供することを、その目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明では、光源と、該光源から出射したビームを偏向する偏向手段と、該偏向手段により偏向されたビームを像担持体に導く走査光学系とを有し、前記像担持体は感光層の表面に表面層を有する画像形成装置において、中央像高に対する周辺像高の光利用効率の変化が、前記表面層に対して逆特性となる光学部材を有することを特徴とする。

請求項２記載の発明では、請求項１記載の画像形成装置において、前記光源波長は５００ｎｍ以下であり、前記走査光学系は１つ以上のプラスチックレンズから構成されており、中央像高に向かうビームが前記プラスチックレンズを通過する距離の合計をＬ０、周辺像高に向かうビームが前記プラスチックレンズを通過する距離の合計をＬｅとするとき、
Ｌ０＞Ｌｅ
を満足し、なおかつ、以下の条件を満足することを特徴とする。
（１）前記光源からのビームは直線偏光である。
（２）該直線偏光の偏光方向は副走査方向に略平行である。

請求項３記載の発明では、請求項１または２記載の画像形成装置において、前記走査光学系はビームを屈曲する反射部材を有し、以下の条件を満足することを特徴とする。
（１）前記光源からのビームは直線偏光である。
（２）該直線偏光の偏光方向は副走査方向に略平行である。
（３）前記反射部材の少なくとも１つへのビームの入射角は３０ｄｅｇ以下である。
（４）前記反射部材のコーティング層数は２層以下である。

請求項４記載の発明では、請求項３記載の画像形成装置において、前記光源と前記偏向手段との間に前記像担持体上のビーム径を設定するための開口絞りを有し、なおかつ、以下の条件を満足することを特徴とする。
（１）前記光源は半導体レーザである。
（２）半導体レーザの活性層が副走査方向に略平行である。
（３）前記開口絞りは主走査方向の開口幅が副走査方向の開口幅より広く設定されている。

請求項５記載の発明では、請求項１記載画像形成装置において、前記光学部材はビームを屈曲する反射部材であり、以下の条件を満足することを特徴とする。
（１）前記光源からのビームは直線偏光である。
（２）該直線偏光の偏光方向は主走査方向に略平行である。
（３）前記反射部材の少なくとも１つへのビームの入射角は４５ｄｅｇ以上である。
（４）前記反射部材のコーティング層数は２層以下である。

請求項６記載の発明では、光源と、該光源から出射したビームを偏向する偏向手段と、該偏向手段により偏向されたビームを像担持体に導く走査光学系とを有し、前記像担持体は感光層の表面に表面層を有する画像形成装置において、前記表面層の中央像高に対する周辺像高の光利用効率の変化に対して逆特性となるように、前記表面層へ入射直前の中央像高に対する周辺像高の光量を変化させることを特徴とする。

請求項７記載の発明では、請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装置において、前記表面層は感光体輸送層からなることを特徴とする。
請求項８記載の発明では、請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装置にいて、前記表面層は互いに屈折率の異なる保護層と感光体輸送層からなることを特徴とする。
請求項９記載の発明では、請求項１〜８のいずれかに記載の画像形成装置において、前記光源は複数の発光部を有することを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、表面層を有する感光体を用いる場合に、感光体の表面層の像高変化に対する光利用効率の変化を相殺することができ、濃度むらを抑制できる。
請求項２記載の発明によれば、感光体の表面層の光利用効率は中央像高に比べ周辺像高が小さくなるので、両者の光利用効率が互いに相殺され、濃度むらを抑制できる。
請求項３記載の発明によれば、中央像高に対する周辺像高の反射率が大きくなるので、両者（感光体表面層と反射部材）の光利用効率が互いに相殺され、濃度むらを抑制できる。

請求項４記載の発明によれば、光利用効率を増大させることができ、なおかつ、主走査方向のビームスポット径を副走査方向のビームスポット径よりも小さくすることができ、画像形成する際に、主走査方向のデューティ（点灯時間）を考慮した場合、感光体面上で主走査／副走査に等方的な露光分布とすることができる。
請求項５記載の発明によれば、反射部材の反射率は周辺像高のほうが中央像高よりも小さくなり、両者（感光体表面層と反射部材）の光利用効率が互いに相殺され、濃度むらを抑制できる。
請求項６記載の発明によれば、中央像高に対して周辺像高の光量を電気的に補正することにより濃度むらを抑制できる。

請求項７記載の発明によれば、電荷輸送層を電荷発生層の表面側に設けることで、耐久性に優れ、なおかつ、高画質対応の画像形成装置を提供できる。
請求項８記載の発明によれば、保護層及び電荷輸送層を電荷発生層の表面側に設けることで、さらに耐久性を向上させることができ、なおかつ、高画質対応の画像形成装置を提供できる。
請求項９記載の発明によれば、マルチビーム化により、偏向手段（ポリゴンミラー）が低速回転であっても、高速な画像出力が可能になる。また、低消費電力、高耐久、低騒音が実現でき、環境面での貢献も大きい。

以下、本発明の一実施形態を図１乃至図３に基づいて説明する。
まず、図１に基づいて本実施形態に係る画像形成装置の構成及び動作の概要を説明する。画像形成装置としてのレーザプリンタ１００は感光性の像担持体としての感光体９を有している。感光体９の周囲には、帯電手段としての帯電ローラ１１２、光走査装置１１７、現像装置１１３、転写ローラ１１４、クリーニング装置１１５が配備されている。
光走査装置１１７からのレーザ光束ＬＢにより、帯電ローラ１１２と現像装置１１３との間で光書込による露光を行うようになっている。
図１において、符号１１６は定着装置、１１８は給紙カセット、１１９はレジストローラ対、１２０は給紙コロ、１２１は搬送路、１２２は排紙ローラ対、１２３は排紙トレイ、Ｐはシート状記録媒体としての転写紙をそれぞれ示している。

画像形成を行うときは、感光体９が時計回り方向に等速回転され、その表面が帯電ローラ１１２により均一帯電され、光走査装置１１７のレーザ光束ＬＢの光書込による露光を受けて静電潜像が形成される。形成された静電潜像は所謂ネガ潜像であって画像部が露光されている。
この静電潜像は現像装置１１３により反転現像され、感光体９上にトナー画像が形成される。転写紙Ｐを収納した給紙カセット１１８は、画像形成装置１００本体に脱着可能であり、図のごとく装着された状態において、収納された転写紙Ｐの最上位の１枚が給紙コロ１２０により給紙され、給紙された転写紙Ｐは、その先端部をレジストローラ対１１９に挟持される。レジストローラ対１１９は、感光体９上のトナー画像が転写位置へ移動するのにタイミングを合わせて、転写紙Ｐを転写部へ送り込む。

送り込まれた転写紙Ｐは、転写部においてトナー画像と重ね合わせられ、転写ローラ１１４の作用によりトナー画像を静電転写される。トナー画像を転写された転写紙Ｐは定着装置１１６へ送られ、定着装置１１６においてトナー画像を定着され、搬送路１２１を通り、排紙ローラ対１２２により排紙トレイ１２３上に排出される。
トナー画像が転写された後の感光体９の表面は、クリーニング装置１１５によりクリーニングされ、残留トナーや紙粉等が除去される。

図２（主走査断面図）に基づいて、光走査装置１１７の構成要素と感光体９との配置関係を説明する。
光源としての半導体レーザ１からされた発散性の光束は、カップリングレンズ２により以後の光学系に適した光束形態（弱い収束光束、発散光束、もしくは平行光束）に変換される。
カップリングレンズ２からの光束は、像担持体としての感光体面上で所望のビーム径に設定するためのアパーチャ３を介し、副走査方向にのみパワーを有するシリンドリカルレンズ４により偏向手段としてのポリゴンミラー５近傍で主走査方向に長い線像を形成する。符号２１はビームを折り返すためのミラーを示している。
ポリゴンミラー５によって偏向されたビームは走査光学系を構成する走査レンズ６、７および反射部材としての折り返しミラー８を介し、被走査面としての感光体９の面上を略等速的に走査する。

図３に感光体９の断面構造を示す。図に示すように、アルミニウム素管３０の上に順に、ブロッキング層（樹脂膜、帯電時の電荷注入防止）３１、アンダーコート層（白色顔料酸化チタン分散膜、モアレ防止用）３２、電荷発生層３３が形成され、電荷発生層３３の上に電荷輸送層３４が形成されている。
電荷輸送層３４が感光体９の表面層である。電荷輸送層３４は電荷を輸送する機能と電荷発生層３３を保護する機能を有している。

このように、表面層を有する感光体では、表面層での光利用効率が像高により異なる。例えば、偏光方向が副走査方向に平行な場合、表面層での透過率は、表１の「感光体表面層」の欄で示すように、主走査方向周辺に行く程低下する。
このため、従来のように、光走査装置の方で像高間の光量ばらつきを低減しても最終的には画像上で濃度むらが発生する。

この問題を解消すべく、本実施形態では、中央像高に対する周辺像高の光利用効率の変化が、感光体９の表面層に対して逆特性となる光学部材を有することを特徴とする。このような特性を有する光学部材を設けることにより、感光体９の表面層の像高変化に対する光利用効率の変化を相殺することができ、濃度むらの少ない画像形成装置を提供できる。

以下、具体的構成及び条件等について説明する。
光源として波長が５００ｎｍ以下の半導体レーザを用い、プラスチック製の走査レンズを用いると、材質を通過する光吸収が長波長の半導体レーザを用いる場合に比べ、大きくなる。
したがって、中央像高に向かうビームが前記プラスチックレンズ（走査レンズ６、７）を通過する距離の合計をＬ０（図２におけるｗ１＋ｗ２）、周辺像高に向かうビームが前記プラスチックレンズ（走査レンズ６、７）を通過する距離の合計をＬｅ（図２におけるｗ３＋ｗ４）とするとき、
Ｌ０＞Ｌｅ
とすると、走査レンズ６、７の光利用効率は周辺像高のほうが、中央像高よりも大きくなる。
このとき、直線偏光としたビームを副走査方向に略平行とすると、感光体９の表面層の光利用効率は中央像高に比べ周辺像高が小さくなるので、両者の光利用効率が互いに相殺され、濃度むらを抑制できる。本実施形態では、走査レンズ６、７が「逆特性となる光学部材」である。

図４に基づいて第２の実施形態を説明する。なお、上記実施形態と同一部分は同一符号で示し、特に必要がない限り既にした構成上及び機能上の説明は省略して要部のみ説明する（以下の他の実施形態において同じ）。
本実施形態では、第１の実施形態に比べ、感光体９の表面層の構造が異なっている。図４に示すように、電荷発生層３３の上に、電荷輸送層３４、更にその表面側に保護層３５が形成されており、電荷輸送層３４と保護層３５が合わさって表面層となっている。

次に第３の実施形態を説明する。
直線偏光としたビームを副走査方向に略平行とすると、感光体９の表面層の光利用効率は中央像高に比べ周辺像高が小さくなる。このとき、反射部材としての折り返しミラーの少なくとも１つ（本実施形態では折り返しミラー８）へのビームの入射角を３０ｄｅｇ以下とし、なおかつ、折り返しミラー８のコート層数（反射用の金属コートを除く）を２層以下とする。
これにより、中央像高に対する周辺像高の反射率が大きくなるので、両者（感光体表面層と反射部材）の光利用効率が互いに相殺され、濃度むらを抑制できる。本実施形態では、折り返しミラー８が「逆特性となる光学部材」である。

図５に基づいて第４の実施形態を説明する。
半導体レーザ１は活性層１ａに平行な方向に直線偏光を有するビームを出射する。
このとき、半導体レーザ１により出射したビームが副走査方向に平行な方向に直線偏光を有するとすると、図５に示すように、出射ビームは主走査方向に広い楕円状にビームは広がっていく。
この場合、光利用効率をできるだけ稼ぐためには、アパーチャ３の主走査方向の開口幅３ａを副走査方向の開口幅３ｂより広く設定する必要がある。
これにより、光利用効率を増大させることができ、なおかつ、主走査方向のビームスポット径を副走査方向のビームスポット径よりも小さくすることができ、画像形成する際に、主走査方向のデューティ（点灯時間）を考慮した場合、感光体面上で主走査／副走査に等方的な露光分布とすることができる。

図６に基づいて第５の実施形態を説明する。
これまで、ビームの偏光方向は副走査方向に略平行とした構成について説明してきたが、以下のように、偏光方向を主走査方向に略平行としなければならない場合もある。
（１）マルチビーム時に所望の走査線間隔を得るために、半導体レーザ１の活性層１ａを主走査方向に略平行にする場合（図６（ａ）：発光部の説明図、図６（ｂ）：感光体面上に形成される複数の走査線の説明図）
（２）走査光学系の偏向面と被走査面の間の副走査方向の横倍率の絶対値が大きい場合に主走査方向のアパーチャ径が副走査方向のアパーチャ径よりも小さく設定したほうがよい場合がある。
この場合、偏光方向を主走査方向に略平行とした方が光利用効率が向上する。
このとき、感光体の表面層の光利用効率は周辺像高のほうが中央像高よりも大きくなる。この場合には、反射部材の少なくとも１つ（本実施形態では折り返しミラー８）へのビームの入射角は４５ｄｅｇ以上とし、
折り返しミラー８のコーティング層数は２層以下とすれば、折り返しミラー８の反射率は周辺像高の方が中央像高よりも小さくなり、両者（感光体表面層と反射部材）の光利用効率が互いに相殺され、濃度むらを抑制することができる。本実施形態では、折り返しミラー８が「逆特性となる光学部材」である。

次に、第６の実施形態を説明する。
上記各実施形態では光学的に濃度むらを補正する方式を説明してきたが、中央像高に対して周辺像高の光量を電気的に補正しても良い。方法としては下記３通りが考えられるが、いずれの方式を選択しても良い。
（１）１画素を書き込む発光時間を像高により変化させる
（２）１画素を書き込むパワーを像高により変化させる
（３）（１）と（２）の組み合わせ
但し、細かい階調性を実現する場合には、補正量はできるだけ小さくしたほうが良く、そのためには上記各実施形態の構成は必須となる。

図７に基づいて第７の実施形態（多色画像形成装置）を説明する。
本実施形態に係る多色画像形成装置（カラー画像形成装置）としてのレーザカラープリンタでは、ローラ１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ間に張設された中間転写ベルト１３１の展張面に沿って感光性の像担持体としてのドラム状の感光体９Ｙ（イエロー）、９Ｍ（マゼンタ）、９Ｃ（シアン）、９Ｋ（ブラック）が並設されている。
感光体９Ｙの周囲には、反時計回り方向に順に、図示しない帯電手段、露光手段としての共通の光走査装置１１７’、現像手段１３２Ｙ、中間転写ベルト１３１の内側に設けられる図示しない１次転写ローラ、図示しないクリーニング手段、図示しない除電手段等が配置されている。感光体９Ｍ、９Ｃ、９Ｋにおいても同様である。

各色の画像情報に基づいて各々レーザビームＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４で各感光体９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋ上に各色成分画像の静電潜像が形成され、各現像手段１３２Ｙ、１３２Ｍ、１３２Ｃ、１３２Ｋにより可視像化される。
各色のトナー像は中間転写ベルト１３１上に順次重ね合わせて転写される。重ね合わせ画像は、給紙カセット１３３から所定のタイミングで給紙される転写紙（記録媒体）に２次転写ローラ１３４により一括転写される。カラー画像転写後、中間転写ベルト１３１は図示しないクリーニング手段で清掃される。転写紙は定着装置１３５へ送られてここで熱と圧力によりカラー画像を定着される。
定着を終えた転写紙は、装置本体を略垂直に搬送されて排紙ローラ対１３６により装置上面の排紙トレイ１３７に排出される。

次に第８の実施形態を説明する。
本実施形態では複数光源又は複数光源部によるマルチビーム化を特徴としている。ポリゴンミラー５が低速回転であっても、高速な画像出力が可能になる。また、低消費電力、高耐久、低騒音が実現でき、環境面での貢献も大きい。

以下、実施例を説明する。
［実施例１〜４における条件］
光源波長：７８０ｎｍで偏光方向は副走査方向に略平行とする。ここで、略平行とは副走査方向に対し、±２０ｄｅｇの範囲に入っていることを指す。
・カップリングレンズ焦点距離：２７ｍｍ
・カップリング作用：コリメート作用
・ポリゴンミラー
偏向反射面数：５
内接円半径：１８ｍｍ
・光源側からのビームの入射角と走査光学系の光軸とがなす角：５８度

偏向器以降のレンズデータを以下に示す。
走査レンズ６の第１面及び走査レンズ７の両面は式（１）、（２）で表現される。
・主走査非円弧式
主走査面内における面形状は非円弧形状をなしており、光軸における主走査面内の近軸
曲率半径をＲｍ、光軸からの主走査方向の距離をＹ、円錐常数をＫ、高次の係数をＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６、・・とするとき、光軸方向のデプスをＸとして次の多項式で表している。
Ｘ＝（Ｙ＾２／Ｒｍ）／［１＋√｛１−（１＋Ｋ）（Ｙ／Ｒｍ）＾２｝＋
＋Ａ１・Ｙ＋Ａ２・Ｙ＾２＋Ａ３・Ｙ＾３＋Ａ４・Ｙ＾４＋Ａ５・Ｙ＾５＋Ａ６・Ｙ＾６＋・・（１）
ここで奇数次のＡ１、Ａ３、Ａ５・・をゼロ以外の数値を代入した場合、主走査方向に非対称形状を有する。

・副走査曲率式
副走査曲率が主走査方向に応じて変化する式を（２）で示す。
Ｃｓ（Ｙ）＝１／Ｒｓ（０）＋Ｂ１・Ｙ＋Ｂ２・Ｙ＾２＋Ｂ３・Ｙ＾３＋Ｂ４・Ｙ＾４＋Ｂ５・Ｙ＾５＋・・（２）
ここでＹの奇数乗係数のＡｓ１、Ａｓ３、Ａｓ５・・がゼロ以外の数値を代入した場合、副走査の曲率半径が主走査方向に非対称となる。
また、走査レンズ６の第２面は共軸非球面であり、以下の式で表現される。
・共軸非球面
光軸における近軸曲率半径をＲ、光軸からの主走査方向の距離をＹ、円錐常数をＫ、高次の係数をＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６、・・とするとき、光軸方向のデプスをＸとして次の多項式で表している。
Ｘ＝（Ｙ＾２／Ｒ）／［１＋√｛１−（１＋Ｋ）（Ｙ／Ｒｍ）＾２｝＋
＋Ａ１・Ｙ＋Ａ２・Ｙ＾２＋Ａ３・Ｙ＾３＋Ａ４・Ｙ＾４＋Ａ５・Ｙ＾５＋Ａ６・Ｙ＾６＋・・（３）

走査レンズ６の第１面の形状
Ｒｍ＝−２７９．９、Ｒｓ＝ −６１．
Ｋ −２．９０００００＋Ｅ０１
Ａ４１．７５５７６５−Ｅ０７
Ａ６ −５．４９１７８９−Ｅ１１
Ａ８１．０８７７００−Ｅ１４
Ａ１０ −３．１８３２４５−Ｅ１９
Ａ１２ −２．６３５２７６−Ｅ２４

Ｂ１ −２．０６６３４７−Ｅ０６
Ｂ２５．７２７７３７−Ｅ０６
Ｂ３３．１５２２０１−Ｅ０８
Ｂ４２．２８０２４１−Ｅ０９
Ｂ５ −３．７２９８５２−Ｅ１１
Ｂ６ −３．２８３２７４−Ｅ１２
Ｂ７１．７６５５９０−Ｅ１４
Ｂ８１．３７２９９５−Ｅ１５
Ｂ９ −２．８８９７２２−Ｅ１８
Ｂ１０ −１．９８４５３１−Ｅ１９
走査レンズ６の第２面の形状
Ｒ＝−８３．６
Ｋ −０．５４９１５７
Ａ４２．７４８４４６−Ｅ０７
Ａ６ −４．５０２３４６−Ｅ１２
Ａ８ −７．３６６４５５−Ｅ１５
Ａ１０１．８０３００３−Ｅ１８
Ａ１２２．７２７９００−Ｅ２３

走査レンズ７の第１面の形状
Ｒｍ＝６９５０、Ｒｓ＝１１０．９
Ｋ０．００００００＋００
Ａ４１．５４９６４８−Ｅ０８
Ａ６１．２９２７４１−Ｅ１４
Ａ８ −８．８１１４４６−Ｅ１８
Ａ１０ −９．１８２３１２−Ｅ２２
Ｂ１ −９．５９３５１０−Ｅ０７
Ｂ２ −２．１３５３２２−Ｅ０７
Ｂ３ −８．０７９５４９−Ｅ１２
Ｂ４２．３９０６０９−Ｅ１２
Ｂ５２．８８１３９６−Ｅ１４
Ｂ６３．６９３７７５−Ｅ１５
Ｂ７ −３．２５８７５４−Ｅ１８
Ｂ８１．８１４４８７−Ｅ２０
Ｂ９８．７２２０８５−Ｅ２３
Ｂ１０ −１．３４０８０７−Ｅ２３
走査レンズ７の第２面の形状
Ｒｍ＝７６６、Ｒｓ＝−６８．２２
Ｋ０．００００００＋００
Ａ４ −１．１５０３９６−Ｅ０７
Ａ６１．０９６９２６−Ｅ１１
Ａ８ −６．５４２１３５−Ｅ１６
Ａ１０１．９８４３８１−Ｅ２０
Ａ１２ −２．４１１５１２−Ｅ２５
Ｂ２３．６４４０７９−Ｅ０７
Ｂ４ −４．８４７０５１−Ｅ１３
Ｂ６ −１．６６６１５９−Ｅ１６
Ｂ８４．５３４８５９−Ｅ１９
Ｂ１０ −２．８１９３１９−Ｅ２３
また、使用波長における走査レンズ６、７の屈折率は全て１．５２４である。

以下に光学配置を示す。
偏向面から走査レンズ６の第１面までの距離ｄ１：６４ｍｍ
走査レンズ６の中心肉厚ｄ２：２２．６ｍｍ
走査レンズ１第２面から走査レンズ７の第１面までの距離ｄ３：７５．９ｍｍ
走査レンズ７の中心肉厚ｄ４：４．９ｍｍ
走査レンズ７の第２面から被走査面までの距離ｄ５：１５８．７ｍｍ
このとき、走査レンズ７と被走査面（感光体９）の間に折り返しミラー８が配備されている。
光源は半導体レーザであり、偏光方向は副走査方向に略平行とする。
また、走査レンズは全てプラスチック製であり、５ｍｍ長に対し、１％の吸収があるものとする。

（実施例１）
副走査断面内における折り返しミラー８への入射角：２０ｄｅｇ
ミラーのコート条件は以下のとおりとする。アルミ層（反射層）の上にＭｇＦ_２（屈折率１．３７）とＴｉＯ_２（屈折率２．３）の２層コ−ト（屈折率１．７０）で蒸着している。なお、２層コートの膜厚は使用波長λのとき、それぞれλ／４である。
また、感光体は図３に示す構成となっており、電荷輸送層の屈折率は１．６７である。このとき、中央像高に対する周辺像高の光利用効率の比（％）を表１に示す。
表１から明らかなように、感光体表面層における周辺像高の光利用効率の低下が、折り返しミラー８の逆特性によりキャンセルされ、全体としては改善されている。

（実施例２）
実施例１から感光体のみが図４に示す構成に変更している。
保護層の屈折率は１．５、電荷輸送層の屈折率は１．６７である。このとき、中央像高に対する周辺像高の光利用効率の比（％）を表２に示す。
表２から明らかなように、感光体表面層における周辺像高の光利用効率の低下が、折り返しミラー８の逆特性によりキャンセルされ、全体としては改善されている。

（実施例３）
実施例１から折り返しミラー８への入射角及びミラーのコート条件のみを変更している。
副走査断面内におけるミラーへの入射角：２９ｄｅｇ
ミラーのコート条件は以下のとおりとする。アルミ層（反射層）の上にＳｉＯ（屈折率１．７）の単層コ−トで蒸着している。なお、単層コートの膜厚は使用波長λのとき、λ／２である。
このとき、中央像高に対する周辺像高の光利用効率の比（％）を表３に示す。
表３から明らかなように、感光体表面層における周辺像高の光利用効率の低下が、折り返しミラー８の逆特性によりキャンセルされ、全体としては改善されている。

（実施例４）
実施例３から感光体のみを図４に示す構成に変更している。保護層の屈折率は１．５、電荷輸送層の屈折率は１．６７である。
このとき、中央像高に対する周辺像高の光利用効率の比（％）を表４に示す。
表４から明らかなように、感光体表面層における周辺像高の光利用効率の低下が、折り返しミラー８の逆特性によりキャンセルされ、全体としては改善されている。

［実施例５〜８についての条件］
実施例１〜４に対し、偏光方向を変更する。具体的には、偏光方向は主走査方向に略平行とする。ここで、略平行とは主走査方向に対し、±２０ｄｅｇの範囲に入っていることを意味する。

（実施例５）
副走査断面内における折り返しミラー８への入射角：５０ｄｅｇ
ミラーのコート条件は以下のとおりとする。アルミ層（反射層）の上にＳｉＯ（屈折率１．７）の単層コ−トで蒸着している。なお、単層コートの膜厚は使用波長λのとき、λ／２である。
また、感光体は図３に示す構成となっており、電荷輸送層の屈折率は１．６７である。このとき、中央像高に対する周辺像高の光利用効率の比（％）を表５に示す。
表５から明らかなように、感光体表面層における周辺像高の光利用効率の低下が、折り返しミラー８の逆特性によりキャンセルされ、全体としては改善されている。

（実施例６）
実施例１から感光体のみを図４に示す構成に変更している。
保護層の屈折率は１．５、電荷輸送層の屈折率は１．６７である。このとき、中央像高に対する周辺像高の光利用効率の比（％）を表６に示す。
表６から明らかなように、感光体表面層における周辺像高の光利用効率の低下が、折り返しミラー８の逆特性によりキャンセルされ、全体としては改善されている。

（実施例７）
実施例５から折り返しミラー８のコート条件のみを変更している。
アルミ層（反射層）の上にＭｇＦ_２（屈折率１．３７）とＴｉＯ_２（屈折率２．３）の２層コ−ト（屈折率１．７０）で蒸着している。なお、２層コートの膜厚は使用波長λのとき、それぞれλ／４である。
このとき、中央像高に対する周辺像高の光利用効率の比（％）を表７に示す。
表７から明らかなように、感光体表面層における周辺像高の光利用効率の低下が、折り返しミラー８の逆特性によりキャンセルされ、全体としては改善されている。

（実施例８）
実施例６から折り返しミラー８のコート条件のみを変更している。
アルミ層（反射層）の上にＭｇＦ_２（屈折率１．３７）とＴｉＯ_２（屈折率２．３）の２層コ−ト（屈折率１．７０）で蒸着している。なお、２層コートの膜厚は使用波長λのとき、それぞれλ／４である。このとき、中央像高に対する周辺像高の光利用効率の比（％）を表８に示す。
表８から明らかなように、感光体表面層における周辺像高の光利用効率の低下が、折り返しミラー８の逆特性によりキャンセルされ、全体としては改善されている。

［実施例９、１０の条件］
実施例１〜４に対し、以下を変更する。
光源波長：４０５ｎｍで、偏光方向は副走査方向に略平行とする。ここで、略平行とは副走査方向に対し、±２０ｄｅｇの範囲に入っていることを示す。
カップリングレンズからの出射光束は弱い発散光束とし、走査光学系の配置は実施例１〜８と同じにしても、良好な光学特性となるように設定している。
・使用波長における走査レンズの屈折率は全て１．５４６である。
・走査レンズは全てプラスチック製であり、５ｍｍ長に対し、２．５％の吸収があるものとする。

（実施例９）
走査レンズはプラスチック製で、ノンコートであり、
Ｌ０＝２７．５、Ｌｅ＝１６．７である。
また、感光体は図３に示す構成となっており、電荷輸送層の屈折率は１．６７である。このとき、中央像高に対する周辺像高の光利用効率の比（％）を表９に示す。
表９から明らかなように、感光体表面層における周辺像高の光利用効率の低下が、走査レンズ６、７の逆特性によりキャンセルされ、全体としては改善されている。

（実施例１０）
実施例９から感光体のみを図４に示す構成に変更している。
保護層の屈折率は１．５、電荷輸送層の屈折率は１．６７である。このとき、中央像高に対する周辺像高の光利用効率の比（％）を表１０に示す。
表１０から明らかなように、感光体表面層における周辺像高の光利用効率の低下が、走査レンズ６、７の逆特性によりキャンセルされ、全体としては改善されている。

（実施例１１）
実施例１の構成において、光走査装置の光量を電気的に補正するものである。
下記の（１）、（２）、（３）のいずれの方式を用いても良い。
（１）画素を書き込む発光時間を像高により変化させる
（２）１画素を書き込むパワーを像高により変化させる
（３）（１）と（２）の組み合わせ
このとき、中央像高に対する周辺像高の光利用効率の比（％）を表１１に示す。
表１１から明らかなように、感光体表面層における周辺像高の光利用効率の低下が、光走査装置からの光量の逆特性制御によりキャンセルされ、全体としては改善されている。

本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の概要構成図である。光走査装置周辺の主走査断面図である。感光体の概要断面図である。第２の実施形態に係る感光体の概要断面図である。第４の実施形態に係る要部斜視図である。第５の実施形態に係る発光部と走査線の説明図である。第７の実施形態に係る多色画像形成装置の概要構成図である。

符号の説明

１光源としての半導体レーザ
３開口絞りとしてのアパーチャ
５偏向手段としてのポリゴンミラー
６、７光学部材としての走査レンズ
８光学部材又は反射部材としての折り返しミラー
９像担持体としての感光体
３４表面層又は感光体輸送層としての電荷輸送層
３５表面層としての保護層

Claims

光源と、該光源から出射したビームを偏向する偏向手段と、該偏向手段により偏向されたビームを像担持体に導く走査光学系とを有し、前記像担持体は感光層の表面に表面層を有する画像形成装置において、
中央像高に対する周辺像高の光利用効率の変化が、前記表面層に対して逆特性となる光学部材を有することを特徴とする画像形成装置。
請求項１記載の画像形成装置において、
前記光源波長は５００ｎｍ以下であり、前記走査光学系は１つ以上のプラスチックレンズから構成されており、中央像高に向かうビームが前記プラスチックレンズを通過する距離の合計をＬ０、周辺像高に向かうビームが前記プラスチックレンズを通過する距離の合計をＬｅとするとき、
Ｌ０＞Ｌｅ
を満足し、なおかつ、以下の条件を満足することを特徴とする画像形成装置。
（１）前記光源からのビームは直線偏光である。
（２）該直線偏光の偏光方向は副走査方向に略平行である。
請求項１または２記載の画像形成装置において、
前記走査光学系はビームを屈曲する反射部材を有し、以下の条件を満足することを特徴とする画像形成装置。
（１）前記光源からのビームは直線偏光である。
（２）該直線偏光の偏光方向は副走査方向に略平行である。
（３）前記反射部材の少なくとも１つへのビームの入射角は３０ｄｅｇ以下である。
（４）前記反射部材のコーティング層数は２層以下である。
請求項３記載の画像形成装置において、
前記光源と前記偏向手段との間に前記像担持体上のビーム径を設定するための開口絞りを有し、なおかつ、以下の条件を満足することを特徴とする画像形成装置。
（１）前記光源は半導体レーザである。
（２）半導体レーザの活性層が副走査方向に略平行である。
（３）前記開口絞りは主走査方向の開口幅が副走査方向の開口幅より広く設定されている。
請求項１記載画像形成装置において、
前記光学部材はビームを屈曲する反射部材であり、以下の条件を満足することを特徴とする画像形成装置。
（１）前記光源からのビームは直線偏光である。
（２）該直線偏光の偏光方向は主走査方向に略平行である。
（３）前記反射部材の少なくとも１つへのビームの入射角は４５ｄｅｇ以上である。
（４）前記反射部材のコーティング層数は２層以下である。
光源と、該光源から出射したビームを偏向する偏向手段と、該偏向手段により偏向されたビームを像担持体に導く走査光学系とを有し、前記像担持体は感光層の表面に表面層を有する画像形成装置において、
前記表面層の中央像高に対する周辺像高の光利用効率の変化に対して逆特性となるように、前記表面層へ入射直前の中央像高に対する周辺像高の光量を変化させることを特徴とする画像形成装置。
請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記表面層は感光体輸送層からなることを特徴とする画像形成装置。
請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装置にいて、
前記表面層は互いに屈折率の異なる保護層と感光体輸送層からなることを特徴とする画像形成装置。
請求項１〜８のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記光源は複数の発光部を有することを特徴とする画像形成装置。