JP2008216911A - 光走査装置・画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光源部としての光源ユニット48の半導体レーザと、振動ミラー85との間でかつシリンダレンズ38と振動ミラー85との間に絞り部としてのアパーチャ130が設けられている。半導体レーザからの光ビーム59が振動ミラー85の反射面に入射する際に、光ビーム59をアパーチャ130の開口部を通すことによって、光ビーム59の光束幅を反射面に対応した幅に制限し、振動ミラー85の反射面への光ビーム59の主走査方向の照射位置が反射面に確実に入射するようにする。
【選択図】図4
Description
しかしながら、より高解像度の画像を短時間で形成するためには、これらのポリゴンミラーやカルバノミラーをより高速で回転する必要が生じる。前述したポリゴンミラーやカルバノミラーを回転自在に支持する軸受の耐久性や、回転時の発熱、騒音などによって、ポリゴンミラーやカルバノミラーをより高速で回転するには、限界が生じる。
図21に示すように、この種の偏向器501は、表面が反射面502aをなす振動ミラー502と、該振動ミラー502を軸支するねじり梁503とが一体に形成された構造を有している。この偏向器501によれば、振動ミラー502のサイズを小さくすることで、小型化を図ることができることに加えて、振動ミラー502の共振を利用して、該振動ミラー502を往復振動させるので高速動作が可能であるにもかかわらず、低騒音で消費電力が低いという利点がある。
特に、前記特許文献3には、ポリゴンミラーの代わりに、前述した偏向器501を用いた例が開示されている。ポリゴンミラーの代わりとして振動ミラーを用いることで、低騒音化や低消費電力化が可能となり、オフィス環境に適合するとともに、地球環境にも適合した画像形成装置が提案されている。
図21に示された振動ミラー502の寸法を、縦2a、横2b、厚さd、ねじり梁503の長さをL、幅cとし、そして、Siの密度ρ、材料定数Gとすると、振動ミラー502の慣性モーメントIは、以下の式1で示される。
慣性モーメントI=(4abρd/3)×a^2・・・式1
さらに、振動ミラー502自体の厚さが数百μmと薄いので、往復振動に伴う回転速度の変化と振動ミラー502にかかる慣性力に伴い、振動ミラー502のねじり梁503の近傍の箇所とねじり梁503から離れた端とで反対向きに力が働いて、図22に示すように、振動ミラー502が波状にうねって変形する。
従って、振動ミラー502で反射された光ビームの光束の波面収差が大きくなり、光ビームが太くなる。
この場合、見かけの曲率が異なるので、光ビームの結像位置にずれ(ピントずれ)が生じる。特に、偏向器や光源などの組み付け誤差によって、図23に示すように、前述した光ビームが振動ミラー502の縁部に照射された場合には、結像位置における光ビームが太くなったり、ピントずれが生じる。
それ故、従来においては、被走査面上全体にわたり光ビームを集光することができなくなって、ビームスポット径を均一に保つことができなくなり、その結果、画像の劣化につながってしまうという問題があった。
ここで、「回転軸心」はねじり梁の中心を意味する。
請求項3記載の発明では、光ビームを発する光源部と、前記光源部からの前記光ビームを偏向可能である反射面を備え、該反射面がねじり梁を中心として回動自在に設けられた光偏向部と、前記光偏向部によって偏向された前記光ビームを被走査面上にスポット状に結像する走査結像光学系と、を有する光走査装置において、前記反射面により少なくとも主走査方向において前記光ビームの光束幅を制限していることを特徴とする。
請求項5記載の発明では、請求項3又は4記載の光走査装置において、前記反射面の少なくとも主走査方向の幅が、前記光偏向部の主走査方向の幅よりも小さいことを特徴とする。
請求項6記載の発明では、請求項1〜5のいずれか1つに記載の光走査装置において、前記光偏向部により偏向された光ビームが通過する透過部材を有し、前記透過部材に、前記光源部からの前記光ビームの光束幅を制限する開口が設けられた絞り部を有することを特徴とする。
請求項8記載の発明では、請求項7記載の光走査装置において、前記光量可変手段は、主走査方向において、前記走査結像光学系の少なくとも一つの走査レンズの光軸に対して、光ビームの入射側から反入射側にかけて透過する光量を増大させることを特徴とする。
請求項10記載の発明では、請求項1又は2記載の光走査装置において、前記光源駆動手段は、光ビームの入射側から反入射側にかけて光量が増大するように、主走査方向に沿ってパルス幅を可変することを特徴とする。
請求項11記載の発明では、請求項1又は2記載の光走査装置において、前記光源駆動手段は、光ビームの入射側から反入射側にかけて光量が増大するように、主走査方向に沿って光ビーム強度を可変することを特徴とする。
請求項13記載の発明では、像担持体と、帯電装置と、現像装置と、光走査装置とを少なくとも備えた画像形成装置において、前記光走査装置として、請求項1〜12のいずれか1つに記載の光走査装置を備えたことを特徴とする。
請求項2記載の発明によれば、絞り部をより反射面に近い位置に配置でき、より効率的に光ビームを振動ミラーの中心近傍に導光することができ、振動ミラーの動的面変形による局所的な集光パワーの偏差に起因する、光ビームの主走査方向のビームスポット径の劣化・像面湾曲を低減し、主走査方向のビームスポット径を、被走査面上に均一に揃えることができる。
請求項4記載の発明によれば、振動ミラー全域に光ビームを照射する構成にした場合においても、偏向した光ビームの波面収差の劣化を低減し、被走査面上でのビームスポット径の劣化を抑制することができる。
請求項5記載の発明によれば、反射面における主走査方向両端辺の曲率をなくすことが加工上困難な場合においても、偏向した光ビームの波面収差の劣化を低減し、被走査面上でのビームスポット径の劣化を抑制することができる。
請求項7〜11のいずれか1つに記載の発明によれば、被走査面上において、像高間の光量ムラを低減し、濃度ムラを抑えた高品位な画像を形成することができる。
請求項12記載の発明によれば、偏向反射後の光量を検知し、その信号に基き光量可変手段の基準値を設定するので、光源位置が公差などにより変動したときでも、安定した光量で被走査面を露光することができ、濃度ムラや地汚れなどのない高品位な画像形成を行うことができる。
請求項13記載の発明によれば、光反射面への光ビーム入射位置を調整して、被走査面全体に亘ってビームスポット径・光量を均一にすることにより、良好な品質の画像を形成することができる画像形成装置を提供することができる。
(画像形成装置)
画像形成装置1は、画像を転写材としての記録紙7(図1に示す)に形成する。画像形成装置1は、図1に示すように、装置本体2と、給紙ユニット3と、レジストローラ対10と、転写ユニット4と、定着ユニット5と、光走査装置としてのレーザ書き込みユニット22と、プロセスカートリッジ6と、排紙部16と、を少なくとも備えている。
装置本体2は、例えば、箱状に形成され、フロア上などに設置される。装置本体2は、給紙ユニット3と、レジストローラ対10と、転写ユニット4と、定着ユニット5と、レーザ書き込みユニット22と、プロセスカートリッジ6を収容している。
レジストローラ対10は、給紙ユニット3から転写ユニット4に搬送される記録紙7の搬送経路に設けられており、一対のローラを備えている。レジストローラ対10は、一対のローラ間に記録紙7を挟み込み、該挟み込んだ記録紙7を、トナー像を重ね合わせ得るタイミング(副走査方向(図1中の上下方向)の記録開始のタイミング)に合わせて、転写ユニット4とプロセスカートリッジ6との間に送り出す。
転写ベルト29は、無端環状に形成されており、前述した複数のローラ27に掛け渡されている。転写ベルト29は、前述した複数のローラ27に掛け渡されることで、プロセスカートリッジ6の下方でかつ近傍に位置付けられている。転写ベルト29は、モータなどによって少なくとも一つのローラ27が回転駆動されることで、前述した複数のローラ27の回りを循環(無端走行)する。
転写ユニット4は、転写ベルト29が給紙ユニット3から送り出された記録紙7を各プロセスカートリッジ6の感光体ドラム8の外表面に押し付けて、感光体ドラム8上のトナー像を記録紙7に転写する。転写ユニット4は、トナー像を転写した記録紙7を定着ユニット5に向けて送り出す。
レーザ書き込みユニット22は、装置本体2の上部即ち給紙ユニット3の上方に配置されている。レーザ書き込みユニット22は、プロセスカートリッジ6の後述の帯電チャージャ9により一様に帯電された感光体ドラム8の外表面にレーザ光を照射して、静電潜像を形成する。レーザ書き込みユニット22は、後述する振動ミラー85の1周期の往復走査により、感光体ドラム8の外表面に2ライン毎の画像記録を行う(静電潜像を形成する)。なお、このレーザ書き込みユニット22の詳細な構成は、後ほど説明する。
カートリッジケース11は、装置本体2に着脱自在で、かつ帯電チャージャ9と、感光体ドラム8と、クリーニングケース12と、現像装置13と、を収容している。帯電チャージャ9は、感光体ドラム8の外表面を一様に帯電する。感光体ドラム8は、現像装置13の後述する現像ローラ15と間隔をあけて配されている。感光体ドラム8は、軸芯を中心として回転自在な円柱状又は円筒状に形成されている。
現像装置13は、トナーカートリッジ17と、現像剤担持体としての現像ローラ15とを少なくとも備えている。現像装置13は、トナーカートリッジ17内のトナーなどを十分に攪拌し、この攪拌したトナーを現像ローラ15の外表面に吸着する。そして、現像装置13は、現像ローラ15が回転して、トナーを感光体ドラム8に吸着させる。こうして、現像装置13は、トナーを現像ローラ15に担持して現像領域に搬送し、感光体ドラム8上の静電潜像を現像して、トナー像を形成する。
現像ローラ15は、感光体ドラム8と平行でかつ近接して配置されている。現像ローラ15と感光体ドラム8との間の空間は、トナーを感光体ドラム8に吸着させて、静電潜像を現像してトナー像を得る現像領域をなしている。
まず、画像形成装置1は、感光体ドラム8を回転して、この感光体ドラム8の外表面を一様に帯電チャージャ9により帯電する。感光体ドラム8の外表面にレーザ光を照射して、該感光体ドラム8の外表面に静電潜像を形成する。
そして、静電潜像が現像領域に位置付けられると、現像装置13の現像ローラ15の外表面に吸着したトナーが感光体ドラム8の外表面に吸着して、静電潜像を現像し、トナー像を感光体ドラム8の外表面に形成する。
画像形成装置1は、定着ユニット5で、記録紙7にトナー像を定着して、この記録紙7を排紙部16の排紙トレー18、19いずれかに排出する。こうして、画像形成装置1は、記録紙7に画像を形成する。
以下、レーザ書き込みユニット22(以下、単にユニットと記す)の詳細を説明する。
感光体ドラム8を走査するユニット22は、図2に示すように、一体的に構成され、記録紙7の移動方向(図2中の矢印で示す)Kに沿って、感光体ドラム8に対して、後述する半導体レーザ51からの光ビームを振動ミラー85で偏向して導くことで同時に静電潜像を形成する。なお、以下、図面において、感光体ドラム8の軸芯と平行な方向を矢印Xで示し、主走査方向と呼び、後述する振動ミラー85で変更される光ビームの光軸と平行な方向を矢印Yで示し、光軸方向と呼び、主走査方向Xと光軸方向Yとの双方に対して直交する方向を矢印Zで示し、副走査方向と呼ぶ。
光源装置31は、図3又は図4に示すように、光学ハウジング35と、光源ユニット48と、線像形成レンズとしてのシリンダレンズ38と、偏向ユニット39(図5に示す)と、絞り部としてのアパーチャ130と、を備えている。
仕切板44は、ハウジングケース40内即ち光学ハウジング35内の空間を、偏向ユニット39を収容するための空間と、偏向ユニット39以外の物品を収容する空間とに仕切っている。
仕切板44には、矩形状の透過部材としての透過窓47が設けられている。上カバー41は、ハウジングケース40の側板43の底板42から離れた側の縁で形成される上方開口を塞いで該ハウジングケース40に取り付けられて、光学ハウジング35を封止する。
光源ユニット48は、図9に示すように、プリント基板50と、光源部としての半導体レーザ51と、ホルダ部材53と、カップリングレンズ54と、半導体レーザ51を駆動する図示しない光源駆動手段と、を備えている。プリント基板50は、絶縁性の基板と、該基板の外表面に形成された配線パターンなどを備えている。
半導体レーザ51は、プリント基板50に実装されている。即ち、光源ユニット48は、プロセスカートリッジ6の光源部としての半導体レーザ51を備えている。半導体レーザ51は、感光体ドラム8に向かって光ビーム59を発する。
ホルダ部材53は、厚手の平板状のホルダ本体63と、一対の支柱64と、レーザ用位置決め孔65と、一対の突起部66と、一対の取付座面68と、を備えている。ホルダ本体63には、副走査方向Zの両端から該副走査方向Zに向かって突出した支軸70が設けられている。
一対の支柱64は、ホルダ本体63の外縁部に該ホルダ本体63の中心を挟んで互いに相対する位置に設けられており、ホルダ本体63からプリント基板50に向かって立設している。支柱64は、プリント基板50上に重ねられて、該プリント基板50を貫通したねじがねじ込まれることで、ホルダ部材53をプリント基板50に固定する。
一対の取付座面68は、平板状に形成されかつ支軸70に連なっている。一対の取付座面68は、その表面が、ホルダ本体63の外表面と略面一となっている。
一対の突起部66は、ホルダ本体63からプリント基板50から離れる方向即ち偏向ユニット39に向かって凸に形成されている。一対の突起部66は、互いの間にレーザ用位置決め孔65を位置付けている。各突起部66の外縁は、それぞれ、前述した嵌合孔45の内縁に沿って形成されている。一対の突起部66は、嵌合孔45内に嵌合して、光源ユニット48を光学ハウジング35に対して位置決めする。また、各突起部66の内面は、レーザ用位置決め孔65の内面と面一に形成された断面U字状の溝71が形成されている。
カップリングレンズ54は、その光軸が半導体レーザ51の光軸と一致しかつ、射出する光ビーム59が平行光となるように半導体レーザ51の光軸方向Yの位置が調整されて、一対の突起部66それぞれの溝71の内面との間にUV接着剤が充填されて、突起部66即ちホルダ本体63に固定される。
シリンダレンズ38は、光学ハウジング35内に収容されている。シリンダレンズ38は、副走査方向Zに向きを偏向自在に設けられている。シリンダレンズ38は、光源ユニット48から出射された光ビーム59が入射して、該光ビーム59を偏向ユニット39の後述する振動ミラー85の反射面95に向かって出射する。シリンダレンズ38は、振動ミラー85の反射面95上で副走査方向Zに光ビーム59を収束する。
偏向ユニット39は、図6に示すように、回路基板83と、支持部材84と、振動ミラー85と、回路基板83に実装された駆動回路(図示せず)と、を備えている。本実施形態では、振動ミラー85の回転トルクの発生方法として電磁駆動方式の例を説明する。
回路基板83は、絶縁性の基板と、該基板の表面に形成された配線パターンとを備えている。なお、回路基板83には、振動ミラー85の駆動回路を構成する制御ICや水晶発振子と、コネクタ86などが実装され、該コネクタ86を介して電源からの電力及び制御信号が入出力される。
こうして得られた振動ミラー85は、実装基板90の一辺を上記したエッジコネクタ部89に挿入し、かつ押え爪88によって外縁が係止されて、実装基板90の両側面を位置決め部87に沿わせて、支持部材84に支えられる。こうすることで、電気的な配線が同時になされ、各々の振動ミラー85が個別に交換できるようにしている。
ミラー部91は、表面に反射面95を形成して振動子をなす可動部96と、一端が可動部96の副走査方向Zの両端に連なりかつ該副走査方向Zの両端から該副走査方向Zに沿って立設した回転軸をなすねじり梁97と、内縁がねじり梁97の他端に連なった支持部をなす枠状のフレーム98(枠体に相当)とを備え、少なくとも一枚のSi基板をエッチングにより切り抜いて形成される。本実施形態では、ミラー部91は、SOI基板と呼ばれる厚みが60μmと140μmの2枚の基板105、106が酸化膜を挟んであらかじめ接合されたウエハを用いて得られる。
前述したミラー部91は、まず、厚みが140μmの基板(第2の基板)105の表面側からプラズマエッチングによるドライプロセスによって、ねじり梁97、平面コイル99が形成される振動板100、可動部96の骨格をなす補強梁101と、フレーム103とを残したそれ以外の部分を酸化膜まで貫通させる。次に、厚みが60μm基板(第1の基板)106の表面側からKOHなどの異方性エッチングによって、可動ミラー102と、フレーム104とを残したそれ以外の部分を酸化膜まで貫通し、最後に、可動部96の周囲の酸化膜を除去して分離しミラー部91を形成する。
さらに、可動ミラー102の表面を含んだ厚みが60μmの基板106の表面にアルミニウム薄膜を蒸着して反射面95を形成し、厚みが140μmの基板105の表面には銅薄膜で平面コイル99と、ねじり梁97を介して配線された端子107、及び、トリミング用のパッチ108を形成する。当然、振動板100側に薄膜状の永久磁石94を設け、フレーム104側に平面コイル99を形成する構成とすることもできる。
また、経時的には、振動ミラー85の反射面95により走査された光ビーム59を、走査領域の始端に配置した同期検知センサ115において、復走査時に検出した検出信号と往走査時に検出した検出信号との時間差により検出し、反射面の振れ角度が一定となるように制御している。そして、復走査での光ビーム59の検出から往走査での光ビーム59の検出に至る期間では、発光源としての半導体レーザ51の発光を禁止するようにしている。
前述した光源装置31は、光源ユニット48の半導体レーザ51からの光ビーム59をfθレンズ116に向かって出射する。光源装置31は、互いに平行な一対の板部材34とねじなどによって固定される。
結像光学系32は、図3又は図4に示すように、走査レンズとしてのfθレンズ116と、折返しミラー118と、を備えている。fθレンズ116は、長手方向が感光体ドラム8の長手方向と平行な棒状に形成され、前述した光学ハウジング35の射出窓46内に取り付けられて、接着剤によって固定される。fθレンズ116は、主走査方向Xの中央部が振動ミラー85から離れる方向に凸に形成されている。fθレンズ116は、光ビーム59が通過するとともに、副走査方向Zにも収束力を有している。
前述した構成の結像光学系32は、光源装置31の振動ミラー85の反射面95からfθレンズ116に光ビーム59が入射する。fθレンズ116を通った光源ユニット48からの光ビーム59は、折返しミラー118で反射され、感光体ドラム8上にスポット状に結像し、画像情報に基いた静電潜像を形成する。
前述した構成のユニット22は、図4に示すように、光源ユニット48の半導体レーザ51を同期させて駆動するための同期検知センサ115を備えている。同期検知センサ115へは振動ミラー85の反射面95で偏向された光ビーム59が走査レンズとしてのfθレンズ116の脇をすり抜け、結像レンズ122により集束されて、入射される。
同期検知センサ115は、復走査時に検出した検出信号と往走査時に検出した検出信号との時間差により検出し、その検出信号をもとに、反射面の振れ角度が一定となるように制御している。
また、本実施形態では、同期検知センサ115により光量も検知し、その光量(信号)に基づき光量可変手段の基準値を設定している。従って、同期検知センサ115は光量検知手段を兼ねている。従来のAPC(Auto Power Control)により光量調整を行った場合、図11(b)に示すように、光源ユニットの位置が機械的公差などによってずれた場合に、被走査面上での光量が不足する。これに対し、アパーチャ通過後の光量を同期検知センサ115で検知し、光量可変手段としての前記光源駆動手段により光量調整することにより、図11(a)に示すように、被走査面上の光量を経時的に一定とすることができる。ここでの光源駆動手段は「書込制御部」の機能も含む意味で用いている。
「APC」とは半導体レーザの光出力を受光素子によりモニタし、半導体レーザの光出力に比例する受光電流の検出信号により、半導体レーザの順方向電流を所望の値に制御する方式のことである。
図12は、図4に示された画像形成装置の光走査装置としてのレーザ書き込みユニットの、光偏向部としての振動ミラー85などを示す説明図である。
本実施形態では、図4に示すように、光源部としての光源ユニット48の半導体レーザ51と、振動ミラー85との間に絞り部としてのアパーチャ130が設けられており、さらに、光学ハウジング35内に収容されるとともにシリンダレンズ38と振動ミラー85との間に配されている。
アパーチャ130は、平板状の本体部131と、該本体部131の中央に貫通するように形成された開口部132とを備えている。開口部132は、主走査方向が長手方向の矩形状に形成されている。
こうして、振動ミラー85の反射面95への光ビーム59の主走査方向の照射位置が反射面95に確実に入射するように、アパーチャ130によって光ビーム59の光束幅を制限することができる。
このとき、図12(a)に示すように、アパーチャ130と振動ミラー85(厳密にはミラー部91)との距離(矢印S)が離れていると、振動ミラー85の反射面95の照射される光ビーム59の入射位置が端部にずれて、光ビーム59の反射面95のへの照射位置の主走査方向においてずれが生じてしまう。
本実施形態によれば、絞り部としてのアパーチャ130が、光源部36と振動ミラー85との間に設けられているので、振動ミラー85よりも被走査面寄りの結像光学系に影響を与えることなく、振動ミラー85の反射面95上の主走査方向における光ビーム59の入射位置を調整することができる。よって、光ビーム59を振動ミラー85の反射面95の主走査方向の中央に照射させることができる。
よって、光ビーム59を反射面95の中央で確実に偏向させることができる。
また、アパーチャ130をシリンダレンズ38と振動ミラー85との間に配置することで、アパーチャ130を振動ミラー85に近づけることができ、振動ミラー85の反射面95上の主走査方向における光ビーム59の入射位置をより効果的に調整することができる。
したがって、振動ミラー85の反射面95が恰も波打って変形しても、反射面95の中央部の変形量が少ないため、振動ミラー85を厚くすることなく、結像位置の光ビーム59が太くなったりピントずれが生じることを防止でき、光ビーム59のケラレによるフレア光などの散乱光の発生を抑え、地汚れなどの画質の劣化がない、高品質な画像を形成することができるとともに、振動ミラー径の小型化による慣性モーメントの低減によって、高速化、広角化、高画質化を実現することができる。
そして、画像形成装置1は、前述したユニット22を備えているので、光ビーム59のケラレによる画質の劣化がなく、振動ミラー85の小型化が可能となって、高画質、小型、高速化を図ることができる。
図14は、本発明の第2実施形態に係る画像形成装置のレーザ書き込みユニットの光偏向部としての振動ミラー85と、絞り部としてのアパーチャ130などを示す説明図である。図14において、前述した第1の実施形態と同一構成部分には同一符号を付して説明を省略する。
本実施形態では、図14に示すように、アパーチャ130の本体部131の開口部132を振動ミラー85の反射面95よりも大きく形成している。
このようにアパーチャ130を構成することにより、光ビーム59の光束幅を振動ミラー85の幅よりも大きくすることができ、光ビーム59を反射面95の主走査方向の全体に照射させることによって、光ビーム59を反射面95の主走査方向の中央に確実に導くことができる。よって、光ビームを光偏向部の中央で確実に偏向させることができる。
本実施形態において、振動ミラー85の反射面95は、図15(a)に示すように、主走査方向の両端辺が曲率を有さないように(副走査方向に略直線状に)構成されている。本実施形態の場合、光ビームの光束幅が振動ミラーの幅よりも大きいので、振動ミラーの形状によって切り取られる光ビームの形状が決定される。
すなわち、反射面95により主走査方向における光ビームの光束幅を制限している。
また、振動ミラーの可動部の主走査方向両端辺が曲率を有する方が、加工上有利な場合には、図15(b)のように、主走査方向の両端辺に曲率を有さない反射面95を可動部上に設けても良い。換言すれば、反射面95の主走査方向の幅を、光偏向部(厳密には可動部96)の主走査方向の幅よりも小さくしてもよい。
つまり、被走査面上における光量が、プラス像高を走査するときの方がマイナス像高を走査するときより大きいことになり、その光量の変化は単調減少となる。
前述したような被走査面上での像高による光量むらをキャンセルするように、プラス像高の光量をマイナス像高の光量より小さくするようなシェーディング特性とすることにより、被走査面上において光量むらが起こらないように設定している。
すなわち、図18に示すように、プラス像高側(入射側)の透過率が低く、マイナス像高(反入射側)の透過率が高くなるように透過部材47の素材調整をしている。従って、透過部材47自体が、光偏向部により偏向された光ビームの光量を、主走査方向に沿って可変する光量可変手段としてなる。
図19(b)は反入射側像高(マイナス像高)の1ドットを形成する光パルス幅を、入射側像高(プラス像高)の光パルス幅に比べて増大させている場合のグラフである。像高に対する光パルス幅の関係は、図17に示すシェーディング特性と同様である。また、このとき全像高に亘って光ビーム強度は等しく設定している。
このように像高に応じて1ドットを形成する積分光量を可変することにより光量むらを抑制することも可能である。
前述した実施形態では、画像形成装置1の光走査装置として、一つの感光体ドラム8の外表面を単一の光源ユニット48からの光ビーム59を振動ミラー85により走査している。
しかしながら、本発明では、2色以上の多色画像形性装置や、図20に示すように、フルカラー画像形成装置の場合にも本発明の光走査装置を適用することができる。なお、図20は、図2に示されたレーザ書き込みユニットの変形例などを示す説明図である。
図20において、前述した第1の実施形態と同一構成部分には同一符号を付して説明を省略する。
画像形成装置の光走査装置としてのレーザ書き込みユニット22’は、光源装置31’と、結像光学系32’と、を備えている。光源装置31’は、光学ハウジング35と、複数の光源ユニット48a、48bと、入射ミラー37と線像形成レンズとしてのシリンダレンズ38と、偏向ユニット39とを備えている。
複数の光源ユニット48a、48bは、それぞれ、一対の半導体レーザ(図示せず)を備えており、複数の感光体ドラム8Y、8M、8C、8Kと1対1で対応した光ビーム59、60、61、62を発する。
入射ミラー37は、光学ハウジング35内に収容されており、各光源ユニット48a、48bの各半導体レーザ(図示せず)からの四つの光ビーム59、60、61、62が入射して、該四つの光ビーム59、60、61、62を出射する。
入射ミラー37は、各半導体レーザからの四つの光ビーム59、60、61、62が上下一列に並び(副走査方向Zに沿って並び)かつ副走査方向Zに間隔をあける状態で、該四つの光ビーム59、60、61、62を出射する。
複数のトロイダルレンズ117Y、117M、117C、117Kは、感光体ドラム8Y、8M、8C、8Kと1対1で対応して設けられており、長手方向が、感光体ドラム8Y、8M、8C、8Kの長手方向と平行な棒状に形成されている。複数のトロイダルレンズ117Y、117M、117C、117Kは、対応する感光体ドラム8Y、8M、8C、8Kの外表面上を走査する一つの光ビーム59、60、61、62のみが通過する。
複数の折り返しミラー118は、長手方向が感光体ドラム8Y、8M、8C、8Kの長手方向と平行な帯板状に形成されており、fθレンズ116を通された複数の光ビーム59、60、61、62を各トロイダルレンズ117Y、117M、117C、117Kを介して感光体ドラム8Y、8M、8C、8Kの外表面に導くように適宜箇所に配置されている。
そして、fθレンズ116を通った複数の光ビーム59、60、61、62は、複数のトロイダルレンズ117Y、117M、117C、117Kによって各カラーに分離されて、各感光体ドラム8Y、8M、8C、8Kに対応する折返しミラー118それぞれで反射され、複数の感光体ドラム8Y、8M、8C、8K上にスポット状に結像し、画像情報に基いた静電潜像を形成する。
なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
8、8Y、8M、8C、8K 像担持体としての感光体ドラム
9 帯電装置としての帯電チャージャ
13 現像装置
22、22’ 光走査装置としてのレーザ書き込みユニット
32、32’ 結像光学系
38 線像形成レンズとしてのシリンダレンズ
51 光源部としての半導体レーザ
59 光ビーム
85 光偏向部としての振動ミラー
95 反射面
97 ねじり梁
130 絞り部としてのアパーチャ
X 主走査方向
Claims (13)
- 光ビームを発する光源部と、
前記光源部を駆動する光源駆動手段と、
前記光源部からの前記光ビームの光束幅を制限する開口が設けられた絞り部と、
前記光源部からの前記光ビームを偏向可能である反射面を備え、該反射面がねじり梁を中心として回動自在に設けられた光偏向部と、
前記光偏向部によって偏向された前記光ビームを被走査面上にスポット状に結像する走査結像光学系と、
を有する光走査装置において、
前記絞り部が、主走査方向において、前記光偏向部に入射する前記光ビームの中心と前記反射面の回転軸心とが略一致するように配されている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、
前記光源部からの前記光ビームを一方向にのみ集光して線像を形成する線像形成レンズを有し、前記絞り部が、前記線像形成レンズと前記光偏向部との間に配されていることを特徴とする光走査装置。 - 光ビームを発する光源部と、
前記光源部からの前記光ビームを偏向可能である反射面を備え、該反射面がねじり梁を中心として回動自在に設けられた光偏向部と、
前記光偏向部によって偏向された前記光ビームを被走査面上にスポット状に結像する走査結像光学系と、
を有する光走査装置において、
前記反射面により少なくとも主走査方向において前記光ビームの光束幅を制限していることを特徴とする光走査装置。 - 請求項3記載の光走査装置において、
前記反射面の主走査方向の両端辺が、副走査方向に略直線状であることを特徴とする光走査装置。 - 請求項3又は4記載の光走査装置において、
前記反射面の少なくとも主走査方向の幅が、前記光偏向部の主走査方向の幅よりも小さいことを特徴とする光走査装置。 - 請求項1〜5のいずれか1つに記載の光走査装置において、
前記光偏向部により偏向された光ビームが通過する透過部材を有し、前記透過部材に、前記光源部からの前記光ビームの光束幅を制限する開口が設けられた絞り部を有することを特徴とする光走査装置。 - 請求項1〜6のいずれか1つに記載の光走査装置において、
前記光偏向部により偏向された光ビームの光量を、主走査方向に沿って可変する光量可変手段を有することを特徴とする光走査装置。 - 請求項7記載の光走査装置において、
前記光量可変手段は、主走査方向において、前記走査結像光学系の少なくとも一つの走査レンズの光軸に対して、光ビームの入射側から反入射側にかけて透過する光量を増大させることを特徴とする光走査装置。 - 請求項6〜8のいずれか1つに記載の光走査装置において、
前記光量可変手段は、前記透過部材に設けられていることを特徴とする光走査装置。 - 請求項1又は2記載の光走査装置において、
前記光源駆動手段は、光ビームの入射側から反入射側にかけて光量が増大するように、主走査方向に沿ってパルス幅を可変することを特徴とする光走査装置。 - 請求項1又は2記載の光走査装置において、
前記光源駆動手段は、光ビームの入射側から反入射側にかけて光量が増大するように、主走査方向に沿って光ビーム強度を可変することを特徴とする光走査装置。 - 請求項1〜6のいずれか1つに記載の光走査装置において、
前記光偏向部によって偏向走査された前記光ビームの光量を検知する光量検知手段と、
前記光源部の光量を調整する光量可変手段と、
を有し、前記光量検知手段にて得られた信号に基き、前記光量可変手段の基準値を設定することを特徴とする光走査装置。 - 像担持体と、帯電装置と、現像装置と、光走査装置とを少なくとも備えた画像形成装置において、
前記光走査装置として、請求項1〜12のいずれか1つに記載の光走査装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
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