JP4028693B2 - 光学走査装置および画像形成装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ光源から出射されたレーザビームを結像光学系により副走査方向に収束させて偏向器の反射面に主走査方向に長い線像を形成する光学走査装置およびこの光学走査装置を使用した画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の光学走査系は、レーザ光源と、レーザ光源から出射されたレーザビームを副走査方向に収束させて偏向器の反射面に主走査方向に長い線像を形成する第1結像光学系と、第1結像光学系により収束したレーザビームを感光体上に走査させる偏向器と、レーザビームを感光体に集光させかつ略等速で走査させるための第2結像光学系を備えている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、第1結像光学系を構成する光学素子は、レーザビームを副走査方向のみに収束させる必要があるので、筐体への取り付けの姿勢が感光体上に到達するビームの結像性能に多大な影響を与える。特に第1結像光学系の光軸の回りを中心に回転するような偏心が発生すると、感光体上のビームスポット径が増大し、所望の光学性能が得られなくなる。そこで、第1結像光学系を構成する光学素子を筐体に取り付ける際に偏心を抑える必要がある。
【0004】
また、近年、光学走査系の光学素子にも低コスト、取り扱いの容易性の観点からプラスチックレンズが用いられるようになってきている。従来のガラス材料の光学素子は一般的に研磨により製造され、製法上からも形状に制約が多かったが、素子材料にプラスチックを用いると成形法による製造が容易で素子形状に自由度が増すことになる。
【0005】
本発明は上記の問題点に鑑み、取り付けの偏心が少なく、かつ低コストな光学走査装置および当該光学走査装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、レーザ光源から出射されたレーザビームを結像光学系により副走査方向に収束させて偏向器の反射面に主走査方向に長い線像を形成する光学走査装置において、前記結像光学系を構成する光学素子をプラスチックで形成し、主走査方向に2点で筐体と接して固定され、その接する部分の間隔が、前記光学素子の光学形成部分の長さより長いことを特徴とする。
【0007】
第2の手段は上記目的を達成するために、レーザ光源より出射されたレーザビームを結像光学系により副走査方向に収束させて偏向器の反射面に主走査方向に長い線像を形成する光学走査装置において、前記結像光学系がプラスチックで形成されるとともに、副走査方向に筐体と接して固定され、その接する部分の長さが光学面形成部分の長さより長いことを特徴とする。
【0008】
第3の手段は上記目的を達成するために、レーザ光源から出射されたレーザビームを結像光学系により副走査方向に収束させて偏向器の反射面に主走査方向に長い線像を形成する光学走査装置において、前記結像光学系がプラスチックで形成されるとともに、主走査方向に筐体と2点で接して固定され、その接する部分の間隔が光学面形成部分の長さより長いことを特徴とする。
【0009】
第4の手段は上記目的を達成するために、レーザ光源から出射されたレーザビームを結像光学系により副走査方向に収束させて偏向器の反射面に主走査方向に長い線像を形成する光学走査装置において、前記結像光学系がプラスチックで形成されるとともに、副走査方向に筐体と2点で接して固定され、その接する部分の間隔が光学面形成部分の長さより長いことを特徴とする。
【0010】
第5の手段は上記目的を達成するために、第1ないし第4の手段の光学走査装置と、この光学走査装置によって画像を書き込み、書き込まれた画像を顕像化し、記録紙上に画像を形成する画像形成手段とから画像形成装置を構成したことを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】
<第1の実施形態>
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【0012】
図1は本発明の一実施形態に係る光学走査装置の構成を示す図、図2は図1の第1結像光学系を示す図、図3は図1の第1結像光学系を詳しく示す図、図4は従来の第1結像光学系の偏心を示す図、図5は図3の第1結像光学系の偏心を示す図である。
【0013】
図1において、光学走査装置の結像系は、第1結像光学系と第2結像光学系とからなり、第1結像光学系は、ポリゴンミラーとも称される偏向器5の光照射方向上流側に位置し、第2結像光学系は偏光器5の光照射方向下流側に位置する。第1結像光学系は、レーザ光源1から光照射方向に並ぶカップリングレンズ2およびアパーチャ3と、前記偏向器5との間に位置し、レーザビームを副走査方向に収束させて偏向器5の反射面に、主走査方向に長い線像を形成する。第2光学結像系6は、偏光器5から入射される線状の光ビームをスポット状に変換して感光体の被走査面7に光スポットを形成する。
【0014】
図2(a)は第1結像光学系4の一例として、相対向する面が平面とシリンドリカル面で構成され、このため、主走査方向には集光能力はなく、副走査方向にのみ集光能力を持っている。なお、第1結像光学系4は、偏向器5の反射面に主走査方向に長い線像を形成するものであれば他の面形状での構成も存在し、図2に示す構成の限りではない。いずれの面の構成にしても、筐体への取り付けの姿勢が感光体上に到達するビームの結像性能に多大な影響を与え、特に図2(b)に示すように第1結像光学系4の光軸Oの回りを回転する偏心が発生すると、感光体上のビームスポット径が増大し、所望の光学性能が得られなくなるので、取り付けする際には偏心を抑える必要がある。
【0015】
そこで、第1結像光学系4を構成する光学素子を、図3に示すように筐体に固定する際に主走査方向で筐体と接し、その接する部分の長さX1が光学面形成部分の主走査方向の長さX0より長くなるように形成した。このように形成すると、構造が複雑になることから、プラスチックで成形した。
【0016】
ここで、図4(a)は第1結像光学系4を構成する従来の光学素子を光軸方向から見た概略図で、この例では、筐体10に取り付けるには主走査方向Xの辺で筐体に接するようにして位置決めする。しかしながら、図4(b)に示すように、筐体10側に凹凸があった場合には第1結像光学系4は筐体に密着できず、偏心して取り付けられることになる。
【0017】
これに対し、第1の実施形態では、第1結像光学系4を構成する光学素子はプラスチック製であって、筐体10に固定する際に主走査方向で筐体10と接し、その接する部分の長さX1が光学面形成部分の主走査方向の長さX0より長いので、筐体10に主走査方向の辺で接するようにして位置決めして筐体10側に凹凸があったとき、図4(b)、図5(b)に示す偏心量を比較してわかるように、筐体部10の凹凸量が同じにもかかわらず、偏心量θが小さくなる。それは筐体10と接する部分の長さの違いが正接(tan)の分母の大きさの違い対応していることからも明らかである。
【0018】
したがって、本実施形態によれば、光学的機能を有する部分は従来と同一としても、筐体に取り付ける際の支持部分の長さが従来よりも長くなることから、偏心量を相対的に小さくすることができる。
【0019】
なお、従来例に係る偏心量をθ0、第1実施形態に係る第1結像光学系における偏心量をθ1としたとき、
θ0=tan−1(Y/X0)
θ1=tan−1(Y/X1)
で表され、
θ0>θ1
となる。
【0020】
<第2の実施形態>
図6および図7は第2の実施形態を説明するためのもので、図6(a)は第1結像光学系4を構成する従来の光学素子を光軸方向から見た概略図であり、この例では、筐体10に取り付けるには副走査方向Yの辺で接するようにして位置決めする。しかしながら、図6(b)に示すように、筐体10側に凹凸があった場合に第1結像光学系が偏心して取り付けられる。
【0021】
そこで、第2の実施形態では、図7(a)に示すように第1結像光学系を構成する光学素子をプラスチックから成形し、筐体10に固定する際に副走査方向Yに筐体10と接し、その接する部分の長さY1が光学面形成部分の副走査方向の長さY0より長くなるように設定した。その他、特に説明しない各部は前述の第1の実施形態と同等に構成され、同等に機能する。
【0022】
このように構成された第2の実施形態では、第1結像光学系4を筐体10に取り付けるには、副走査方向の辺で筐体10に接するようにして位置決めする。このため、筐体10側に凹凸があった場合、図6(b)、図7(b)に示す偏心量を比較してわかるように、筐体10の凹凸量が同じにもかかわらず、偏心量θが相対的に小さくなる。
【0023】
なお、従来例に係る偏心量をθ0、第1実施形態に係る第1結像光学系における偏心量をθ1としたとき、
θ0=tan−1(X/Y0)
θ1=tan−1(X/Y1)
で表され、
θ0>θ1
となる。
【0024】
<第3の実施形態>
図8は第3の実施形態を説明するためのもので、第1結像光学系4を構成する従来の光学素子を光軸方向から見た概略図である。この第3の実施形態では、第1結像光学系4を構成する光学素子をプラスチックから成形し、筐体10に固定する際に主走査方向に筐体10と接し、その接する部分が2点Xa、Xbあり、その間隔X1が光学面形成部分の長さX0より長くなるように設定している。このため、図8(b)に示すように、たとえ筐体10側に凹凸が存在しても接する足部分Xa、Xbが凹凸を回避することで偏心を抑えることができる。また、凹凸部分に接したとしても前記第1の実施形態のようにX1を従来よりも長くとることができるので、偏心量は相対的に小さくなる。
【0025】
その他特に説明しない各部は前述の第1の実施形態と同等に構成され、同等に機能する。
【0026】
<第4の実施形態>
図9は第4の実施形態を説明するためのもので、第1結像光学系4を構成する従来の光学素子を光軸方向から見た概略図である。この第4の実施形態では、第1結像光学系4を構成する光学素子をプラスチックから形成し、筐体10に固定する際に副走査方向に筐体10と接し、その接する部分が2点Ya、Ybあり、その間隔Y1が光学面形成部分の長さY0より長くなるように設定している。このため、図9(b)に示すように、たとえ筐体10側に凹凸が存在しても接する足部分Ya、Ybが凹凸を回避することで偏心を抑えることができる。また、凹凸部分に接したとしても前記第2の実施形態のようにY1 を従来より長くすることができるので、偏心量は相対的に小さくなる。
【0027】
その他特に説明しない各部は前述の第1および第2の実施形態と同等に構成され、同等に機能する。
【0028】
図10は本発明の光学走査系を搭載した電子写真方式の画像形成装置を示している。この例では、Bk、Y、C、Mの各レーザ光源のビームは、BkおよびM共通の偏向器5、YおよびC共通の偏向器5により偏向されてBk、Y、C、Mの各感光ドラム(被走査面7に対応)に照射される。そして、感光ドラムに照射されたレーザビームによって各色毎の潜像が形成され、公知の電子写真方式の現像装置によって現像され、搬送ベルト上を搬送される用紙にMCYBkの順に顕像化されたトナー像が転写され、定着装置で定着された後、排紙される。したがって、請求項5にいう画像形成手段は、書き込まれた画像をトナー現像して顕像化し、画像を転写して記録紙上に画像を形成する電子写真方式の公知の各構成要素からなる。
【0029】
【発明の効果】
以上説明したように請求項1および2記載の発明によれば、取り付け偏心量を少なく抑えることが可能となり、良好な光学性能を得ることができる。また、プラスチックによって成形して光学素子を構成するので、量産性に優れ、製造プロセスの簡素化を図ることができ、低コスト化を促進することが可能となる。
【0030】
また、請求項3および4記載の発明によれば、請求項1および2記載の発明の効果に加え、筐体側に凹凸があっても偏心量を少なくすることができる。
【0031】
さらに、請求項5記載の発明によれば、取り付け偏心量を少なく抑えることが可能となり、良好な光学性能を得ることができることから、高品質の画像を低コストで提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る光学走査装置の一実施形態を示す構成図である。
【図2】図1の第1結像光学系の光学特性を示す説明図である。
【図3】図1の第1結像光学系を詳しく示す構成図である。
【図4】従来の第1結像光学系の偏心を示す説明図である。
【図5】図3の第1結像光学系の偏心を示す説明図である。
【図6】他の従来の第1結像光学系の偏心を示す説明図である。
【図7】第2の実施形態の第1結像光学系およびその偏心を示す説明図である。
【図8】第3の実施形態の第1結像光学系およびその偏心を示す説明図である。
【図9】第4の実施形態の第1結像光学系およびその偏心を示す説明図である。
【図10】本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す構成図である。
【符号の説明】
1 光源
4 第1結像光学系
5 偏向器
10 筐体
Claims (2)
- レーザ光源から出射されたレーザビームを結像光学系により副走査方向に収束させて偏向器の反射面に主走査方向に長い線像を形成する光学走査装置において、
前記結像光学系を構成する光学素子をプラスチックで形成し、主走査方向に2点で筐体と接して固定され、
その接する部分の間隔が、前記光学素子の光学形成部分の長さより長いことを特徴とする光学走査装置。 - 請求項1に記載の光学走査装置と、この光学走査装置によって画像を書き込み、書き込まれた画像を顕像化し、記録紙上に画像を形成する画像形成手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。
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JP2001117349A JP4028693B2 (ja) | 2001-04-16 | 2001-04-16 | 光学走査装置および画像形成装置 |
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- 2001-04-16 JP JP2001117349A patent/JP4028693B2/ja not_active Expired - Lifetime
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