JP2010096884A

JP2010096884A - 光走査装置

Info

Publication number: JP2010096884A
Application number: JP2008266043A
Authority: JP
Inventors: Yasumasa Asatani; 康正浅谷
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2008-10-15
Filing date: 2008-10-15
Publication date: 2010-04-30

Abstract

【課題】複数の発光部が副走査方向に対して傾斜して配置された光走査装置において、走査中央部と走査端部との光量差を低減する。
【解決手段】スリット部材２４に、発光点１８Ａ及び発光点１８Ｂの配置方向Ｄとは逆に副走査方向に対して傾斜する傾斜方向Ｅに偏った開口３２を形成する。
【選択図】図７

Description

本発明は、光走査装置に関する。

光走査装置としては、特許文献１に開示されるように、複数の発光部が副走査方向に対して傾斜して配置された光源を備えた光走査装置が公知である。

特許文献１に開示される光走査装置では、コリメータレンズ３２を出射した光束Ｌの径をエキスパンダレンズ３６により主走査方向に拡大し、主走査方向に径の拡大された光束Ｌを回転多面鏡４８に入射させ、光源１４と回転多面鏡４８との間の光路長を短くして光走査装置１０の小型化を図ると共に、感光体ドラム５６上において主走査方向中央部分の光量と主走査方向両端部分との光量差を小さくする。さらに、主走査方向中央部分の光透過率が主走査方向両側部分の光透過率よりも小さく設定されたフィルター４２を通過させ、感光体ドラム５６上において走査方向中央部分の光量と主走査方向両端部分との光量差を更に小さくする。
特開２００５−１０６９９０号公報（図１）

本発明は、光偏向器への入射光の主走査方向の幅が、光偏向器の反射面より広いオーバフィルド光走査装置であって、複数の発光部が副走査方向に対して傾斜して配置されたときにおいて、走査中央部と走査端部との光量差を低減することを課題とする。

本発明の請求項１に係る光走査装置は、光を反射する反射面を有し、回転して前記反射面に照射された光を主走査方向へ偏向走査する光偏向器と、副走査方向に対して傾斜して配置され、前記光偏向器の前記反射面へ向けて光を照射する複数の発光部と、前記複数の発光部と前記光偏向器との間に配置され、前記反射面の主走査方向の幅よりも広い状態で光が前記光偏向器に入射するように、前記発光部からの光を拡大する拡大部材と、前記複数の発光部と前記光偏向器との間に配置され、前記発光部からの光を一部通過させる開口を有し、該開口が前記発光部の配置方向とは逆に副走査方向に対して傾斜する傾斜方向に偏って形成されている開口部材と、を備える。

本発明の請求項２に係る光走査装置は、請求項１の構成において、前記開口部材は、前記開口が、対向する２辺が前記傾斜方向に沿って傾斜して配置された四辺形状に形成されている。

本発明の請求項３に係る光走査装置は、請求項２の構成において、前記開口部材は、前記開口が、対向する２つの長辺が前記傾斜方向に沿って傾斜して配置された長方形状に形成されている。

本発明の請求項４に係る光走査装置は、請求項１の構成において、前記開口部材は、前記開口が、前記傾斜方向に沿って段状にされた外縁を有する形状に形成されている。

本発明の請求項５に係る光走査装置は、請求項４の構成において、前記開口部材は、前記開口が、主走査方向一方側及び他方側が主走査方向中央部よりも副走査方向の幅が大きい。

本発明の請求項６に係る光走査装置は、請求項１〜５のいずれか１項の構成において、前記複数の発光部と前記光偏向器との間に配置され、前記発光部からの光をそれぞれ平行光化する光学部材を備え、前記開口部材は、前記光学部材の後焦点位置に配置されている。

本発明の請求項１の構成によれば、開口が発光部の配置方向とは逆に副走査方向に対して傾斜する傾斜方向に偏って形成されていない場合に比して、走査中央部と走査端部との光量差を低減できる。

本発明の請求項２の構成によれば、開口が、対向する２辺が傾斜方向に沿って傾斜して配置された四辺形状でない場合に比して、走査中央部と走査端部との光量差を低減できる。

本発明の請求項３の構成によれば、開口が、対向する２つの長辺が傾斜方向に沿って傾斜して配置された長方形状でない場合に比して、走査中央部と走査端部との光量差を低減できる。

本発明の請求項４の構成によれば、開口が、傾斜方向に沿って段状にされた外縁を有する形状でない場合に比して、走査中央部と走査端部との光量差を低減できる。

本発明の請求項５の構成によれば、開口が、主走査方向一方側及び他方側が主走査方向中央部よりも副走査方向の幅が大きくない場合に比して、走査中央部と走査端部との光量差を低減できる。

本発明の請求項６の構成によれば、開口部材が光学部材の後焦点位置に配置されていない場合に比して、各発光部からの光に対する開口の影響が低減できる。

以下に、本発明に係る実施形態の一例を図面に基づき説明する。
（本実施形態に係る光走査装置の全体構成）
まず、本実施形態に係る光走査装置の全体構成を説明する。図１は、本実施形態に係る光走査装置の全体構成を示す概略斜視図である。図２は、光走査装置の光学系の展開した光路を主走査方向に沿って見た概略側面図である。図３（Ａ）は光走査装置の光学系の展開した光路を主走査方向に沿って見た概略側面図であり、図３（Ｂ）は光走査装置の光学系の展開した光路を副走査方向に沿って見た概略平面図である。

光走査装置１０は、図１及び図２に示すように、マルチビームレーザ出射ユニット１４を備えており、このマルチビームレーザ出射ユニット１４は、光源の一例としての半導体レーザ１６、光を平行光化する光学部材の一例としてのコリメータレンズ２２及び開口部材の一例としてのスリット部材２４を内蔵している。

半導体レーザ１６は、複数の発光部の一例としての発光点１８Ａ及び発光点１８Ｂを有している。発光点１８Ａは、光としてのレーザビーム２０Ａを射出し、発光点１８Ｂは、光としてのレーザビーム２０Ｂを射出する。発光点１８Ａ及び発光点１８Ｂから射出されたレーザビーム２０Ａ及びレーザビーム２０Ｂは、ポリゴンミラー３８の反射面３８Ａへ向けて照射される。

半導体レーザ１６の発光点１８Ａと発光点１８Ｂは、副走査方向に対して傾斜して配置されており、発光点１８Ａと発光点１８Ｂとを結ぶ方向、すなわち発光点１８Ａと発光点１８Ｂとが配置された配置方向が、副走査方向に対して傾斜している。

副走査方向に対する、発光点１８Ａと発光点１８Ｂとを結ぶ方向の角度θは、例えば、６０°に設定されている。

副走査方向とは、ポリゴンミラー３８が光を偏向走査する主走査方向（図１におけるＡ方向）と直交する方向であり、本実施形態では、鉛直方向となっており、図１における矢印Ｃ方向である。また、副走査方向は、ポリゴンミラー３８の回転軸方向に沿った方向でもある。

なお、発光点１８Ａと発光点１８Ｂとは極めて接近して配置されており（本実施形態では間隔ｄが１４μｍ）、図１及び図２では、分かり易くするために互いに誇張して離間させて図示している。また、図２では、レーザビーム２０Ａ及びレーザビーム２０Ｂは、その中心軸を図示しており、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）では、レーザビーム２０Ａ及びレーザビーム２０Ｂは、それらを重ねて図示している。

光走査装置１０には、マルチビームレーザ出射ユニット１４から出射されるレーザビーム２０Ａ，２０Ｂの光路に沿って、エキスパンダレンズ２６、シリンドリカルレンズ２８、折り曲げミラー３０がマルチビームレーザ出射ユニット１４側から順に配置されている。

本実施形態では、ポリゴンミラー３８の反射面３８Ａの主走査方向の幅よりも広い状態で光がポリゴンミラー３８に入射するように発光点１８Ａと発光点１８Ｂからの光を拡大する拡大部材の一例として、エキスパンダレンズ２６が用いられている。

また、光ビーム整形用のスリット部材２４は、コリメータレンズ２２の後焦点位置（バックフォーカス位置）に配置されている。このスリット部材２４には、開口３２が形成されている。この開口３２の形状については、後述する。

半導体レーザ１６の発光点１８Ａから出射したレーザビーム２０Ａ、及び発光点１８Ｂから出射したレーザビーム２０Ｂは、各々円錐状に広がった後、コリメータレンズ２２により略平行光となり、その後、光軸周辺のビームの一部のみが開口３２を通過する（図３（Ａ），（Ｂ）参照）。

開口３２を通過したレーザビーム２０Ａ、及びレーザビーム２０Ｂは、球面凹レンズであるエキスパンダレンズ２６により拡散光とされた後、副走査方向にのみパワーを持つシリンドリカルレンズ２８により副走査方向には集束光となる（図３（Ａ）参照）。

その後、折り曲げミラー３０により光路を曲げて２枚組みのｆθレンズ３４，３６を通過した後、光偏向器の一例としてのポリゴンミラー３８に入射する。

ポリゴンミラー３８は、その外周に周方向に沿って、光を反射する複数の反射面３８Ａを備えている。ポリゴンミラー３８には、同軸的にＤＣモータ等からなる偏向駆動手段（図示省略）が連結されており、この偏向駆動手段により、ポリゴンミラー３８は軸心３８Ｃを中心として一方向へ等角速度で回転する。ポリゴンミラー３８が回転することで、反射面３８Ａに照射された光を主走査方向へ偏向走査する。

ポリゴンミラー３８により反射偏向されたレーザビーム２０Ａ及びレーザビーム２０Ｂは、ｆθレンズ３４，３６により主走査方向に結像され、副走査方向にはシリンドリカルミラー４０により、走査対象たる感光体ドラム４２上にビームスポットを結ぶ。

感光体ドラム４２は円柱状に形成され、その外周面がレーザビーム２０Ａ、及びレーザビーム２０Ｂに感応する感光面とされている。

感光体ドラム４２は、その軸方向がレーザビーム２０Ａ、及びレーザビーム２０Ｂの主走査方向と一致するように支持されている。

すなわち、マルチビームレーザ出射ユニット１４から出射されたレーザビーム２０Ａ、及びレーザビーム２０Ｂが感光体ドラム４２上に各々光スポットとして収束し、この光スポットが主走査方向に沿って感光体ドラム４２上を移動して主走査線上に沿って潜像が記録される。

図１に示すように、光走査装置１０には、シリンドリカルミラー４０の外側へ反射されたレーザビーム２０Ａ、及びレーザビーム２０Ｂの光路上に平面ミラー５６が配置されており、この平面ミラー５６により反射されたレーザビーム２０Ａ、及びレーザビーム２０Ｂの光路上には、シリンドリカルレンズ５８及び同期センサ６０が順に配置されている。

このレーザビーム２０Ａ、及びレーザビーム２０Ｂの入射と同時に、同期センサ６０はＳＯＳ信号をビデオコントローラ（図示せず）へ出力し、このＳＯＳ信号に基づいて、ビデオコントローラは、感光体ドラム４２に対する主走査方向に沿った書出しタイミング及び感光体ドラム４２の副走査方向への移動（回転）タイミングをそれぞれ決定する。

また、本実施形態では、例えば、発光点１８Ａと発光点１８との間隔ｄが１４μｍ、レーザビーム２０Ａ及びレーザビーム２０Ｂの波長λが７８０ｎｍ、コリメータレンズ２２の焦点距離ｆが１２．５ｍｍである。

なお、光走査装置の光学系を構成する各光学部材は、配置位置の変更及び省略をしてもよい。

（開口の形状）
次に、開口３２の形状について説明する。図４及び図５は、開口の形状の一例を示す図である。

開口３２は、図４及び図５に示すように、発光点１８Ａ及び発光点１８Ｂの配置方向Ｄとは逆に副走査方向に対して傾斜する傾斜方向Ｅに偏ってスリット部材２４に形成されている。

具体的には、開口３２の領域は、主走査方向に沿って一方Ｘ１側（発光点１８Ａ側）から他方Ｘ２側（発光点１８Ｂ側）に向かって見たときに、発光点１８Ａから見て発光点１８Ｂが副走査方向においてずれるズレ方向Ｙ１とは反対方向Ｙ２へ偏って配置されている。この偏りは、連続的であってもよく、段階的であってもよい。

連続的に偏る構成としては、例えば、図４に示すように、開口３２が長方形状とされた構成としても良い。この構成では、開口３２の外縁をなす長辺が、傾斜方向Ｅに沿って傾斜している。

なお、開口３２は、長方形状に限られず、正方形、平行四辺形、台形等の四辺形状（四角形状）であってもよい。この場合においては、一方の対向する辺が、傾斜方向Ｅに沿って傾斜する構成となる。

段階的に偏る構成としては、例えば、図５に示すように、傾斜方向Ｅに沿って段状にされた外縁を有する形状であってもよい。この構成では、副走査方向の一方側及び他方側の外縁が段状（階段状）に形成されている。なお、主走査方向の一方側及び他方側の外縁は、副走査方向に沿って形成されている。開口３２を段状に形成することで、より多くの光を取り込み、光量の低下が効果的に補正される。この場合の感光体走査面上の光量分布は開口３２により平均化され、図７に示す形態となる。

また、この構成では、副走査方向の幅が段階的に異なっており、主走査方向一方側（発光点１８Ａ側）及び他方側（発光点１８Ｂ側）が中央部よりも副走査方向の幅が大きくなっている。また、幅の大きい主走査方向一方側（発光点１８Ａ側）は、中央部に対してズレ方向Ｙ１へずれており、ズレ方向Ｙ１に突出している。

幅の大きい主走査方向他方側（発光点１８Ｂ側）は、中央部に対して反対方向Ｙ２へずれており、反対方向Ｙ２に突出している。

（本実施形態に係る光走査装置の作用）
次に、本実施形態に係る光走査装置の作用を説明する。

光走査装置１０では、半導体レーザ１６の発光点１８Ａと発光点１８Ｂは、副走査方向に対して傾斜して配置されており、図６に示すように、開口３２が、一方の対向する２辺が副走査方向に沿うと共に他方の対向する２辺が主走査方向に沿う矩形状に形成された構成においては、感光体ドラム４２上の光量が走査中央部と走査端部で差異が生じる。

これに対して、光走査装置１０では、開口３２が、発光点１８Ａ及び発光点１８Ｂの配置方向Ｄとは逆に副走査方向に対して傾斜する傾斜方向Ｅに偏って形成されているため、図７に示すように、レーザビーム２０Ａ及びレーザビーム２０Ｂの感光体ドラム４２上の光量分布をフラットにし、レーザビーム２０Ａ及びレーザビーム２０Ｂの光量分布のピークが分散してもビーム間の光量差が縮小する。

なお、図６及び図７の符号５０は、レーザビーム２０Ａ及びレーザビーム２０Ｂを合成してみたときの光量の強度を相対的に示すものである。

また、スリット部材２４は、コリメータレンズ２２の後焦点位置（バックフォーカス位置）に配置されているので、レーザビーム２０Ａ及びレーザビーム２０Ｂの光量補正を各ビームに対して均等に作用する。

本発明は、上記の実施形態に限るものではなく、種々の変形、変更、改良が可能である。
例えば、レーザビームの本数は、２本に限定されるものではなく、３本以上の場合であってもよい。

図１は、本実施形態に係る光走査装置の全体構成を示す概略斜視図である。図２は、光走査装置の光学系の展開した光路を主走査方向に沿って見た概略側面図である。図３（Ａ）は光走査装置の光学系の展開した光路を主走査方向に沿って見た概略側面図であり、図３（Ｂ）は光走査装置の光学系の展開した光路を副走査方向に沿って見た概略平面図である。図４は、開口の形状の一例を示す図である。図５は、開口の形状の一例を示す図である。図６は、開口が、比較例に係る形状をしている場合における感光体ドラム上の光量分布を示す概略図である。図７は、開口が図５に示す形状をしている場合における感光体ドラム上の光量分布を示す概略図である。

符号の説明

１０光走査装置
１８Ａ発光点（発光部）
１８Ｂ発光点（発光部）
２２コリメータレンズ（光学部材）
２４スリット部材（開口部材）
２６エキスパンダレンズ（拡大部材）
３２開口
３８ポリゴンミラー（光偏向器）

Claims

光を反射する反射面を有し、回転して前記反射面に照射された光を主走査方向へ偏向走査する光偏向器と、
副走査方向に対して傾斜して配置され、前記光偏向器の前記反射面へ向けて光を照射する複数の発光部と、
前記複数の発光部と前記光偏向器との間に配置され、前記反射面の主走査方向の幅よりも広い状態で光が前記光偏向器に入射するように、前記発光部からの光を拡大する拡大部材と、
前記複数の発光部と前記光偏向器との間に配置され、前記発光部からの光を一部通過させる開口を有し、該開口が前記発光部の配置方向とは逆に副走査方向に対して傾斜する傾斜方向に偏って形成されている開口部材と、
を備える光走査装置。
前記開口部材は、前記開口が、対向する２辺が前記傾斜方向に沿って傾斜して配置された四辺形状に形成されている請求項１に記載の光走査装置。
前記開口部材は、前記開口が、対向する２つの長辺が前記傾斜方向に沿って傾斜して配置された長方形状に形成されている請求項２に記載の光走査装置。
前記開口部材は、前記開口が、前記傾斜方向に沿って段状にされた外縁を有する形状に形成されている請求項１に記載の光走査装置。
前記開口部材は、前記開口が、主走査方向一方側及び他方側が主走査方向中央部よりも副走査方向の幅が大きい請求項４に記載の光走査装置。
前記複数の発光部と前記光偏向器との間に配置され、前記発光部からの光をそれぞれ平行光化する光学部材を備え、
前記開口部材は、前記光学部材の後焦点位置に配置されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の光走査装置。