JP2013101333A - 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】 P偏光の場合、反射光学素子の数が少ない方の光路に対応する被走査面において、中央像高での光量をAp、最軸外像高のうちでより高い方の光量をAm、反射光学素子の数が多い方の光路に対応する被走査面において、中央像高での光量をBp、最軸外像高のうちでより低い方の光量をBm、中央像高に対する主走査方向の有効走査領域を±W、各被走査面での光量が同量となる像高をLとするとき、Ap<Bp、Am>Bm、0.4W<L<0.8Wなる条件を満足するように少なくとも一方の光路に対応する光源の出力を調整する。
【選択図】 図1
Description
(画像形成装置)
図3は、本発明の実施形態のカラー画像形成装置の要部概略図である。カラー画像形成装置60は、光走査装置11により、光ビーム41、42、43、44を走査して、各々並行して像担持体としての感光体21、22、23、24の夫々の感光面上に画像情報を記録するタンデムタイプのカラー画像形成装置である。
図2(a)は本発明の第1の実施形態に係るタンデム型の光走査装置の、主走査方向の要部断面図(主走査断面図)、図2(b)はその副走査方向の要部断面図(副走査断面図)である。以下の説明において、副走査方向(Z方向)とは、偏向器の回転軸と平行な方向である。主走査断面とは、副走査方向を法線とする断面である。主走査方向(Y方向)とは、偏向器で偏向走査される光束が被走査面上を走査した位置を主走査断面に投射した方向である。副走査断面とは、主走査方向を法線とする断面である。
走査光学系の具体的数値例を、以下に示す。
本発明の作用に関連して、偏光と反射光量および像面照度比について説明する。図9は、例えば屈折率1.524の偏向器の偏向面にP偏光及びS偏光で光束を入射させたときの反射率及び透過率の角度依存性を示した説明図である。本実施例においては、偏向器の偏向面にP偏光の光束を入射させた場合は結像光学素子に入射する光束もP偏光となり、偏向器の偏向面にS偏光の光束を入射させた場合は結像光学素子に入射する光束もS偏光となる。同図から明らかなように結像光学素子のレンズ面におけるP偏光の反射率は、入射角が増大するほど低くなり、入射角がブリュースター角に達して一旦ゼロになった後、今度は入射角の増大に伴い大きくなる。主走査方向において軸上から軸外に向かうほどレンズ面に対する入射角は増大するが、通常の光走査装置においてブリュースター角を越えることは無い。本実施形態に係る光走査装置も、レンズ面に対する光束の入射角がブリュースター角以下となるように構成されている。したがって、P偏光の場合、結像光学素子のレンズ面での反射率は軸上から軸外に向かい低くなり、逆に透過率は高くなっていくことになる。よってP偏光の場合、fθレンズおよび防塵ガラスを介して、走査領域中央部に対し走査領域端部での透過光量が上がる像面照度比となる。一方S偏光の場合は逆に走査領域中央部に対し走査領域端部での透過光量が下がる像面照度比となる。
本実施形態では、偏向器の偏向面に入射する光束をP偏光とし、偏向器の偏向面から複数の被走査面に向かう複数の光路のうち、配置された反射光学素子の数が異なる2つの光路同士の光量を調整する場合を考える。ここで、各光路の中央像高に対する主走査方向の有効走査領域を±W、一方の光路の被走査面を走査する光束の光量と他方の光路の被走査面を走査する光束の光量が同量となる像高をLとする。また、反射光学素子の枚数が少ない方の第1の光路に対応する被走査面上の中央像高での光量をAp、最軸外像高のうちでより高い方の光量をAmとする。そして、反射光学素子の枚数が多い方の第2の光路に対応する被走査面上の中央像高での光量をBp、最軸外像高のうちでより低い方の光量をBmとする。
Ap<Bp ・・・(1)
Am>Bm ・・・(2)
0.4W<L<0.8W ・・・(3)
条件式(1)、(2)、(3)の条件を外れると、色重ね後の色味むらの視認性が高まり問題となるので好ましくないものとなる。
W=156(mm)、L=100(mm)、L/W=0.64、Ap=196(μW)、Bp=201(μW)、Am=202(μW)、Bm=197(μW)
さらに望ましくは上記条件式(3)を次の条件式(3a)に設定するのが好ましい。
0.5W<L<0.7W ・・・(3a)
図1(a)より反射光学素子の枚数が異なる光路間においても、条件式(1)、(2)、(3)を満足するよう適切に設定することで、双方の被走査面上における像面照度比の差を抑制することを実現している。本実施形態においては、条件式(1)、(2)、(3)を満足するように、外側光路の被走査面を走査する光束の光量と、内側光路の被走査面を走査する光束の光量が、同量となる像高Lを100mmに設定している。そのために光量の測定を、図1(a)の円で囲んだ±100mm像高で行い、該像高にて各々の光路の光量が同量となるよう光源の出力を調整している。
0.9Bm≦Ap≦1.1Bm ・・・(4)
0.9Am≦Bp≦1.1Am ・・・(5)
条件式(4)(5)の条件を外れると、各光路同士の像高による色重ね後の色味むらの視認性が高まり、好ましいものではない。本実施形態においては、条件式(4)(5)を満足するよう、以下の如く具体的数値を設定している。
Ap/Bm=0.971
Bp/Am=1.019
さらに望ましくは、次の如く設定するのが良い。
0.95Bm≦Ap≦1.05Bm ・・・(4a)
0.95Am≦Bp≦1.05Am ・・・(5a)
これにより、反射光学素子の枚数が異なる光路間においても、条件式(4)(5)を満足するよう適切に設定することで、双方の被走査面上における像面照度比の差を抑制することを実現している。
次に本発明の第2の実施形態について説明する。本実施形態において、第1の実施形態と異なる点は、被走査面を走査する光束の光量を測定する像高を変更し、予め設計段階で予測した像面照度比より算出した光量オフセット量を加味した光量を光量調整値として設定した点である。その他の構成及び光学的作用は第1の実施形態と同様であり、これにより同様の効果を得ている。
本実施形態において、第1の実施形態と異なる点は、像面照度比が傾きを有している点である。その他の構成及び光学的作用は第1の実施形態と同様であり、これにより同様の効果を得ている。図5に本実施形態の光走査装置のシアン光路、ブラック光路の像面照度比を示す。図5で、ブラック光路の像面照度比が傾きを有していることが分かる。像面照度比が傾く原因としては、偏向器の偏向面の主走査方向における反射率むら、プラスチック製の結像光学素子の複屈折分布、光源の偏光方向の傾き等が考えられる。
W=156(mm)、L=95(mm)、L/W=0.61、Ap=196(μW)、Bp=202(μW)、Am=204(μW)、Bm=198(μW)
図5より、反射光学素子の枚数が異なる光路間においても、条件式(1)、(2)、(3)を満足するよう適切に設定することで、双方の被走査面上における像面照度比の差を抑制することを実現している。本実施形態においては、条件式(1)、(2)、(3)を満足するように外側光路の被走査面を走査する光束の光量と、内側光路の被走査面を走査する光束の光量が、同量となる像高Lを95mmに設定している。そのために、光量の測定を±95mm像高で行い、該像高にて各々の光路の光量が所望の同量となるよう光源の出力を調整している。
0.9Bm≦Ap≦1.1Bm ・・・(4)
0.9Am≦Bp≦1.1Am ・・・(5)
本実施形態においては以下の如く設定している。
Ap/Bm=0.962
Bp/Am=1.019
よって反射光学素子の枚数が異なる光路間において、像面照度が傾きを有している場合でも各々の被走査面上における像面照度比の差を抑制することを実現している。
本実施形態において、第1の実施形態と異なる点は、内側光路に配された反射光学素子が2枚である点である。その他の構成及び光学的作用は第1の実施形態と同様であり、これにより同様の効果を得ている。
W=156(mm)、L=90(mm)、L/W=0.58、Ap=196(μW)、Bp=199(μW)、Am=203(μW)、Bm=200(μW)
0.9Bm≦Ap≦1.1Bm ・・・(4)
0.9Am≦Bp≦1.1Am ・・・(5)
本実施形態においては以下の如く設定している。
Ap/Bm=0.969
Bp/Am=0.994
よって反射光学素子の枚数が異なる光路間において、反射光学素子の枚数が幾つの場合であっても各々の被走査面上における像面照度比の差を抑制することを実現している。
上述した実施形態においては、偏向器の偏向面に入射する光束がP偏光の場合を詳述したが、偏向器の偏向面に入射する光束がS偏光の場合でも、図8に示したように光源の出力を調整すればよい。この場合、反射光学素子の数が少ない方の第1の光路の被走査面の中央像高での光量をAp、最軸外像高のうちでより高い方の光量をAm、反射光学素子の数が多い方の第2の光路の被走査面の中央像高での光量をBp、最軸外像高のうちでより高い方の光量をBmとする。
Ap>Bp
Am<Bm
0.4W<L<0.8W
更に以下の条件を満足すると好ましい。
0.9Bm≦Ap≦1.1Bm
0.9Am≦Bp≦1.1Am
上述した実施形態では、感光ドラム面7y、7m、7c、7kへの各光路に対して偏向器5を共用したが、すべての光路に対して共用する構成でなく、例えば図11に示すように、各ドラム面に対して夫々一つの偏向器を設けても良い。個別の偏向器5y、5m、5c、5kを用いるものであっても良い。同様に結像光学系も共用のものでなく、個別のものを構成しても良い。
上述した各実施形態では、反射光学素子の数が異なる光路が2種類のみであったが、例えば反射光学素子の数が全ての光路で互いに異なる構成としてもよい。また、各実施形態では、偏向器の1つの偏向面で2つの光源からの光束を偏向しているが、本発明はこれに限らない。例えば、複数の偏向面の夫々で1つの光源からの光束のみを偏向しかつ各光路における反射光学素子の数が異なる構成や、1つの偏向面で3つ以上の光源からの光束を偏向する場合等にも本発明を適用することができる。
5 偏向手段
6ck、6ym 結像光学系
7y、7m、7c、7k 被走査面(感光ドラム面)
Ly、Lm、Lc、Lk 入射光学系
100c、100k 光源出力調整手段
Claims (18)
- 複数の光源と、前記複数の光源から出射した複数の光束を偏向させる偏向器と、前記偏向器の偏向面により偏向させられた複数の光束を複数の被走査面上に夫々集光する複数の結像光学系と、を有する走査光学装置であって、
前記偏向器の偏向面に入射する前記複数の光束はP偏光であって、
前記偏向器の偏向面と前記複数の被走査面との間の複数の光路の夫々において、副走査断面内で光束を反射する反射光学素子を少なくとも1枚備えており、
前記複数の光路は、前記反射光学素子の数が異なる第1及び第2の光路を含み、
前記第1及び第2の光路のうち前記反射光学素子の数が少ない方の光路に対応する被走査面において、中央像高での光量をAp、最軸外像高のうちでより高い方の光量をAm、
前記第1及び第2の光路のうち前記反射光学素子の数が多い方の光路に対応する被走査面において、中央像高での光量をBp、最軸外像高のうちでより低い方の光量をBm、
前記第1及び第2の光路の夫々に対応する被走査面における中央像高に対する主走査方向の有効走査領域を±W、
前記第1の光路に対応する被走査面と前記第2の光路に対応する被走査面とで光量が同量となる像高をL、
とするとき、
Ap<Bp
Am>Bm
0.4W<L<0.8W
なる条件を満足するように、前記複数の光源のうち、前記第1及び第2の光路の少なくとも一方の光路に対応する光源の出力を調整する調整部を有することを特徴とする光走査装置。 - 前記調整部は、
0.9Bm≦Ap≦1.1Bm
0.9Am≦Bp≦1.1Am
なる条件を更に満足するように、前記複数の光源のうち、前記第1及び第2の光路の少なくとも一方の光路に対応する光源の出力を調整することを特徴とする請求項1に記載の光走査装置。 - 前記像高Lは、前記複数の被走査面で測定した光量に対して、像面照度の設計値から算出したオフセット値を加味した時の光量が同量となる像高であることを特徴とする請求項1又は2に記載の光走査装置。
- 前記第1の光路は、前記偏向器から空間的に最も遠い被走査面に向かう光路であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の光走査装置。
- 前記第2の光路は、前記偏向器から空間的に最も近い被走査面に向かう光路であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の光走査装置。
- 前記複数の光路に配置される前記反射光学素子の夫々の膜構成は、全て同一であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の光走査装置。
- 前記結像光学系を構成する結像光学素子の内、少なくとも一つはプラスチック製であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の光走査装置。
- 請求項1乃至7のいずれか1項に記載の前記光走査装置と、前記複数の被走査面に配置され、互いに異なった色の画像を形成する複数の像担持体とを有することを特徴とする画像形成装置。
- 外部機器から入力した色信号を異なった色の画像データに変換して前記光走査装置に入力せしめるプリンタコントローラを有していることを特徴とする請求項8に記載の画像形成装置。
- 複数の光源と、前記複数の光源から出射した複数の光束を偏向させる偏向器と、前記偏向器の偏向面により偏向させられた複数の光束を複数の被走査面上に夫々集光する複数の結像光学系と、を有する走査光学装置であって、
前記偏向器の偏向面に入射する前記複数の光束はS偏光であって、
前記偏向器の偏向面と前記複数の被走査面との間の複数の光路の夫々において、副走査断面内で光束を反射する反射光学素子を少なくとも1枚備えており、
前記複数の光路は、前記反射光学素子の数が異なる第1及び第2の光路を含み、
前記第1及び第2の光路のうち前記反射光学素子の数が少ない方の光路に対応する被走査面において、中央像高での光量をAp、最軸外像高のうちでより高い方の光量をAm、
前記第1及び第2の光路のうち前記反射光学素子の数が多い方の光路に対応する被走査面において、中央像高での光量をBp、最軸外像高のうちでより高い方の光量をBm、
前記第1及び第2の光路の夫々に対応する被走査面における中央像高に対する主走査方向の有効走査領域を±W、
前記第1の光路に対応する被走査面と前記第2の光路に対応する被走査面とで光量が同量となる像高をL、
とするとき、
Ap>Bp
Am<Bm
0.4W<L<0.8W
なる条件を満足するように、前記複数の光源のうち、前記第1及び第2の光路の少なくとも一方の光路に対応する光源の出力を調整する調整部を有することを特徴とする光走査装置。 - 前記調整部は、
0.9Bm≦Ap≦1.1Bm
0.9Am≦Bp≦1.1Am
なる条件を更に満足するように、前記複数の光源のうち、前記第1及び第2の光路の少なくとも一方の光路に対応する光源の出力を調整することを特徴とする請求項10に記載の光走査装置。 - 前記像高Lは、前記複数の被走査面で測定した光量に対して、像面照度の設計値から算出したオフセット値を加味した時の光量が同量となる像高であることを特徴とする請求項10又は11に記載の光走査装置。
- 前記第1の光路は、前記偏向器から空間的に最も遠い被走査面に向かう光路であることを特徴とする請求項10乃至12のいずれか1項に記載の光走査装置。
- 前記第2の光路は、前記偏向器から空間的に最も近い被走査面に向かう光路であることを特徴とする請求項10乃至13のいずれか1項に記載の光走査装置。
- 前記複数の光路に配置される前記反射光学素子の夫々の膜構成は、全て同一であることを特徴とする請求項10乃至14のいずれか1項に記載の光走査装置。
- 前記結像光学系を構成する結像光学素子の内、少なくとも一つはプラスチック製であることを特徴とする請求項10乃至15のいずれか1項に記載の光走査装置。
- 請求項1乃至16のいずれか1項に記載の前記光走査装置と、前記複数の被走査面に配置され、互いに異なった色の画像を形成する複数の像担持体とを有することを特徴とする画像形成装置。
- 外部機器から入力した色信号を異なった色の画像データに変換して前記光走査装置に入力せしめるプリンタコントローラを有していることを特徴とする請求項17に記載の画像形成装置。
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