JP3840723B2 - 光走査装置 - Google Patents
光走査装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3840723B2 JP3840723B2 JP01413997A JP1413997A JP3840723B2 JP 3840723 B2 JP3840723 B2 JP 3840723B2 JP 01413997 A JP01413997 A JP 01413997A JP 1413997 A JP1413997 A JP 1413997A JP 3840723 B2 JP3840723 B2 JP 3840723B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- scanning
- scanned
- light beams
- reflecting
- scanning device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Dot-Matrix Printers And Others (AREA)
- Laser Beam Printer (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Facsimile Heads (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ビームを走査して画像の書き込みを行う光走査装置、特に、主走査方向の走査を分割して行う光走査装置に関し、例えばデジタル複写機やレーザプリンタ等に好適なものである。
【0002】
【従来の技術】
従来よりデジタル複写機やレーザビームプリンタに使用される光走査装置としては、画像データに応じて変調された光線である光ビームを例えば回転多面鏡等の反射型の偏向器により反射して偏向した後、例えばfθレンズ等の結像レンズにより被走査面上にスポットとして集光させて、画像書き込みを行うものが、広く用いられている。尚ここでfθレンズとは、回転多面鏡により等角速度で偏向されている光ビームを被走査面上に等速度で走査させるべく屈折させるレンズのことである。
【0003】
近年、光走査装置の画像書き込みに関する要求は非常に厳しくなり、高解像度の画像を高速で出力することが望まれている。そして、この要求に応えるには、単位時間当たり走査ライン数を上げる必要があり、回転多面鏡を用いた装置では、回転多面鏡を駆動するスキャナモータの回転数を上げなければならない。
【0004】
また、高精細な画像書き込みを行うには、被走査面上を走査する光ビームのビーム径を小さくする必要があるが、レーザビームの集光特性から、結像位置でのビーム径を小さくするには、結像光学系に入射するビーム径を大きくしなければならない。従って、回転多面鏡を用いた光走査装置で高精細な画像書き込みを行うには、全走査画角に対して大径の光ビームが回転多面鏡の反射面からはみ出ないようにするために、回転多面鏡を大径化しなければならなかった。
【0005】
すなわち、高速高画質な画像書き込みを従来の光走査装置で実現しようとすると、大径な回転多面鏡を高速回転させる必要があり、消費電力の増大およびスキャナモータへの負荷増大による信頼性の低下という問題が発生する。
【0006】
ここで、スキャナモータの回転数を抑制するには、回転多面鏡の反射面数を多くすればよい。しかし、回転多面鏡の反射面数を増加させると、偏向角が小さくなり同一寸法の画像書き込みに必要な光路長が長くなるため、装置の大型化という別の問題を引き起こす。
【0007】
この問題を解決するものとして、特開平5−264915号公報に示す技術が知られており、図8はこの公報に開示された実施例を示す図である。
【0008】
つまり、この実施例では、2個の半導体レーザ12A、12Bが、回転多面鏡16の回転軸16Aを通る中心線CLを挟んだ相互に反対側であって、走査ビームLBA、LBBの走査する平面と干渉しないように走査ビームLBA、LBBの走査面に対して垂直方向にオフセットして、配置されている。この結果、回転多面鏡16の同一の反射面16Bに、2本のレーザビームである光ビームがそれぞれ照射されることになる。
【0009】
そして、この実施例によれば、1本毎の光ビームによる走査角度を角度2φと小さくして、被走査媒体20の表面を主走査方向に沿って2分割して走査する形となる。この為、回転多面鏡16と被走査媒体20の間の距離を、1本の光ビームにより走査角度を角度4φとして走査していた場合とほぼ同じにでき、高速化を実現し且つ、装置の大型化を抑制することができる。
【0010】
しかし、この実施例の場合でも、回転多面鏡16の反射面16Bの数を増やすと回転多面鏡16はさらに大径化するため、スキャナモータへの負荷も更に大きくなる。
【0011】
この問題を解決するには、オーバーフィルド光学系技術が有効である。このオーバーフィルド光学系技術とは、回転多面鏡の反射面に反射面幅よりも幅広な光ビームを照射する技術であり、回転多面鏡の反射面の利用状態を、反射面幅よりも幅広な光ビームを照射して反射面全面を利用するオーバーフィルドな状態にすれば、回転多面鏡を小径化することが可能となる。
【0012】
ここで、2本の光ビームにより主走査方向を分割走査する方式において、反射面16Bの利用状態をオーバーフィルドな状態とした構成を図9に示す。
【0013】
この図の半導体レーザ12Bから射出された光ビームは、集光レンズ14Bにより幅広の光ビームに整形されて、回転多面鏡16に入射する。回転多面鏡16は、この幅広の光ビームのうち反射面16Bの幅相当分の光ビームのみを逐次反射しながら偏向し、この偏向された光ビームが結像レンズ4により集光されつつ、被走査媒体20の表面に走査される。
【0014】
すなわち、オーバーフィルドな状態では、回転多面鏡16の反射面16Bが実効的な光学絞りとして作用する。このため、アンダーフィルドな状態のように回転多面鏡16の回転に伴う反射面16Bからの光ビームのはみ出しを考慮する必要がないので、反射面16Bを小さくでき、結果として回転多面鏡16の小径化が可能となる。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、オーバーフィルドな状態で、二方から2本の光ビームを回転多面鏡16に入射する構成では、回転多面鏡16の反射面16Bの隣面により反射された光ビームが分割走査しているもう一方の走査領域を同時に走査する二重露光が発生するという問題がある。
【0016】
ここで、二重露光の現象を図10に基づき説明する。
回転多面鏡16に入射した幅広な光ビームL1 は、反射面16Bにより反射されて光ビームL2 となり、回転多面鏡16が矢印方向に回転することにより偏向されつつ走査される。このとき、入射した光ビームL1 と反射された光ビームL2 とは、中心線CLを挟んで位置する。
【0017】
ところが、回転多面鏡16に対しオーバーフィルドな状態で入射している幅広な光ビームL1 は、反射面16Bのみならず隣面であるところの反射面16Cにも入射するので、反射面16Cで反射された光ビームL3 が同時に生じる。
【0018】
そして、中心線CLにより区画された領域A及び領域Bの内の光ビームL3 が存在する領域A側は、本来、中心線CLを挟んで光ビームL1 と対称な方向から入射する光ビーム(図示しない)による画像情報が書き込まれるべき領域である。この為、光ビームL3 による走査によって、領域A側に本来書き込まれる情報の上に、領域B側に書き込まれるべき情報を重畳して書き込むことになり、この書き込みの状態を二重露光という。
【0019】
ここで、二重露光が行われるときの被走査面上での光ビームの振る舞いを図11及び図12により詳細に説明する。二重露光の概念図を示す図11より、上側に走査線Aによる情報、下側に走査線Bによる情報が書き込まれるのが理想であるのに対し、それぞれ走査線A1 、B1 の情報が重畳して書き込まれることになる。
【0020】
ところが、現実には走査線Aと走査線A1 とが途中で途切れることなく書き込まれることはない。つまり、実際の走査では、図12に示すように、回転多面鏡16の面数により一義的に決定される偏向可能な最大角度θと光学系の焦点距離とで走査可能最大長S1 が決まり、この走査可能最大長S1 よりも短い距離Sが画像エリアとなり、この距離Sの外側を無効走査範囲と呼ぶ。
【0021】
そして、(S/S1 )×100を有効走査率と、呼ぶことにする。
図12に示すように、無効走査範囲では二重露光は発生しない。従って、有効走査率を下げれば二重露光部分をなくすことができるが、そのためには有効走査率を約50%とする必要がある。
【0022】
前述したように、偏向可能な最大角度θは回転多面鏡16の面数により一義的に決定される値であるので、画像エリアを一定として有効走査率を下げると、被走査面から偏向点までの距離L1 は非常に長くなる。この結果、1本の光ビームで走査する場合とほぼ同じ距離となってしまい、2本の光ビームを入射する構成の利点が損なわれてしまう。
【0023】
本発明は、かかる従来技術の有する不都合に鑑みてなされたもので、装置を大型化せずに高速・高解像な光ビームの走査ができる光走査装置を提供することを目的とする。
【0024】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1記載の発明は、複数の光源からそれぞれ発せられた光ビームを偏向器の同一の偏向面に、前記偏向面幅よりも幅広に前記光ビームを照射するオーバーフィルドな状態で入射させて反射させることによって同時に偏向し、偏向された該複数の光ビームで被走査面上を分割して走査する光走査装置において、
前記複数の光源が、偏向器の軸線及び偏向器による主走査の中心線を含む平面に対して相互に異なる位置であって、偏向器の回転軸と直交する平面に対して相互に異なる角度で、複数の光ビームを偏向器にそれぞれ入射するような位置に、配置され、
複数の光ビームがそれぞれ単独で反射される複数の反射鏡を、偏向器と被走査面との間に配置する、
ことを特徴とする。
【0025】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、複数の光ビームそれぞれが単独で反射される反射鏡を個々に移動可能として、被走査面上における複数の光ビームによるそれぞれの走査線の相対的位置関係を調整し得るようにしたことを特徴とする。
【0026】
請求項3記載の発明は、請求項2記載の発明において、複数の反射鏡の全てを移動可能としたことを特徴とする。
【0027】
請求項4記載の発明は、請求項2記載の発明において、被走査面上における複数の光ビームによるそれぞれの走査線の相対的位置関係を調整し得ない反射鏡が、複数の反射鏡に含まれていることを特徴とする。
【0028】
請求項5記載の発明は、請求項2記載の発明において、反射鏡を複数の光ビームに対しそれぞれ2枚以上有し、それぞれの反射鏡が、被走査面上における複数の走査線の相対的な位置ずれのうち、主走査方向の位置、副走査方向の位置及びスキューのいずれかのみを調整可能としたことを特徴とする。
【0029】
請求項6記載の発明は、請求項2乃至5記載の発明において、被走査面上における複数の走査線の相対的位置関係を調整して、複数の走査線を滑らかにつなぎ合わせることを特徴とする。
【0030】
請求項7記載の発明は、請求項2乃至6記載の発明において、被走査面上における複数の走査線の相対的位置関係を組立て時に調整することを特徴とする。
【0031】
請求項8記載の発明は、請求項2乃至7記載の発明において、複数の光ビームから走査開始の同期信号をそれぞれ検出することを特徴とする。
【0032】
請求項1に係る光走査装置の作用を以下に説明する。
複数の光源から発せられた光ビームを偏向器の同一の偏向面に、前記偏向面幅よりも幅広に前記光ビームを照射するオーバーフィルドな状態で入射させて反射させることによって同時に偏向する。そして、偏向される複数の光ビームで、被走査面を分割して走査する。
【0033】
また、偏向器の軸線及び偏向器による主走査の中心線を含む平面(例えば垂直面)に対して相互に異なる位置であって、偏向器の回転軸と直交する平面(例えば水平面)に対して相互に異なる角度で複数の光ビームを偏向器にそれぞれ入射するような位置に、これら複数の光源が配置される。さらに、偏向器と被走査面の間に複数の反射鏡を配置し、それぞれの反射鏡は分割して偏向して走査される複数の光ビームのうち任意の1本のみを反射する。
【0034】
従って、複数の光源が、例えば垂直面だけでなく水平面に対しても相互に異なるような位置に配置され、これら複数の光源からの光ビームのうち任意の1本のみを複数の反射鏡がそれぞれ反射するので、光路を相互に異ならせつつ被走査面を分割して走査できることになる。この為、二重露光せずに高速で高解像な光ビームの走査が可能となり、さらに大型化されない光走査装置となる。
【0035】
請求項2に係る光走査装置の作用を以下に説明する。
本請求項も請求項1と同様の作用を奏する。但し、本請求項は、複数の光ビームの光路上に設けられた反射鏡をそれぞれ独立に移動して、被走査面上における走査線の位置および走査線の姿勢を独立に調整することで、被走査面上における複数の走査線の相対的な位置ずれを補正し、分割走査におけるつなぎ目を目立たなくする。
【0036】
請求項3に係る光走査装置の作用を以下に説明する。
本請求項も請求項2と同様の作用を奏する。但し、本請求項は、複数の光ビームの光路上に設けられた反射鏡をすべて移動可能として、つなぎ合わせたあとの走査線の被走査面に対する絶対的位置関係であるレジストレーションも調整可能とする。
【0037】
請求項4に係る光走査装置の作用を以下に説明する。
本請求項も請求項2と同様の作用を奏する。但し、本請求項は、複数の光ビームの光路上に設けられた反射鏡の内のいずれかを、被走査面上における複数の光ビームによるそれぞれの走査線の相対的位置関係を調整し得ないものとし、調整手段を有するものと有しないものを混在させた。
【0038】
この為、調整手段を有さない反射鏡を経た光ビームを基準として、位置調整可能な光ビームによる走査線の位置を合わせることができ、調整機構を簡略化し、装置の低コスト化と維持性の向上が図れる。
【0039】
請求項5に係る光走査装置の作用を以下に説明する。
本請求項も請求項2と同様の作用を奏する。但し、本請求項は、複数の光ビームのそれぞれの光路上に設ける反射鏡を2枚以上とし、各反射鏡は被走査面上における複数の走査線の相対的な位置ずれのうち、主走査方向の位置、副走査方向の位置及び、スキューのいずれかのみを調整可能としている。
【0040】
すなわち、反射鏡の調整方向にはX軸、Y軸、Θ軸の3軸回りの3方向があるので、3自由度あることになり、これを1枚の反射鏡で3自由度の調整をしようとすると、調整機構が複雑となり、調整アルゴリズムも複雑となる。また、光走査装置の小型化を図り、限られた空間内に装置を収容するために、複数の折り返しミラーをもつことが多い。
【0041】
従って、1枚の反射鏡に1自由度の調整機構を持たせることにより、調整機構を簡略化するとともに、単純で見通しの良い調整アルゴリズムを可能とする。
【0042】
請求項6に係る光走査装置の作用を以下に説明する。
本請求項も請求項2乃至5と同様の作用を奏する。但し、本請求項は、被走査面上における複数の走査線の相対的位置関係を調整して、複数の走査線間のつなぎ目に屈曲が発生しないように滑らかにつなぎ合わせるものである。
【0043】
請求項7に係る光走査装置の作用を以下に説明する。
本請求項も請求項2乃至6と同様の作用を奏する。但し、本請求項は、被走査面上における複数の走査線の相対的位置関係を、装置の組立て時に調整し、固定する構成としたので、調整完了後に調整箇所を強固に固定することができ、経時的な位置ずれを抑制し、長期間にわたって高画質が維持される。
【0044】
請求項8に係る光走査装置の作用を以下に説明する。
本請求項も請求項2乃至7と同様の作用を奏する。但し、本請求項は、複数の光ビームのそれぞれが単独で反射される反射鏡を空間的に離して配置したので、すべての走査ビームの走査開始位置信号を検出可能となり、結果として、画像書き込みタイミングを正確に制御でき、良好な画像を得られることになる。
【0045】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明に係る実施の形態を説明する。
【0046】
図1及び図2は、本発明に係る第一の実施の形態による光走査装置の概要を示す図である。
【0047】
図1及び図2に示すように、回転多面鏡16が複数の偏向面である反射面16Bを有する偏向器とされ、この回転多面鏡16の軸線である回転軸16A及び回転多面鏡16による主走査の中心線CLを含む平面を垂直面とし、回転多面鏡16の回転軸16Aと直交する平面を水平面とする。
【0048】
図2に示すようにこの垂直面に対して相互に異なる角度の位置であって、図1に示すように水平面との間の角度が相互に異なる角度α、βで複数の光ビームLAA、LABを回転多面鏡16にそれぞれ入射するような位置に、複数の光源である一対の半導体レーザ12A、12Bが配置されている。但し、角度αは角度βより大きな角度とされている。
【0049】
そして、一対の半導体レーザ12A、12Bと回転多面鏡16との間のそれぞれの光路中には、主走査方向に対して緩い発散光に変換すると共に副走査方向に対して収束光に変換する一対の集光レンズ14A、14Bが、それぞれ配置されており、これら集光レンズ14A、14Bと回転多面鏡16との間の光路中には、結像レンズ18が配置されている。
【0050】
一方、図1上、下部寄りの位置には、円筒状の被走査媒体である感光体20が配置されており、この感光体20の外周面が被走査面20Aとされている。半導体レーザ12A、12Bからの2本の光ビームの進行方向であって回転多面鏡16と感光体20の被走査面20Aとの間の相互に異なった位置には、これら2本の光ビームが感光体20の円周方向のほぼ同一位置に到達するようにそれぞれ反射角度が設定される一対の反射鏡22A、22Bが、配置されており、複数の光ビームを複数の反射鏡22A、22Bがそれぞれ単独で反射するようになっている。
【0051】
さらに、回転多面鏡16で反射されて走査ビームLBA及び走査ビームLBBとなった2本の光ビームの回転多面鏡16の反射面16Bから感光体20の表面までのそれぞれの光路長(つまり、レンズの屈折率を考慮した光学的距離)が略等しくなるように、これら一対の反射鏡22A、22Bは配置されている。尚、図1及び図2では反射鏡22A、22Bを平面ミラーとしているが、これらは副走査方向に曲率をもつシリンドリカルミラーであってもよい。
【0052】
また、回転多面鏡16の反射面16Bと感光体20の表面との間は幾何光学的に略共役な関係となっており、回転多面鏡16の反射面16Bの面倒れに起因して感光体20の表面の副走査方向に発生するピッチむらを抑制するようになっている。
【0053】
そして、集光レンズ14A、14Bから結像レンズ18への入射される光ビームLAA、LABの水平面となす角度α、β及び、結像レンズ18から反射鏡22A、22Bに出射した走査ビームLBA、LBBが水平面となす角度α1 、β1 は、結像レンズ18への光ビームLAA、LABと結像レンズ18からの走査ビームLBA、LBBとが干渉しないこと及び、2本の走査ビームLBA、LBBがそれぞれ独立に反射鏡22A、22Bに入射可能であること、という2つの要件を満足する範囲で、できるだけ小さいことが望ましい。
【0054】
さらに、図1及び図2に示すように、反射鏡22Bは無効走査範囲内の寸法で主走査方向に沿って延長されるように形成され、この反射鏡22Bに対して光路の後方にピックアップミラー30及びSOSセンサ32を設け、反射鏡22B及びピックアップミラー30で反射された走査ビームLBBをSOSセンサ32に導くようにする。尚、図示しないが、走査ビームLBA用のSOSセンサも同様に配置されている。
【0055】
次に、本実施の形態の作用を以下に説明する。
水平面との間の角度が相互に異なる角度α、βをなして2つの半導体レーザ12A、12Bから発せられた光ビームLAA、LABは、それぞれ集光レンズ14A、14Bによって、主走査方向に対して緩い発散光に変換されると共に副走査方向に対して収束光に変換されて、結像レンズ18に入射される。
【0056】
この結像レンズ18を透過した2本の光ビームLAA、LABは、回転多面鏡16の反射面16B近傍で結像しつつ、主走査方向に長い線像として回転多面鏡16の同一の反射面16Bに、オーバーフィルドな状態で入射して反射される。そして、回転多面鏡16の回転により反射して偏向されてそれぞれ走査ビームLBA、LBBとされた2本の光ビームは、主走査方向に一定の角度を保って偏向されながら、単一の結像レンズ18に再びそれぞれ入射する。
【0057】
この結像レンズ18により屈折された走査ビームLBA、LBBは、水平面との間の角度が相互に異なる角度α1 、β1 で進行し、走査ビームLBAが反射鏡22Aにより進行方向を変えられると共に、走査ビームLBBが反射鏡22Bにより進行方向を変えられる。但し、角度α1 は角度β1 より大きな角度とされている。
【0058】
尚、回転多面鏡16へ入射する前には必ずしも結像レンズ18を透過させる必要はないが、結像レンズ18を2回透過させれば、回転多面鏡16の偏向角度内で副走査方向にオフセットさせて光ビームを入射する構成において、装置を偏平形状にできるとともに、結像レンズ18の光軸近傍を使用でき光学性能の劣化を少なくできる。
【0059】
以上より、一対の半導体レーザ12A、12Bが、垂直面だけでなく水平面に対しても相互に異なるような位置に配置され、これら一対の半導体レーザ12A、12Bからの光ビームのうち任意の1本のみを複数の反射鏡22A、22Bがそれぞれ反射するので、光路を相互に異ならせつつ感光体20の被走査面20Aを分割して走査できることになる。この為、二重露光せずに高速で高解像な光ビームの走査が可能となり、さらに大型化されない光走査装置となる。
【0060】
次に、隣面からの反射光の除去について説明する。
図2において、走査線A、Bが画像情報をもった走査ビームLBA、LBBの走査軌跡であり、走査線A1 、B1 が隣面から反射される光ビームLCA、LCBによる走査軌跡を表している。
【0061】
本実施の形態では、回転多面鏡16に対して複数の光ビームを水平面に対して相互に角度を異ならせて入射させているので、回転多面鏡16で反射され結像レンズ18を透過したあとの2本の走査ビームLBA、LBBも、水平面に対し相互に異なる角度を有している。そして、画像情報をもつ走査ビームと隣面によって反射されたこれに対応する光ビームとは水平面に対し同一の角度をなしている。
【0062】
従って、画像情報をもつ走査ビームと隣面の反射による光ビームとが無効走査範囲分の距離を隔てて並んだ状態で、水平面とある角度をなして偏向されていることになる。
【0063】
そして、2本の走査ビームLBA、LBBがそれぞれ単独で反射されるように反射鏡22A、22Bを位置することで、画像情報をもつ走査ビームLBA、LBBに対応する範囲のみを反射鏡22A、22Bによって進行方向を変えることができ、これによって、画像情報のみを感光体20上に到達することができる。
【0064】
つぎに、画像情報出力のタイミングを制御するための走査ビームLBA、LBBの走査開始位置(Start Of Scan 、以下「SOS」と言う)信号の取り出しについて説明する。
【0065】
本実施の形態では、書き始めから走査中心までの前半部分の領域である走査領域Aの画像情報をもつ走査ビームLBAと、画像中心から走査方向に沿って書き終わり側の後半部分の領域である走査領域Bの画像情報をもつ走査ビームLBBとが、空間的に距離を隔てて走査されている。
【0066】
このため、走査領域Bの画像情報を選択的に取り出している反射鏡22Bを無効走査範囲内の寸法で主走査方向に沿って延長することで、走査領域Aに影響することなく走査領域BのSOS信号を取り出すことができ、反射鏡22Bに対して光路の後方のピックアップミラー30でSOS信号をSOSセンサ32に導くことが可能となる。
【0067】
尚、ピックアップミラー30を走査する前後の光ビームが感光体20へ到達するのを防ぐために、ピックアップミラー30と感光体20との間に遮光部材を設ければなお良い。また、走査領域AのSOS信号の取り出しについては図示しないが、従来より用いられている方法が適用できる。
【0068】
つまり、走査ビームLBA、LBBと同一平面内で偏向して主走査方向に沿って分割して走査する場合、走査領域BのSOS信号は、走査領域Aの画像エリアと重なるため、ここからSOS信号を取り出そうとすると走査領域Aの画像が欠落してしまい、走査領域BのSOS信号の取り出しが難しかった。
【0069】
しかし、上記のような本実施の形態によれば、走査領域Aだけでなく走査領域BのSOS信号を容易に取り出せるので、2つの走査線の画像書き出しタイミングを正確に制御することができ、高画質な画像が得られる。
【0070】
つぎに、被走査面20A上の2本の走査線の位置合わせについて説明する。
図3に2本の走査線A、Bのずれを分類した図を示す。ここでは、副走査方向(縦方向)、主走査方向(横方向)及び、スキュー(回転方向)のずれが、調整すべき対象である。
【0071】
図4に示すように、この3種類のずれを反射鏡22A、22Bでそれぞれ補正するには、X軸、Y軸、或いはΘ軸(X−Y平面内にあってX軸と角度をなす軸)の内のいずれかの軸回りに、反射鏡22A、22Bを回転させればよい。
【0072】
ところが、一枚の反射鏡に上記3軸に対応した3自由度の調整機能を与えた場合、調整機構をもつ反射鏡の数を少なくできる反面、機構が複雑になって、反射鏡の回転と被走査面20A上の位置ずれの関係の見通しが悪くなり、調整アルゴリズムが複雑になるという問題がある。この為、一枚の反射鏡にもたせる調整自由度は少ないほうが望ましいことになる。
【0073】
また、調整レベルに関して、複数の走査線の相対的位置関係を合わせるのみの場合と、相対的な位置関係を合わせた走査線をさらに被走査面20A上の絶対的な位置にも合わせる場合とでは、必要な機構が大きく異なる。
【0074】
上記内容を前提として、図1及び図2に示した構成での2本の走査線の位置合わせについて、以下に説明する。
【0075】
一対の反射鏡22A、22Bは別体として構成されているので、各反射鏡22A、22Bを個別に動かすことにより、感光体20上の走査線A、Bの位置を独立に調整できる。従って、各反射鏡22A、22Bを個別に動かして2つの走査線A、Bの相対的位置関係を調整し、つなぎ目を目立たなくすることができる。
【0076】
このように一対の反射鏡22A、22Bを共に調整可能とすることにより、感光体20に対する走査線A、Bの絶対的位置関係(つまり、走査方向レジストレーション及び、副走査方向レジストレーション)を含め、走査線間の位置関係を調整できるので、高画質な画像を用紙の規定の位置にプリントすることが可能となる。
【0077】
一方、一対の反射鏡22A、22Bの内のいずれか一方を固定して調整機能を省いた構成とすれば、機構を単純化でき、コスト低減、組立て性改善、調整工数の短縮等のメリットがある。この場合、固定された反射鏡を通過する走査ビームを基準として、移動可能な反射鏡を通過する走査ビームを合わせ込む形となる。
【0078】
ところで、図1及び図2に示した構成では、前述したように水平面に対しオフセットして配置した光源から、水平面に対し角度をなして回転多面鏡16に光ビームを入射させる構成としているので、被走査面20A上の走査線A、Bに少なからず湾曲が発生する。この場合の走査線のつなぎ合わせについて、図5に基づき説明する。
【0079】
まず、組立直後の走査線A、Bは、副走査方向、主走査方向及び、回転ずれをもっている。そして、この3つの誤差成分を上述のいずれかの方法で調整すれば、走査線A、Bがつながり、連続した線となる。しかし、走査線A、Bに湾曲成分がある場合、つなぎ目で屈曲した状態となり、この状態で用紙上に出力された画像では、つなぎ目が認識されることになる。
【0080】
そこで、走査線A、Bに湾曲がある場合は、走査線A、Bに意図的に微量の回転を与え、全体として湾曲量は大きくなっても、つなぎ目をスムーズにつなぐ調整を行う。この微量の回転は調整アルゴリズムの変更により付与可能であり、前述の調整自由度があれば調整でき、新たな調整自由度は必要ない。
【0081】
以上より、本実施の形態とすれば、複数の走査線でも相対的位置関係および絶対的位置関係を精度よく調整可能である。しかし、調整可能な機構は、稼働部がずれることにより経時的位置関係がずれる可能性を秘めている。そこで、上記した調整を光走査装置の組立時に行い、調整完了後に調整箇所を強固に固定することにより、経時的な位置ずれを抑制する。
【0082】
また、この光走査装置を搭載した画像形成装置に、走査線の位置ずれを検出する検出手段が具備されれば、所定の位置ずれ量に達した時点で、再度補正を行うことができ、経時変化、環境変化に伴う画質劣化をも防止できる。
【0083】
次に、本発明の第二の実施の形態による光走査装置を以下に説明する。尚、第一の実施の形態で説明した部材と同一の部材には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【0084】
図6及び図7に、本発明の第二の実施の形態による光走査装置の概要を示す。本実施の形態の第一の実施の形態との大きな違いは、光路中にそれぞれの光ビームが単独で反射される反射鏡を各2枚づつ有することである。
【0085】
具体的には、第一の実施の形態と同様であってそれぞれ回転多面鏡16の上部側寄りの位置に、半導体レーザ12A、12Bが配置され、第一の実施の形態と同様であってそれぞれ回転多面鏡16の下部側寄りの位置に、一対の反射鏡22A、22Bが、配置されている。
【0086】
さらに、一対の反射鏡22A、22Bからの2本の走査ビームLBA、LBBの進行方向であって反射鏡22A、22Bと感光体20の被走査面20Aとの間の相互に異なった位置には、これら2本の走査ビームLBA、LBBが感光体20の円周方向のほぼ同一位置に到達するようにそれぞれ反射角度が設定される一対の反射鏡24A、24Bが、配置されており、複数の走査ビームLBA、LBBを反射鏡24A、24Bがそれぞれ単独で反射するようになっている。
【0087】
尚、本例では反射鏡24A、24Bは副走査方向に曲率をもつシリンドリカルミラーである。
【0088】
また、回転多面鏡16の反射面16B上では、第一の実施の形態と同じく、主走査方向に長い線像として結像されるとともに、回転多面鏡16の反射面と感光体20の表面は幾何光学的に略共役な関係となっている。
【0089】
次に、本実施の形態の作用を以下に説明する。
一対の半導体レーザ12A、12Bからそれぞれ発せられた光ビームLAA、LABは、水平面に対し角度α、βをなして結像レンズ18に入射される。
【0090】
結像レンズ18を透過した2本の光ビームLAA、LABは、オーバーフィルドな状態で回転多面鏡16の同一の反射面16Bに入射し、回転多面鏡16の回転により反射しつつ偏向される。そして、それぞれ走査ビームLBA、LBBとされた2本の光ビームは、主走査方向に一定の角度を保って偏向されながら、単一の結像レンズ18に再びそれぞれ入射する。
【0091】
この結像レンズ18により主走査方向に屈折された走査ビームLBA、LBBは、水平面との間の角度が相互に異なる角度α1 、β1 で進行し、走査ビームLBAが反射鏡22Aにより進行方向を変えられると共に、走査ビームLBBが反射鏡22Bにより進行方向を変えられる。
【0092】
さらに、第一の反射鏡群22A、22Bで反射された2本の走査ビームLBA、LBBはそれぞれ第二の反射鏡群24A、24Bに向けて進む。そして、走査ビームLBAは反射鏡24Aにより、走査ビームLBBは反射鏡24Bによって第一の反射鏡群22A、22Bのときと同じく、それぞれ独立して反射され、2本の走査ビームLBA、LBBが感光体20の円周方向のほぼ同一位置に到達するようになる。
【0093】
一方、隣面からの反射光の除去メカニズムは第一の実施の形態と同様であり、第一の反射鏡群22A、22Bにより、無効走査範囲を隔てて走査されている画像情報をもつ走査ビームLBA、LBBと隣面で反射された光ビームLCA、LCBとから、画像情報をもつ走査ビームに対応する範囲のみを選択的に反射させて進行方向を変え、第二の反射鏡群24A、24Bに導くことになる。
【0094】
なお、隣面で反射された光ビームLCA、LCBの除去は、第一の反射鏡群22A、22Bに限定されるものではなく、第二の反射鏡群24A、24Bで行ってもよい。また、SOS信号の取り出しについては、第一の実施の形態とほぼ同様であるので、説明を省略する。
【0095】
つぎに、被走査面20A上の2本の走査線の位置合わせについて説明する。
本実施の形態では光路上に反射鏡を2枚もつので、すべて可動ミラーとすると4自由度分の補正能力を有する。但し、補正すべき位置ずれは3種類であるから、例えば、反射鏡22Aは副走査方向の移動、反射鏡24Aは主走査方向の移動、反射鏡24Bは回転という割り付けをすれば、すべての移動可能な反射鏡は1自由度のみの調整機構を具備すればよい。
【0096】
また、シリンドリカルミラーは母線を含む平面内で回転することによりスキュー補正を行うことができるので、シリンドリカルミラーにスキュー補正を割り付けると、平面反射鏡をX軸及びY軸と角度をもった軸回りに回転させるよりも機構を単純にできる。
【0097】
以上より、本発明による第二の実施の形態として示した構成とすれば、複数の走査線も相対的位置関係および絶対的位置関係を精度よく調整可能である。
【0098】
尚、上記実施の形態では、光源を一対としたが光源は3つ以上の複数としてもよく、この場合には反射鏡を光源の数に対応して増加させることとする。
【0099】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1の発明によれば、隣面によって反射される光ビームの影響を受けずに反射面をオーバーフィルドな状態で使用できるので、高速・高画質な光ビームの走査が可能となり、装置を大型化させない光走査装置を提供できる。
【0100】
請求項2の発明によれば、複数の走査ビームに対し単独で反射される反射鏡を動かして走査ビームの位置関係を調整するので、走査線の位置ずれを精度よく補正でき、分割走査のつなぎ目を目立たなくできる。
【0101】
請求項3の発明によれば、複数の走査ビームに対し単独で反射される反射鏡をすべて可動としたので、走査線の位置ずれを精度よく補正できる。
【0102】
請求項4の発明によれば、すくなくとも1本の走査ビームを無調整とし、残りの走査ビームをこれに合わせて調整する方式としたので、調整機構を簡略化でき、装置の低コスト化と維持性の向上がはかれる。
【0103】
請求項5の発明によれば、1枚の反射鏡に具備する調整方向を1自由度としたので、機構を単純化でき、装置の低コスト化と維持性の向上がはかれるとともに、見通しのよい調整アルゴリズムを構築できる。
【0104】
請求項6の発明によれば、結像レンズを2回通過して走査したとき等に発生する走査線の湾曲を考慮して走査ビームを繋ぐので、つなぎ目の目立たない良好な画質が得られる。
【0105】
請求項7の発明によれば、複雑な調整を組立て時に行った時点で、強固に固定するので、長期間にわたって高画質が維持される。
【0106】
請求項8の発明によれば、すべての走査ビームのSOS信号を取り込める構成としたので、画像書き込みタイミングを正確に制御でき、良好な画像を得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施の形態に係る光走査装置の概要を示す側面図である。
【図2】本発明の第一の実施の形態に係る光走査装置の概要を示す平面図である。
【図3】走査線のずれを分類し、説明するための図である。
【図4】反射鏡の回転方向を示す図である。
【図5】走査線の湾曲を考慮したつなぎ合わせを説明する図である。
【図6】本発明の第二の実施の形態に係る光走査装置の概要を示す側面図である。
【図7】本発明の第二の実施の形態に係る光走査装置の概要を示す平面図である。
【図8】先行技術の概要を示す図である。
【図9】オーバーフィルドな反射状態とした構成の説明図である。
【図10】隣面反射の発生を説明するための図である。
【図11】二重露光の概念図である。
【図12】二重書き込みと有効走査率の関係を説明するための図である。
【符号の説明】
12A 半導体レーザ(光源)
12B 半導体レーザ(光源)
16 回転多面鏡(偏向器)
16B 反射面(偏向面)
16A 回転軸
20 感光体(被走査媒体)
20A 被走査面
22A 反射鏡
22B 反射鏡
24A 反射鏡
24B 反射鏡
Claims (8)
- 複数の光源からそれぞれ発せられた光ビームを偏向器の同一の偏向面に、前記偏向面幅よりも幅広に前記光ビームを照射するオーバーフィルドな状態で入射させて反射させることによって同時に偏向し、偏向された該複数の光ビームで被走査面上を主走査方向に分割して走査する光走査装置において、
前記複数の光源が、偏向器の軸線及び偏向器による主走査の中心線を含む平面に対して相互に異なる位置であって、偏向器の回転軸と直交する平面に対して相互に異なる角度で、複数の光ビームを偏向器にそれぞれ入射するような位置に、配置され、
複数の光ビームがそれぞれ単独で反射される複数の反射鏡を、偏向器と被走査面との間に配置する、
ことを特徴とする光走査装置。 - 複数の光ビームそれぞれが単独で反射される反射鏡を個々に移動可能として、被走査面上における複数の光ビームによるそれぞれの走査線の相対的位置関係を調整し得るようにしたことを特徴とする請求項1記載の光走査装置。
- 複数の反射鏡の全てを移動可能としたことを特徴とする請求項2記載の光走査装置。
- 被走査面上における複数の光ビームによるそれぞれの走査線の相対的位置関係を調整し得ない反射鏡が、複数の反射鏡に含まれていることを特徴とする請求項2記載の光走査装置。
- 反射鏡を複数の光ビームに対しそれぞれ2枚以上有し、それぞれの反射鏡が、被走査面上における複数の走査線の相対的な位置ずれのうち、主走査方向の位置、副走査方向の位置及びスキューのいずれかのみを調整可能としたことを特徴とする請求項2記載の光走査装置。
- 被走査面上における複数の走査線の相対的位置関係を調整して、複数の走査線を滑らかにつなぎ合わせることを特徴とする請求項2乃至5記載の光走査装置。
- 被走査面上における複数の走査線の相対的位置関係を組立て時に調整することを特徴とする請求項2乃至6記載の光走査装置。
- 複数の光ビームから走査開始の同期信号をそれぞれ検出することを特徴とする請求項2乃至7記載の光走査装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01413997A JP3840723B2 (ja) | 1997-01-28 | 1997-01-28 | 光走査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01413997A JP3840723B2 (ja) | 1997-01-28 | 1997-01-28 | 光走査装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10206761A JPH10206761A (ja) | 1998-08-07 |
JP3840723B2 true JP3840723B2 (ja) | 2006-11-01 |
Family
ID=11852825
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP01413997A Expired - Fee Related JP3840723B2 (ja) | 1997-01-28 | 1997-01-28 | 光走査装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3840723B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3196711B2 (ja) * | 1997-11-21 | 2001-08-06 | 富士ゼロックス株式会社 | 光学走査装置 |
JP3416542B2 (ja) * | 1998-11-19 | 2003-06-16 | キヤノン株式会社 | 走査光学系及び画像形成装置 |
JP2000180748A (ja) * | 1998-12-18 | 2000-06-30 | Fuji Xerox Co Ltd | 分割走査装置及び分割走査装置のビーム状態調整方法 |
JP3233117B2 (ja) * | 1998-12-18 | 2001-11-26 | 富士ゼロックス株式会社 | 光学走査装置 |
JP3747668B2 (ja) * | 1998-12-18 | 2006-02-22 | 富士ゼロックス株式会社 | 光走査装置 |
JP2003287701A (ja) * | 1999-11-09 | 2003-10-10 | Canon Inc | 光走査装置及び画像形成装置 |
JP3673709B2 (ja) * | 1999-11-09 | 2005-07-20 | キヤノン株式会社 | 光走査装置及び画像形成装置 |
JP4039611B2 (ja) * | 2002-05-02 | 2008-01-30 | 株式会社リコー | 光走査装置及びそれを備えた画像形成装置 |
-
1997
- 1997-01-28 JP JP01413997A patent/JP3840723B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH10206761A (ja) | 1998-08-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH0727988A (ja) | 光走査装置 | |
US20070064291A1 (en) | Optical scanning apparatus | |
JP5566068B2 (ja) | 光走査装置及びそれを備える画像形成装置 | |
JP3667286B2 (ja) | 光走査装置及び画像形成装置及びカラー画像形成装置 | |
JP3679490B2 (ja) | 光学走査装置 | |
JP3840723B2 (ja) | 光走査装置 | |
JP2004240266A (ja) | 光走査装置及びそれを用いたカラー画像形成装置 | |
JPH09304720A (ja) | 光学走査装置及び光学レンズ | |
JP3197804B2 (ja) | マルチビーム走査装置 | |
JP3367313B2 (ja) | 光学走査装置 | |
JP5019790B2 (ja) | 光走査装置、画像形成装置、光走査方法 | |
JP3514058B2 (ja) | レーザー走査装置 | |
JP2000187171A (ja) | 光ビーム走査装置 | |
US6885485B2 (en) | Multibeam scanning device | |
JP3461993B2 (ja) | 光走査装置 | |
JPS61126528A (ja) | 光走査装置 | |
JPH1020235A (ja) | 光走査装置 | |
JP3755269B2 (ja) | 光学走査装置 | |
JP2003131154A (ja) | 光走査装置、およびそれを用いた画像形成装置 | |
JP3470040B2 (ja) | カラー画像形成装置 | |
JP2982744B2 (ja) | 光走査装置 | |
JP2721619B2 (ja) | 光走査装置・光走査用ホログラムレンズ | |
JPH1020230A (ja) | 光走査装置 | |
JPH10206782A (ja) | 光走査装置 | |
JP3034634B2 (ja) | 光走査装置および光走査装置における走査結像レンズの像面湾曲補正方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060417 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060425 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060619 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060718 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060731 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100818 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100818 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110818 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120818 Year of fee payment: 6 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |