JP2013142744A5 - 光走査装置及びそれを備える画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は光走査装置及びそれを備える画像形成装置に関する。特に高速、高密度記録を達成するために光源手段として複数の光源（発光部）を使用し、電子写真プロセスを有するレーザビームプリンタやデジタル複写機やマルチファンクションプリンタ等の画像形成装置に好適なものである。

本発明の目的は、上記課題を解決し、主走査方向の有効走査領域内において、スポット像の重心位置に基づく副走査方向における走査線間隔の不均一性を抑制し、高精細な画像形成が可能な光走査装置及びそれを備える画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る光走査装置は、複数の光束を射出する複数の発光部を有する光源手段と、前記複数の光束を偏向して被走査面を主走査方向に走査する偏向手段と、該偏向手段により偏向された前記複数の光束を前記被走査面に集光して複数のスポット像を形成する結像光学系と、を備える光走査装置であって、前記結像光学系は、主走査方向に垂直な断面内における子線形状が非円弧形状である光学面を有し、前記光学面の子線形状は、前記複数のスポット像の夫々の重心位置に基づく副走査方向における間隔を有効走査領域内で揃えるように、主走査方向において前記結像光学系の光軸に対して非対称に変化することを特徴とする。
また、本発明に係る画像形成装置は、上記光走査装置を有することを特徴とする。

本発明によれば、主走査方向の有効走査領域内において、スポット像の重心位置に基づく副走査方向における走査線間隔の不均一性を抑制し、高精細な画像形成が可能な光走査装置及びそれを備える画像形成装置を達成することができる。

第１ｆθレンズ６１と第２ｆθレンズ６２の各レンズ面６１ａ〜６２ｂの子線形状（主走査方向に垂直な副走査断面内の形状）は、以下の式で表わされる。

（波動光学的な走査線間隔の均一化）
本実施形態では、子線形状（主走査方向に垂直な断面内の形状）が非円弧形状であるｆθレンズを介したスポット像の重心位置のずれの主走査方向における大小特性に対して幾何光学的な走査線間隔のずれの主走査方向における大小特性を逆にする。このことで、両者の和としての波動光学的な走査線間隔を揃える（より好ましくは均一化を図る）ことができる。ここで、十分な均一化が図れない場合に、副走査倍率の大小で調整し、十分な均一化を図る。

図１（ａ）は、２本の光束Ｒａ、Ｒｂの被走査面７０上での主光線到達位置の副走査方向の間隔としての走査線間隔（幾何光学的な走査線間隔）で、上述したように走査開始側（図の右側）で大きく、走査終了側（図の左側）で小さくなるような特性を備えている。図１（ｂ）は、レンズ面６２ｂの子線形状が非円弧形状であることで発生する２本の光束Ｒａ、Ｒｂが、被走査面７０上にスポット像として結像した時のスポット強度分布重心位置の相対ずれ特性を示す。図１（ａ）に関しては、ｆθレンズの副走査倍率（上述した副走査方向の結像倍率、すなわち主走査方向に垂直な断面内における結像倍率）を主走査方向に非対称とすると共に、光源の配置を以下に述べるような所定配置とすることで形成できる。

第１の実施形態においては、図１（ｃ）に示すように有効走査領域内（図１（ａ）、図１（ｂ）と同じ）において副走査倍率は極値をもち主走査方向に非対称に変化させ、図１（ｄ）に示すように波動光学的な走査線間隔が均一となるようにしている。図１（ｃ）において、横軸は被走査面７０上での走査像高（ｍｍ）であり、プラス側が走査開始側（図２の上側）、マイナス側が走査終了側（図２の下側）である。有効走査領域内において波動光学的な走査線間隔は４２．２６μｍ〜４２．４６μｍであり、そのバラツキはＰｅａk−ｔｏ−Ｐｅａｋで０．２μｍ以下であり、波動光学的な走査線間隔が均一に出来ていることが分かる。

Claims (10)

1. 複数の光束を射出する複数の発光部を有する光源手段と、前記複数の光束を偏向して被走査面を主走査方向に走査する偏向手段と、該偏向手段により偏向された前記複数の光束を前記被走査面に集光して複数のスポット像を形成する結像光学系と、を備える光走査装置であって、
   前記結像光学系は、主走査方向に垂直な断面内における子線形状が非円弧形状である光学面を有し、
   前記光学面の子線形状は、前記複数のスポット像の夫々の重心位置に基づく副走査方向における間隔を有効走査領域内で揃えるように、主走査方向において前記結像光学系の光軸に対して非対称に変化することを特徴とする光走査装置。
2. 前記結像光学系の主走査方向に垂直な断面内における結像倍率は、主走査方向において前記光軸に対して非対称に変化することを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
3. 前記光源手段が有する主走査方向において最も先行又は最も後行して集光される光束に対応する発光部のうち一方の発光部は、前記複数の光束の夫々の主光線の前記被走査面における副走査方向の間隔が主走査方向に沿った第１の方向に変化するように、他方の発光部よりも副走査方向に垂直でかつ前記偏向手段の偏向面中央を含む平面に近い位置に配置されており、
   前記光学面の子線形状は、前記複数の光束の夫々の主光線の前記被走査面における位置に対する、前記複数のスポット像の夫々の重心位置のずれ量の和が、前記第１の方向とは逆の第２の方向に変化するように、主走査方向において前記光軸に対して非対称に変化す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。
4. 主走査方向において前記光軸と直交する軸をＹ軸、副走査方向において前記光軸と直交する軸をＺ軸、とし、主走査方向に垂直な断面内において、前記光学面の子線形状をＳ、前記光学面の曲率半径をｒ´、前記光学面の前記光軸上の曲率半径をｒ、前記曲率半径ｒ´の変化係数をＤ _ｉ 、非球面係数をＧ _ｊｋ 、とし、前記子線形状Ｓを
   なる式で定義するとき、ｋ≧４の項を有す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。
5. 前記非球面係数のうちの何れかの次数の非球面係数と主走査方向の位置との関係を第１の関数で表し、前記結像光学系の副走査断面内における結像倍率と主走査方向の位置との関係を第２の関数で表したとき、前記第１及び第２の関数の夫々は有効走査領域内において極値を有することを特徴とする請求項４に記載の光走査装置。
6. 前記第１及び第２の関数の夫々が有する極値のうち、主走査方向において最も前記光軸に近い位置にある極値は、主走査方向における前記光軸に対して前記光源とは反対側に存在することを特徴とする請求項５に記載の光走査装置。
7. 副走査断面内において前記光源手段から出射した光束を前記偏向手段の偏向面に斜入射させる入射光学系を備え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。
8. 前記入射光学系は、前記光源手段から出射した光束の副走査方向における光束幅を規制する第１の開口絞りと、該光束の主走査方向における光束幅を規制する第２の開口絞りと、を有することを特徴とする請求項７に記載の光走査装置。
9. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の光走査装置と、該光走査装置により前記被走査面に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像器と、現像された前記トナー像を被転写材に転写する転写器と、転写された前記トナー像を前記被転写材に定着させる定着器と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
10. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の光走査装置と、外部機器から出力されたコードデータを画像信号に変換して前記光走査装置に入力するプリンタコントローラと、を備えることを特徴とする画像形成装置。