JP2008089989A - 走査光学装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 オーバーフィールド光学系の走査光学装置におけるゴースト光の除去
【解決手段】 複数の光学レンズを、それぞれ入射光の光軸に対して、微小角度蓋側に傾けて光学箱上に設置して、ゴースト光を蓋方向に誘導し、蓋部材に設けた遮光リブで遮光する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、主に複写機、レ−ザビ−ムプリンタ等の画像形成装置に関するものである。

複写機、レ−ザビ−ムプリンタ等の画像形成装置の走査光学装置においては、回転多面鏡により偏向されたレーザビームを、走査光学装置に設けたレーザ出射口から感光ドラムに向けて出射し、感光ドラムを走査し、静電潜像を形成する。この静電潜像は現像装置によってトナ−像に顕像化され、このトナ−像が記録紙に転写され、この後前記トナ−像の転写後の記録紙に定着装置によってトナ−が加熱定着されることによってプリントが行われる。

一般に走査光学装置は、光源のレーザ、偏向器、光学レンズ、ミラー、これらを収納する光学箱から構成されている。

また、光学配置としては、近年走査光学装置の高速化が望まれていることから、オーバーフィールド光学系がある。偏向器のポリゴンミラーの反射面より主走査方向で長いビームを光源から照射して偏向動作を行うもので、ポリゴンミラーの各反射面の必要長さが短くて済む為、ポリゴンミラーの面数を多くすることが可能となる。このことは、偏向用モータの回転数を高くしなくても、例えば、アンダーフィールド光学系の6面のポリゴンミラーをオーバーフィールド光学系の12面にすることで、2倍の走査回数が達成されるということで、走査光学装置の高速化には非常に有利な光学系と言える。また、同時にポリゴンミラーの外形を小さくすることが、可能となる為、偏向器の仕事量に占める割合が最も大きい、ポリゴンミラーの回転に因る風損が小さくて済み、騒音の減少、モータ駆動電流の減少といった環境、省エネルギー対応の面でも有効な光学系である。

しかし、オーバーフィールド光学系の欠点として挙げられるものに、主走査方向での像高位置に因る光量ムラがあげられる。

この原因は、たとえばポリゴンミラーの一反射面が光源と正対しているときは、その反射光の光量は、反射面長さに対応した量となるが、ポリゴンミラーの一反射面に、光源がある角度θで入射する時、その反射光量は、反射面長さのCOSθとなるためである。

この欠点を緩和する方法として、一般的にポリゴンミラーへの光源の入射方向は、光軸中心方向とすることが、多い。入射方向を光軸中心方向とすると、画像面での光量分布は、中心像高で一番高く、端部像高で、低いプロファイルとなる為、他の入射方向よりも、光量差を低くすることが、出来る。また、入射光と出射光を切り分ける為、このときポリゴンミラーの反射面に向かう入射光軸は副走査方向に微小角度傾きが与えられている。

しかしながら、光源の入射方向を主走査の中心軸方向とすると、光源からのレーザビームはFθレンズの中心軸付近を通過して、ポリゴンミラーの反射面に到達することになる。

光学素子はその境界面で、反射特性があるため、光源からのレーザビームもレンズの表面及び裏面で反射光が発生する。Fθレンズは複数レンズで構成されることが、一般的なので、複数レンズの表面、裏面で反射光が発生することになる。この反射光をゴースト光と呼ぶと、ゴースト光はレンズ面から、そのまま感光ドラム面の像高中心近傍の方向に向かうことになる。ゴースト光は偏向光線ではなく、静止光線の為、それが全光量の数パーセント程度でも異常画像の原因となる。

以上述べた、問題の対策の実施例として、特許3355903が提示されている。

ここでは、図４の従来例に示すようにFθレンズの光源からの入射側の面をレンズの取り付け面方向に4°傾ける方法が提示されている。
特登録3355903号公報

しかしながら、従来例のように、Fθレンズをレンズの取り付け面側に傾けると、そのゴースト光は光学箱の光源側の筐体壁に向かって放射されることになるが、光学箱の筐体壁側には、光源からのレーザビームを偏向器に向かって折り返す反射ミラーと、偏向器からの走査光を感光ドラム方向に折り返す反射ミラーとが載置されている為、本来の走査光である主ビームと、ゴースト光を分離して、ゴースト光のみを遮光するためには、Fθレンズの傾き角を大きく取る必要がある。Fθレンズを大きく傾けると、感光ドラム面上で、ビームスポットの回転が発生し、見かけ上のスポット径が像高により、変化する不都合が発生する。もし、Fθレンズの傾き角を大きく取らないと、主ビームとゴースト光の分離マージンが少なくなり、物流、環境等で、ビーム高さが変動すると、主ビームのけられ、ゴーストの発生等の画像異常が発生する。

また、光学箱をアルミ等の表面反射率の高い材料で、形成すると、光学箱の筐体壁側に向かうゴースト光は光学箱の水平な壁面で、2次反射を起こし、画像方向に戻ってくる可能性も大きくなる。

ゴースト発生がなく、感光ドラム上に像高位置に関係なく最適なスポットを形成する走査光学装置を提供することが本発明の目的である。

本発明は、走査光学装置のFθレンズを入射光軸に対して、微小角度蓋側に入射面を傾けて配置し、光学箱上方の開口部に載置される蓋部材の適当な位置にリブ形状又は、溝形状を設けたことを特徴とする。

Fθレンズを蓋側に傾けると、ゴースト光は光学箱上に設置された反射ミラーから遠ざかる方向に向かうので、傾き角を小さくしても、折返しミラーに対する主ビームとゴースト光の分離不良が発生しない。従って,スポット回転等の画像不良が発生し難い。

また、ゴースト光の遮蔽部材を蓋部材に設ける時、蓋部材は一般に機能部品ではないため、遮蔽壁の設置位置にたいする自由度が大きく、レンズ各面からのゴースト光に対しても、個別に最適化することが可能であり、さらに、一般に蓋部材の材質はそのままでもジンコート鋼板、モールド材等の表面反射率の低い材料である場合が多く、万一反射率に問題がある場合も容易に低反射部部材を貼付したりすることも可能であり、ゴースト光の二次反射対策に対しても効果がある。

図１は本発明の第一の実施例の構成を説明するための断面図であり、図２はその斜視図である。

図１および図２で走査光学装置は、光学箱１０、レーザ光源１、シリンダレンズ２、反射ミラー３、偏向器６、水平面に対して約２度、（図１で反時計方向）に傾けられて設置されたFθレンズ４，５、９０度ミラー７ａ，７ｂ,トーリックレンズ８、折返しミラー９、蓋部材２０、蓋部材上の光軸中心付近に設けられた遮光リブ２１，２２から構成されている。

光学箱１０の上側の片面において、微小角度、水平面より上向きに設定されたレーザ光源１から、コリメート光として出射されたレーザビームは、シリンダレンズ２を経て水平面に対して垂直な方向に設置された反射ミラー３で折り返された後、Fθレンズ４，５の中央部を透過し、微小角度上向きのまま光軸中心方向から正対して偏向器６へ向かう、偏向器へ向かうレーザビームは走査方向で偏向器の一反射面より長い線状のビームで、偏向器の反射面位置で副走査方向に結像される。偏向器で偏向走査されたレーザビームは微小角度上向きのまま、再びFθレンズ４，５を通過する。このとき、走査光はFθレンズによって、ドラム面での主走査速度が等速になるようにFθ補正が行われる。その後走査光は９０度ミラー７ａ，７ｂによって光学箱１０の下側の片面に誘導される。さらに、トーリックレンズ８を経て副走査方向に収束しながら、折り返しミラー９で、感光ドラムの方向に光路修正され、感光ドラムの感光面上を収束したレーザビームが定速度で走査する。

先に、レーザビームは反射ミラー３で折り返された後、Fθレンズ４，５の中央部を透過し、と記したが、Fθレンズ４，５の表面及び裏面でそれぞれ0.1〜1パーセント程度の反射光が発生する、反射光は偏向器に向かわず光源側に戻ることになるが、戻る時の仰角方向はレンズの姿勢に依存する。レンズが入射光線に正対していると、光線の大部分は光源方向に向かうことになるが、レンズの曲率の影響を受ける為、ビーム径は入射光よりも大きくなる。本実施例では、Fθレンズ４，５をそれぞれ２度程度、入射光線に対して、蓋側に傾けているので、反射光、即ちゴースト光は、蓋部材２０の方向に向かう、蓋部材２０上にはそれぞれのレンズからのゴースト光に相対する位置にリブ２１、２２を設けている。

Fθレンズ４からのゴースト光はリブ２１で遮光され、Fθレンズ５からのゴースト光は２２２で遮光されることになる。リブを設置する位置は本実施例ではFθレンズと９０度ミラーの間の蓋部材上で、ゴースト光は、光源からの入射ビームのレンズ表面における反射光で、偏向光ではないので、リブ長さについては、リブを設置する位置における主走査幅の半分程度あれば良い。

図３は本発明の第二の実施例を説明する断面図で、蓋部材２０に、その一部に溝形状３１、３２を設けた遮光部材３０を貼付した構成をしめす。

本実施例では、ゴースト光の遮光性能と同時に遮音、密閉等の機能を付与したい時に有効な構成である。

本発明の第１の実施例の構成を説明するための断面図 本発明の第１の実施例の構成を説明するための斜視図 本発明の第２の実施例の構成を説明するための断面図 従来例の説明略図

符号の説明

１ レーザ光源
２ シリンダレンズ
３ 反射ミラー
４ Fθレンズ1
５ Fθレンズ2
６ 偏向器
７ａ，７ｂ ９０度ミラー
１０ 光学箱
２０ 蓋部材
２１，２２ 遮光リブ
３１，３２ 遮光溝

Claims (3)

1. レーザ光源と偏向器と一つ以上の光学レンズから構成されるFθレンズと、これらを収納する光学箱と、光学箱の開口部を密封する為の蓋部材を備え、前記光学レンズにはレーザ光源からの入射光と、前記偏向器からの反射光の両方光のレーザビームが入射するように構成された走査光学装置において、前記光学レンズは、入射光の光軸に対して、微小角度蓋側に入射面を傾けて光学箱上に設置されていることを特徴とする走査光学装置。
2. 前記、蓋部材の内側の面には、前記入射光の各レンズ表面、及び裏面における正反射光を遮蔽する遮蔽壁または、遮蔽溝が複数形成されていることを特徴とする請求項1記載の走査光学装置。
3. 前記遮蔽壁または、遮蔽溝は、前記レーザ光源と前記Fθレンズ間の位置に配置され、長さは遮蔽壁または遮蔽溝位置における主走査幅の半分以下であることを特徴とする請求項1、2記載の走査光学装置。

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