JP2016009069A5 - 結像光学素子及びそれを備える光走査装置 - Google Patents

Description

本発明は、結像光学素子及びそれを備える光走査装置に関する。特に、高速、高密度記録を達成するために、複数の発光部を有する光源を備えたマルチビーム光走査装置に関し、レーザビームプリンタ、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。

そこで、本発明では、上記の問題を解決するために、入射光学系の設計自由度を落とさず、且つ無用な大型化や高コスト化を招かずに、製造誤差、組立誤差等に伴う複数の走査線の間の副走査方向の間隔ムラを低減することができる光走査装置用の結像光学素子を提供することを目的とする。

本発明に係る光走査装置に用いられる結像光学素子は、偏向器により光束を偏向して被走査面を主走査方向に走査する光走査装置に用いられる結像光学素子であって、副走査断面内において非円弧形状である光学面を有し、主走査方向における座標をＹ、副走査方向における座標をＺ、とし、副走査断面内において、光学面の光軸上での曲率半径をｒ、光学面の曲率半径の変化係数をＤ _ｉ 、非球面係数をＧ _ｍｎ Ｙ ^ｍ 、とし、副走査断面内における光学面の形状Ｓを

なる式で定義するとき、ｎが３となる項を含み、ｎが３となる項のうち少なくとも一つの項の非球面係数は、主走査方向において非対称に変化することを特徴とする。

本発明によれば、入射光学系の設計自由度を落とさず、且つ小型及び低コストを維持したまま、製造誤差、組立誤差等に伴う複数の走査線の間の副走査方向の間隔ムラを低減することができる光走査装置用の結像光学素子を提供することができる。

光走査装置１００は、光源１０、コリメータレンズ２０、シリンドリカルレンズ３０、第１の開口絞り４１、第２の開口絞り４２を備えている。また、光走査装置１００は、偏向器（回転多面鏡）５０、第１の結像レンズ６１、第２の結像レンズ（結像光学素子）６２、防塵ガラス８０を備えている。

本実施形態においては、第２結像レンズ６２のレンズ面６２ａ及び６２ｂは、Ｚの１次（ｎ＝１）の非球面項を有しており、主走査方向の位置Ｙに従ってレンズ面の副走査方向のチルト量が変化するチルト変化面となっている。
さらに、第２結像レンズ６２の被走査面７０側のレンズ面（光学面）６２ｂは、Ｚの３次（ｎ＝３）の非球面項も有しており、Ｊ₃は主走査方向の位置Ｙに従って変化している。

現像器１１５乃至１１８によって現像されたトナー像は、感光ドラム１１１乃至１１４の上方で、感光ドラム１１１乃至１１４に対向するように配設された不図示の転写ローラ（転写器）によって、被転写材たる不図示の用紙上に順に転写される。用紙は感光ドラム１１１乃至１１４の前方（図３１において下側）の用紙カセット９５内に収納されているが、手差しでも給紙が可能である。用紙カセット９５の端部には、不図示の給紙ローラが配設されており、給紙ローラによって用紙カセット９５内の用紙が搬送ベルト１２１へ送り込まれ、搬送ベルト１２１が用紙を感光ドラム１１１乃至１１４まで搬送する。

以上のようにして、未定着トナー像が転写された用紙は、さらに感光ドラム１１１乃至１１４の後方（図３１において左側）の定着器９４へ搬送される。定着器９４は、内部に定着ヒータ（不図示）を有する定着ローラとこの定着ローラに圧接するように配設された加圧ローラとで構成されている。そして、搬送されてきた用紙を定着ローラと加圧ローラの圧接部にて加圧しながら加熱することにより用紙上の未定着トナー像を定着せしめる。さらに定着器９４の後方には不図示の排紙ローラが配設されており、定着された用紙を画像形成装置９１の外部に排出する。

Claims (13)

1. 偏向器により光束を偏向して被走査面を主走査方向に走査する光走査装置に用いられる結像光学素子であって、
   副走査断面内において非円弧形状である光学面を有し、
   主走査方向における座標をＹ、副走査方向における座標をＺ、とし、副走査断面内において、前記光学面の光軸上での曲率半径をｒ、前記光学面の曲率半径の変化係数をＤ _ｉ 、非球面係数をＧ _ｍｎ Ｙ ^ｍ 、とし、副走査断面内における前記光学面の形状Ｓを
   

   

   なる式で定義するとき、ｎが３となる項を含み、
   前記ｎが３となる項のうち少なくとも一つの項の非球面係数は、主走査方向において非対称に変化することを特徴とする結像光学素子。
2. 前記少なくとも一つの項の非球面係数は、前記光学面の主走査方向における一方の端部と他方の端部とで符号が互いに異なることを特徴とする請求項１に記載の結像光学素子。
3. 前記少なくとも一つの項の非球面係数は、前記光学面の光軸上において零であることを特徴とする請求項１又は２に記載の結像光学素子。
4. 光源と、該光源から出射した光束を偏向する偏向器と、該偏向器により偏向された光束を被走査面に導光する結像光学系と、を備え、該結像光学系は請求項１乃至３のいずれか一項に記載の結像光学素子を含むことを特徴とする光走査装置。
5. 前記光源は複数の発光点を含み、前記被走査面において前記光学面と同じ座標軸を定義したとき、前記複数の発光点からの光束の前記被走査面における結像位置を結んだ直線の傾きと、前記少なくとも一つの項の非球面係数の主走査方向に沿った変化の傾きとが、同符号であることを特徴とする請求項４に記載の光走査装置。
6. 前記光源は、主走査方向及び副走査方向において互いに離間して配置された複数の発光点を含むことを特徴とする請求項４又は５に記載の光走査装置。
7. 前記光学面は、前記結像光学系が有する光学面のうち、副走査方向の幅が最も大きい光束が通過する光学面であることを特徴とする請求項４乃至６のいずれか一項に記載の光走査装置。
8. 副走査断面内における前記光学面の形状Ｓの原点は、常に前記光学面における光束の通過領域内に存在することを特徴とする、請求項４乃至７のいずれか一項に記載の光走査装置。
9. 前記光学面において、光束の中心に対する副走査方向の両端の位置での波面収差量をそれぞれＷ（Ｚｍａｘ）［λ］及びＷ（Ｚｍｉｎ）［λ］としたとき、
   

   

   なる条件を満足することを特徴とする請求項４乃至８のいずれか一項に記載の光走査装置。
10. 前記光源から出射した複数の光束を前記偏向器に導く入射光学系を有し、該入射光学系の光軸は主走査断面に対して非平行であることを特徴とする請求項４乃至９のいずれか一項に記載の光走査装置。
11. 前記入射光学系は、光束を副走査断面内で集光するシリンドリカルレンズと、光束の副走査方向の幅を規定する開口絞りとを備えており、前記開口絞りは、前記シリンドリカルレンズと前記偏向器の間に配置されることを特徴とする請求項１０に記載の光走査装置。
12. 請求項４乃至１１のいずれか一項に記載の光走査装置と、該光走査装置によって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。
13. 請求項４乃至１１のいずれか一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。