JP4761919B2 - 走査光学装置 - Google Patents
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Description
前記走査光学装置では,前記ビーム光を走査光に変換するためにポリゴンミラー等の偏光器が用いられる。光源からのビーム光は前記偏光器の表面上で収束され,またレンズ(いわゆるfθレンズ)により前記像担持体(以下,感光体ドラム)上で再び収束される。つまり,前記ビーム光は前記偏光器の表面と前記感光体ドラムとに関して共役にされ,これにより前記偏光器の面倒れが補正される。尚,以下では,前記偏光器による前記ビーム光の走査方向を主走査方向と呼び,その主走査方向と前記ビーム光の進行方向とに直交する方向を副走査方向という。
ところで,近年では,前記像担持体上で前記ビーム光を収束させるレンズとして,例えば特許文献1に記載のように,単一のビーム光の光路上に複数のレンズ(走査レンズ,補正レンズ等)が配置され用いられる。
例えば,一般に,レンズに入射するビーム光の広がりが小さい(つまり,出来るだけ前記レンズの中心付近に前記ビーム光を入射させる)ほうが,球面収差を小さく抑えることが可能である。従って,複数のレンズを用いた場合は,その複数のレンズを用いて前記ビーム光を段階的に収束させる方法を採用することが可能となり,単一のレンズで前記ビーム光を収束させる場合よりも,前記感光体ドラム上における収束時の球面収差を小さく抑えることが可能である。これにより,前記感光体ドラム上における前記ビーム光が高密度化され,前記静電潜像の書込速度を上昇させることが可能となる。
図1に示されるプリンタBは,トナー像を形成し,印刷用紙に印字を行う印字部α1,前記印刷用紙を前記印字部α1に供給する給紙部α2,印字の行われた前記印刷用紙を排紙する排紙部α3を有する。不図示の外部入力インターフェースを通じて,前記プリンタBに接続された外部機器(典型的にはパーソナルコンピュータ)から印字要求を表す所定の印字要求信号及び画像情報を表す画像情報信号が入力される。不図示の画像処理制御装置により,該画像情報信号に基づいて前記画像情報が読み取られ,ブラック(BK),マゼンダ(M),イエロー(Y),シアン(C)の4色各々に対する濃淡値情報に変換される。
前記画像処理制御装置は,前記濃淡値情報に基づいて,ブラック(BK),マゼンダ(M),イエロー(Y),シアン(C)の4色に対応した感光体ドラム1(ブラック用感光体ドラム1BK,マゼンダ用感光体ドラム1M,イエロー用感光体ドラム1Y,シアン用感光体ドラム1C)各々に光を照射する4つの光源2(図7参照,ブラック用光源2BK,マゼンダ用光源2M,イエロー用光源2Y,シアン用光源2C)を制御し,ビームを照射させる。
前記ビームは,詳しくは後述するような複数の偏向ミラー3,偏光器4,各種のレンズ5,6等を有する走査光学装置X2により,上述の各感光体ドラム1に誘導され,これにより,前記感光体ドラム1各々の表面には静電潜像が形成される。
また,前記感光体ドラム1各々に対応する現像装置7(ブラック用現像装置7BK,マゼンダ用現像装置7M,イエロー用現像装置7Y,シアン用現像装置7C)に設けられた現像ローラ上のトナーが,前記感光体ドラム1各々の面上に引き寄せられ,前記静電潜像は前記トナーにより,前記感光体ドラム1各々と前記現像ローラ各々との電位ギャップ(現像バイアス)に応じてトナー像として顕像化される。
前記給紙部α2からの前記印刷用紙は,搬送ローラ9aにより搬送される。また,印刷用紙は前記レジストローラ9bにおいて適宜の期間待機状態にされる。これにより,前記印刷用紙が前記中間ベルト8と二次転写ローラ9cとのニップ部に到達するタイミングが調節される。一方,前記感光体ドラム1各々上で形成された前記トナー像は,前記中間転写ベルト8に転写され,その中間転写ベルト8の駆動により,前記中間ベルト8と二次転写ローラ9cとのニップ部を通過する前記印刷用紙に転写される。そして,前記トナー像が転写された前記印刷用紙は前記定着装置10に搬送され,例えば熱ローラ等により前記印刷用紙に定着される。前記トナー像が定着された前記印刷用紙は,前記排紙部α3に搬送され,排紙される。
図7は前記走査光学装置X2の概略構成図である。以下,図1及び図7を参照しつつ,従来例に係る前記走査光学装置X2について説明する。尚,上述のように前記走査光学装置X2はタンデム式のプリンタBに対応したものであり,4つの感光体ドラム1(1BK,1M,1Y,1C)各々に対してビーム光を導く合計4つの光路が形成されたものである。しかし,図7においては,簡単のために仮想的に4つの光路のうち,1つの光路のみを示すものとする。
前記走査光学装置X2は,上述の4色各々に対応する光源2(前記ブラック用光源2BK,前記マゼンダ用光源2M,前記イエロー用光源2Y及び前記シアン用光源2C),前記4色各々に対応するコリメータレンズ13(ブラック用コリメータレンズ13BK,マゼンダ用コリメータレンズ13M,イエロー用コリメータレンズ13Y,シアン用コリメータレンズ13C),アパーチャ14,シリンドリカルレンズ15,偏光器4,前記4色に共通の走査レンズ5,前記4色各々に対応する補正レンズ6(ブラック用補正レンズ6BK,マゼンダ用補正レンズ6M,イエロー用補正レンズ6Y,シアン用補正レンズ6C)などを有している。前記走査光学装置X2は,前記4色各々に対応する1又は複数の偏向ミラー(前記ブラック用の偏向ミラー3BK1,前記マゼンダ用の偏向ミラー3M1,3M2,3M3,前記イエロー用の偏向ミラー3Y1,3Y2,及び前記シアン用の偏向ミラー3C1,3C2)等も有するものではあるが,図7には示されていない。
図8は本発明の一実施形態に係る走査光学装置X1の副走査方向に沿う断面図,詳しくは図7に示される前記ビーム光の走査範囲の二等分線S2−S2に沿う断面図である。
図8に示される如く,前記偏光器4若しくはその付近で収束して反射された前記ビーム光は前記走査レンズ5に入射し,その出射後には進行に伴って前記副走査方向に光束が縮小するように,前記走査レンズ5により屈折される。また,前記ビーム光は縮小しつつ各色に対応する前記補正レンズ6各々に入射する。前記補正レンズ6は,前記副走査方向の断面形状が,一定の曲率を有する球面形状のレンズである。前記補正レンズ6の屈折作用により前記感光体ドラム1各々の表面で収束される。このように収束する前記ビーム光が前記感光体ドラム1各々の表面を走査することにより,前記感光体ドラム1各々には静電潜像が書き込まれる。
しかしながら,上述の従来例の構成では,以下のような問題点がある。
周知のように,前記偏光器4と前記感光体ドラム1との間の副走査倍率β(前記偏光器4上の画像の大きさと前記感光体ドラム1上の画像の大きさとの比)は,前記偏光器4から前記感光体ドラム1上における前記ビーム光の走査位置までの距離Tと,前記偏光器4から前記ビーム光が縮小を開始する縮小開始点までの距離L3との比に依存する。具体的には,一般的にTに対してL3が小さいほど,前記副走査倍率βは大きくなる。尚,図7の場合は,距離L3は前記偏光器4から前記走査レンズ5までの距離L2に等しい。
前記副走査倍率βが大きくなると,以下のような問題点が生じる。即ち,図8に示される如く,前記偏光器4上において前記ビーム光の入射位置が,A1点からB1点へとΔXだけ変位したとする。このような前記偏光器4に対する前記ビーム光の前記入射位置の変位に伴って,前記ビーム光の感光体ドラム1に対する前記入射位置にもΔSだけ変位が生じる。そのような変位量ΔXとΔSとの関係は,以下の(1)式で表される。
ΔS=|β|・ΔX … (1)
つまり,前記副走査倍率βは前記ビーム光の変位の拡大率であり,前記副走査倍率βが大きいと,前記感光体ドラム1上における前記ビーム光の副走査方向への変位が大きくなってしまう。これにより,前記ビーム光の前記感光体ドラム1上における走査経路を直線状に保つことが困難となり(いわゆる,像面湾曲が大きくなる),画像形成装置において形成される画像の品質を保つことができない。
図9に,前記走査光学装置X2の前記主走査方向における断面を,前記走査レンズ5が前記偏光器4に近い場合(a)と前記偏光器4から遠い場合(b)との2通りについて示す。
図9(a)に示されるように,前記走査レンズ5が前記偏光器4に近い場合には,前記偏光器4により走査される前記ビーム光の走査範囲が前記主走査方向に拡大されないうちに,前記走査レンズ5が前記ビーム光を偏向させるため,前記走査レンズ5は前記主走査方向に短いものを使用することができる。同様に,前記補正レンズ6も前記主走査方向に短いものを使用することができる。
一方,図9(b)のように,前記走査レンズ5が前記偏光器4から離れた場合,前記主走査方向に大きく拡大された前記ビーム光の走査範囲に亘る長い前記走査レンズ5を用いる必要がある。従って,前記副走査倍率βを小さくするために前記走査レンズ5を前記偏光器4より遠ざけると,前記走査レンズ5は前記主走査方向に長尺化する。尚,通常は前記走査レンズ5よりも前記補正レンズ6のほうが前記主走査方向に長くなるため,前記走査レンズ5の長尺化は前記補正レンズ6の長尺化と同義であり,結局,走査光学装置全体のサイズ増大を招くことになる。
このように,従来例では, 前記副走査倍率βを小さく保つこと(像面湾曲の低減)と,走査光学装置のサイズ小型化とを両立することは不可能であった。
従って,本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり,その目的とするところは,前記副走査倍率βを小さく保つことが可能であり,かつレンズの長尺化を招かずに装置サイズを小さく保つことが可能な走査光学装置を提供することにある。
尚,前記ビーム光を前記副走査方向に拡大すると,前記走査面上において球面収差を抑えることが困難となる。しかし,前記ビーム光の光軸に対して面偏心した,即ちレンズ軸が変位(所謂,シフト)しているか,若しくは前記光軸に対してレンズ軸が傾いて(所謂,チルト)して形成された前記面偏心レンズを用いることにより,前記拡大レンズでの拡大により悪化する球面収差を小さく抑えることが可能であり,前記ビーム光を前記像担持体上において高密度化することができる。
ここで,前記面偏心レンズとして,前記ビーム光の入射面及び前記出射面の曲率が略一定になるよう形成された球面形状を有する,球面形状の面偏心レンズを用いるのが,製造上簡単である。
悪化した前記球面収差を抑えるためには,本発明のようにレンズを面偏心させる方法の代わりに,非球面のレンズを用いることも当然考えられるが,一般に非球面レンズは製造するのが困難である。一方,本発明のように,レンズを面偏心させる方法は,たとえ該レンズが球面形状であっても,製造段階で裏表両面を独立に形成できること,また,チルト量とシフト量とを独立に定められることから,前記非球面レンズと比較して光学設計上の自由度が極端に低いわけではなく,前記面偏心レンズを用いても球面収差を十分に抑えることが可能である場合が多い。もちろん,製造は前記非球面レンズに較べて,球面形状の前記面偏心レンズの方が遙かに簡単である。
以上,本発明の要点は,前記拡大レンズによって前記副走査方向に前記ビーム光を拡大することにより,前記第2のレンズ系を前記走査手段の近くに配置して各レンズの短尺化及び装置の小型化を達成しつつも副走査倍率βを小さく抑え,前記拡大レンズよりも下流側のレンズに,前記ビーム光に対して面偏心した面偏心レンズを用いることで,前記ビーム光の拡大により悪化した球面収差を小さく抑えて前記ビーム光の高密度化を図ることにある。
一方,前記ビーム光は前記偏光器若しくはその近傍で収束しており,前記偏光器から径を拡大させつつ前記拡大レンズに侵入する。従って,このように径が拡大中の前記ビーム光を縮小に転じさせるほどの強い正の屈折力でなければ,前記拡大レンズを通過後の前記ビーム光の径は拡大するので,必ずしも拡大レンズの屈折力は負でなければならないというわけでもない。
更に,前記ビーム光の光軸上における前記偏光器(前記ビーム光走査手段)と前記面偏心レンズの前記ビーム光の出射面との距離をL1とし,前記偏光器と前記走査面との距離をTとすると,以下の式(2)が満たされる場合に,十分に装置の小型化が達成され,尚かつ前記副走査倍率βを小さく保つことが可能である。
0.25≦L1/T≦0.5 …(2)
尚,このような条件が満たされる範囲内では,高品質な前記静電潜像の書き込みのために必要であると思われる,|β|≦2という条件が満たされる。また,球面収差を小さく抑えることができる。
尚,本発明は,各々が前記ビーム光を出射する複数の光源を用いたマルチビーム対応の走査光学装置であってもよい。
尚,前記ビーム光を前記副走査方向に拡大すると,前記走査面上において球面収差を抑えることが困難となる。しかし,前記ビーム光の光軸に対してレンズ軸が変位(所謂,シフト)しているか,若しくは前記光軸に対してレンズ軸が傾いて(所謂,チルト)して形成された(即ち,面偏心した)前記面偏心レンズを用いることにより,前記拡大レンズでの拡大により悪化する球面収差を小さく抑えることが可能であり,前記ビーム光を前記像担持体上において高密度化することができる。
ここに,図1は本発明の一実施形態に係る走査光学装置を具備する画像形成装置の概略構成図,図2は本発明の一実施形態に係る走査光学装置の主走査方向に沿う断面図,図3は本発明の一実施形態に係る走査光学装置の副走査方向に沿う断面図,図4は本発明の一実施形態に係る走査光学装置によるビーム光の収束効果を説明するグラフ,図5は走査レンズの屈折力とビーム光の径変化との関係を説明する概念図,図6は仮想的な偏光器の変位を説明する概念図,図7は従来例に係る走査光学装置の主走査方向に沿う断面図,図8は従来例に係る走査光学装置の副走査方向に沿う断面図,図9は偏光器からの距離に対するレンズの長さの変化を説明する概念図,図10は本発明により装置の小型化が達成される理由を説明する概念図,図11はチルト及びシフトの定義を説明する概念図である。
前記プリンタAの特徴点は,本発明の一実施形態に係る走査光学装置X1を具備する点であり,それ以外の部分については特に本発明とは関係がないので,ここでは説明を省略する。
前記走査光学装置X1はタンデム式の前記プリンタAに対応したものであり,即ち4つの感光体ドラム1各々に対してビーム光を導く光路が形成されている。しかし,ここでは簡単のために仮想的に4つの光路のうち,1つの光路のみを図2に示すものとする。
前記走査光学装置X1は,上述の4色各々に対応する光源2(前記ブラック用光源2BK,前記マゼンダ用光源2M,前記イエロー用光源2Y及び前記シアン用光源2C),前記4色各々に対応するコリメータレンズ13(ブラック用コリメータレンズ13BK,マゼンダ用コリメータレンズ13M,イエロー用コリメータレンズ13Y,シアン用コリメータレンズ13C),アパーチャ14,シリンドリカルレンズ15,偏光器4(ビーム光走査手段の一例),前記4色に共通の走査レンズ16(拡大レンズの一例),前記4色各々に対応する補正レンズ17(ブラック用補正レンズ17BK,マゼンダ用補正レンズ17M,イエロー用補正レンズ17Y,シアン用補正レンズ17C,面偏心レンズの一例)等を有している。
前記走査光学装置X2は,前記4色各々に対応する1又は複数の偏向ミラー(前記ブラック用の偏向ミラー3BK1,前記マゼンダ用の偏向ミラー3M1,3M2,3M3,前記イエロー用の偏向ミラー3Y1,3Y2,及び前記シアン用の偏向ミラー3C1,3C2)等も有するものではあるが,図2には示されていない。
ここで,本発明により装置の小型化という効果が達成される理由を説明する概念図を図10に示す。詳しくは,図10は,従来例に係る走査光学装置X2における前記偏光器4の付近の主走査断面と,本発明の一実施形態に係る走査光学装置X1における前記偏光器4の付近の主走査断面とを,同縮尺で同一図内に示すものである。以下,図10を参照しつつ,本発明の一実施形態に係る走査光学装置X1により装置の小型化という効果が達成される理由について説明する。
上述のように,前記偏光器4と前記感光体ドラム1との間の副走査倍率βは,前記偏光器4と前記感光体ドラム1との間の距離Tと,前記偏光器4と前記ビーム光の光束が副走査方向に縮小を開始する縮小開始点との間の距離であるL3との比に依存し,より具体的には前記Tに占める前記L3の割合が大きいほど,前記副走査倍率βは小さくなる。
前記走査光学装置X2では,前記ビーム光の光束の縮小開始点が,前記偏光器4側に配置された前記走査レンズ5の位置に定められていた。一方,前記走査光学装置X1では,後に詳述する理由から,前記ビーム光の光束の縮小開始点は,前記走査レンズ16の位置にはなく。前記感光体ドラム1側に配置された前記補正レンズ17の位置に定められている。そこで,図10に示されるように,前記補正レンズ17を,前記走査光学装置X2における前記走査レンズ5の位置に配置した場合でも,前記走査光学装置X1では前記走査光学装置X2と同様の副走査倍率βを得ることが出来る。
即ち,前記走査レンズ16と前記補正レンズ17とを前記偏光器4の近くに配置可能であるから,前記走査レンズ16と前記補正レンズ17は大きく広がりきっていない前記ビーム光の走査範囲に亘って設ければ良く,図10に示されるように,明らかに前記走査光学装置X1で用いられる前記走査レンズ16と前記補正レンズ17との方が,従来例の走査光学装置X2で用いられている前記走査レンズ5と前記補正レンズ6とよりも,前記主走査方向に短いものを用いることが可能である。このようなレンズの短尺化は,前記走査光学装置X1の小型化に大きく寄与するものである。
図3に示されるように,前記偏光器4により前記主走査方向に走査される前記ビーム光の光束を,前記偏光器4側の前記走査レンズ16と,前記感光体ドラム1側の前記補正レンズ17とで前記感光体ドラム1の表面(走査面)において前記副走査方向に収束させる。前記走査レンズ16と前記補正レンズ17とが前記第2のレンズ系の一例である。
ここで,前記偏光器4の表面では,前記シリンドリカルレンズ15(図2参照)により一旦前記ビーム光の光束が収束しており,前記偏光器4からの前記ビーム光はその進行方向に伴って径を拡大しつつ前記走査レンズ16に入射する。
従来例では,走査レンズ5が強い正の屈折率を有しており,径を拡大しつつ前記走査レンズ5に入射した前記ビーム光は,前記走査レンズ5の屈折作用により,前記走査レンズ5からの出射時には縮小しつつ進行する光となっていた。一方,本発明の一実施形態に係る走査光学装置X1の有する前記走査レンズ16は負の屈折力を有しており,図3に示されるように,径を拡大しつつ入射する前記ビーム光を,更に前記副走査方向に拡大する。前記走査レンズ16が拡大レンズの一例である。
従来例において,前記ビーム光の光束の縮小開始点は,前記偏光器4の側に配置された走査レンズ5の位置に定められていた。一方,本発明の一実施形態に係る走査光学装置X1のように,前記走査レンズ16により前記副走査方向に前記ビーム光の光束を拡大することで,前記ビーム光の光束の縮小開始点は,前記走査レンズ16ではなく,前記補正レンズ17の位置により定められる。従って,前記偏光器4と前記縮小開始点との間の距離であるL3は,従来例のように前記偏光器4から前記走査レンズ16までの距離L2とはならず,前記偏光器4から前記補正レンズ17までの距離L1’となる。従って,前記偏光器4と前記感光体ドラム1との間の距離Tに対する,前記偏光器4と前記縮小開始点との間の距離であるL3の割合が大きくなる。これに伴って副走査倍率βは小さくなる。
そこで,前記走査光学装置X1では,悪化した球面収差を抑えることが可能なように,従来例の補正レンズ6に替えて,図3に示されるように,レンズ軸a1(レンズの中心を通りかつ該レンズの面に直交する軸)が前記ビーム光の光軸a2に対して前記副走査方向に変位(以下,シフトという)しており,かつ前記レンズ軸a1が前記光軸a2に対して傾く(以下,チルトという)ように,即ち面偏心するように形成された補正レンズ17が用いられる。
尚,前記補正レンズ17(面偏心レンズ)の前記副走査方向の断面は,前記ビーム光の入射面及び出射面が一定の曲率を有する球面形状のものである。しかし,そのような球面形状であっても,前記ビーム光の光軸a2に対して面偏心するような形状に製造することで,従来例のように面偏心していない前記補正レンズ6を用いる場合に較べて,遙かに球面収差を抑える効果が高くなる。前記補正レンズ17が面偏心レンズの一例である。
図11(a)のように,前記補正レンズ17の面のうち前記レンズ軸a1と交差する点がレンズの原点Oであるとする。この場合,図11(b)のように,前記レンズの原点Oと前記光軸a2との距離が前記シフト量SIである。また,前記レンズ軸a1と前記光軸a2とのなす角度が前記チルト量TIである。従って,前記シフト量SIは距離の単位をもち,前記チルト量TIは角度の単位を持つ。
通常,このような前記シフト量SI及び前記チルト量TIは,前記ビーム光の入射面及び出射面に対して各々独立に定義される。つまり,前記面偏心レンズは,その断面形状を球面形状に限定したとしても,前記入射面のシフト量SI及びチルト量TI,前記出射面のシフト量SI及びチルト量TIという合計4つの独立なパラメータを有している。これらのパラメータを適切に設定して製造された前記補正レンズ17を用いることで,前記走査レンズ16により悪化した球面収差を抑制することができる。
但し,以下の表1に示される面番号1〜4は,前記走査レンズ16の前記ビーム光が入射する側の面(以下,面1)及び出射する側の面(以下,面2),前記補正レンズ17の前記ビーム光が入射する側の面(以下,面3)及び出射する側の面(以下,面4)に,それぞれ対応するものとする。また,面間隔番号1〜5は,前記偏光器4による前記ビーム光の反射面と前記面1,前記面1と前記面2,前記面2と前記面3,前記面3と前記面4,前記面4と前記感光体ドラム1BK,1M,1Y,1C上の走査面との間に,それぞれ対応する。
また,図4(a)〜(d)に示される破線の円は,感光体ドラム1上において前記ビーム光の十分な密度を得るための,前記ビーム光の到達点の境界を示すものである。つまり,前記ビーム光が破線の円内に収束する状態は,概ね望ましい前記ビーム光の密度が得られている状態を表す。
一方,図4(b)のように,面偏心している補正レンズ17に替えて,従来例で用いられている球面形状の補正レンズ6を用いた場合,前記ビーム光は前記感光体ドラム1で十分に絞りこまれているとは言い難く,即ち球面収差を抑え切れていないことが理解できる。
尚,表1及び表2に従って前記走査光学装置X1を構成すると,前記副走査倍率βは−1となる。また,表1に従う場合,後述するパラメータのL1/Tは0.4である。
0.25≦L1/T≦0.5 …(3)
L1/Tの上限である0.5は,前記走査光学装置X1を十分に小型化するための境界を表す。
L1/Tの下限である0.25は,画像品質を高く保つための限界である。詳しくは,L1/Tが0.25よりも小さい場合,走査レンズ16を通過後の前記ビーム光が前記副走査方向に拡がりすぎるため,面偏心した前記補正レンズ17を用いても,球面収差を抑えきることができない。あるいは,前記補正レンズ17の形状が,製造が困難なレンズ形状となってしまう。
同様に,以下の表5は,L1/Tがその下限である0.25である場合の,前記走査光学装置X1の光学特性を特定する各種の定数を表す表である。また,以下の表6は,L1/T=0.25が満たされる場合の,前記補正レンズ17の面偏心量を特定する各種の定数を示す表である。
図4(c)に示されるように,L1/Tが0.25を下回る場合,面偏心した前記補正レンズ17を用いたにも拘わらず,前記ビーム光が前記感光体ドラム1上で絞り込まれていないことが理解できる。また,図4(d)に示されるように,L1/T=0.2のときは,前記ビーム光の絞り込み範囲が,上述した破線の円の領域から散逸してしまう寸前の臨界的な状態であり,画像品質を満たすための限界点である。
尚,表3及び表4に従って前記走査光学装置X1を構成した場合,並びに表5及び表6に従って前記走査光学装置X1を構成した場合には,前記副走査倍率βは−2となる。
このように,装置の小型化,副走査倍率βの低減,球面収差の低減のためには,L1/Tを0.25〜0.5の範囲に定めることが望ましいと考えられる。
また,従来例と比較して同一の副走査倍率βを得る場合であっても,前記走査レンズ16及び前記補正レンズ17を比較的前記偏光器4の側に設けることが可能となる。これにより,図2に示されるように,前記偏光器4により前記主走査方向に走査光する前記ビーム光を,前記主走査方向の走査範囲が広がりきらないうちに前記走査レンズ16及び前記補正レンズ17に入射させることが可能となり,前記走査レンズ16及び前記補正レンズ17の前記主走査方向への長尺化を防止することができる。
尚,前記ビーム光を前記副走査方向に拡大すると,前記走査面上において球面収差を抑えることが困難となる。しかし,上述のように,前記ビーム光の光軸a2に対して前記補正レンズ17を面偏心させておくことで,拡大されて悪化した球面収差を小さく抑えることが可能であり,前記ビーム光を前記感光体ドラム上において高密度化することができる。
尚,前記走査レンズ16の屈折力を,前記ビーム光の光束が前記副走査方向への収束に転じない程度の小さな正の値に定めておくことにより,以下のような現象が生じる。即ち,図6に示されるように,前記ビーム光が前記走査レンズ16によって屈折されることで,前記ビーム光の前記走査レンズ16に対する出射位置である偏光器4の位置が,実際の位置から,その実際の位置よりも前記走査レンズ16から離間した仮想的な位置へとシフトする。これにより,前記偏光器4と前記走査レンズ16(及び前記補正レンズ17)との距離を遠く定めたときと同様の光学特性が得られ,具体的には,前記副走査倍率βを低減することができる。
また,上述の実施形態では,前記走査レンズ16,前記補正レンズ17が単体のレンズからなるものであったが,本発明はこれに限られるものではない。即ち,各々が複数のレンズにより構成されており,それら複数のレンズにより上述したような前記走査レンズ16,前記補正レンズ17の機能を達成するものであってもよい。
B…従来例に係る走査光学装置X2を具備するプリンタ
X1…本発明の一実施形態に係る走査光学装置
X2…従来例に係る走査光学装置
1…感光体ドラム
2…光源
3…偏向ミラー
4…偏光器
5…走査レンズ(従来例)
6…補正レンズ(従来例)
7…現像装置
8…中間転写ベルト
9a…搬送ローラ
9b…レジストローラ
9c…二次転写ローラ
10…定着装置
11…給紙カセット
12…給紙ローラ
13…コリメータレンズ
14…アパーチャ
15…シリンドリカルレンズ
16…走査レンズ(拡大レンズ)
17…補正レンズ(面偏心レンズ)
Claims (4)
- ビーム光を出射する所定の光源から出射された前記ビーム光を収束させる第1のレンズ系と,
該第1のレンズ系による前記ビーム光の収束点若しくはその近傍おいて前記ビーム光を反射させつつ前記ビーム光を所定の走査面上で走査させるビーム光走査手段と,
前記ビーム光走査手段により走査される前記ビーム光を,前記走査面上で前記ビーム光の進行方向及び前記ビーム光が走査する主走査方向に交差する副走査方向に収束させる第2のレンズ系と,
を具備する走査光学装置であって,
前記第2のレンズ系が,
前記ビーム光走査手段の側に配置されるレンズであって,前記ビーム光が前記副走査方向への収束に転じない程度の小さな正の値の屈折力で前記ビーム光を前記副走査方向に発散させる拡大レンズと,
前記走査面の側に配置され,前記ビーム光の入射面及び出射面側の軸が前記拡大レンズから出たビーム光を前記走査面上で前記副走査方向に収束させるように前記ビーム光の光軸に対して傾いて及び/若しくは変位して形成された面偏心レンズと,
を具備することを特徴とする走査光学装置。 - 前記面偏心レンズが,前記ビーム光の入射面及び前記出射面の曲率が前記副走査方向に対して略一定になるよう形成された球面形状を有するものである請求項1に記載の走査光学装置。
- 前記ビーム光の光軸上における前記ビーム光走査手段と前記面偏心レンズの前記ビーム光の出射面との距離をL1とし,前記ビーム光走査手段と前記走査面との距離をTとすると,
0.25≦L1/T≦0.5
が満たされてなる請求項1又は2のいずれかに記載の走査光学装置。 - 各々が前記ビーム光を出射する複数の光源を更に具備する請求項1〜3のいずれかに記載の走査光学装置。
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