JP4929761B2 - 光走査装置及びこれを使用した画像形成装置 - Google Patents
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Description
さらに、印刷品質の高精細化、印刷幅の拡大、印刷速度の高速化等の要求が高まっており、光学系の結像性能もますます厳しくなってきている。光学系の結像性能は、レンズ、ミラー等の加工、組立精度と、レンズ、ミラーの収差とレーザビームの回折とによって決定される。従って、レンズ、ミラー等の加工精度の向上と共に、それらの組立、調整の向上が求められている。
前記光源が有する複数の出射個所は、ほぼ一直線上に配列されており、当該直線は、前記複数の出射個所から出射された複数の光束が偏向走査される平面に対して傾斜されており、
前記光源と前記光偏向素子との間の光路中に、光源側から順に、前記光源から出射された光束を平行光束とするための結合光学素子、前記光束の偏向走査される平面にほぼ垂直な方向に母線を有し正のパワーを有するシリンドリカルレンズ及び正のパワーを有する球面レンズが配置されており、
前記結合光学素子の後側焦平面に光束の径を制限するための開口が配置されており、
前記シリンドリカルレンズと前記球面レンズは前記光束の偏向走査される平面内においてアフォーカル系をなし、かつ前記開口と前記光偏向素子が前記光束の偏向走査される平面内において共役関係に配置されており、
前記球面レンズの前側焦平面と前記被走査面は前記光束の偏向走査される平面内において共役関係に配置されており、
前記開口の前記光束の偏向走査される平面に垂直な方向の径をδ、前記被走査面に走査結像される光束の回折的直径をD、前記シリンドリカルレンズの母線と前記光束の偏向走査される平面に垂直な方向とのなす角度をγ、前記球面レンズの前側焦平面から被走査面への前記光束の偏向走査される平面内における共役倍率をMtとする時、次の(1)式を満たすことを特徴とする光走査装置としたものである。
本発明による第2の手段としては、前記第1の手段記載の光走査装置において、前記シリンドリカルレンズは母線および光軸に垂直な基準面を有し、当該母線の角度を調節する手段を備えておらず、当該母線の角度を調節することなく、固定された台座に前記基準面を接して取り付けられることを特徴とする光走査装置としたものである。
図8はシリンドリカルレンズ3から被走査面7までの走査平面内の光束について示す。図において、35はシリンドリカルレンズ31の座標軸Y3(+)上を透過した光束のうち図7(A)の38を通過した光線、36はシリンドリカルレンズ32の座標軸Y3(−)上を透過した光束のうち図7(A)の37を通過した光線であり、平面9においての隔離距離はδX9である。平面9と被走査面7は倍率Mtの共役関係になっているので、被走査面7における光束35と光束36の隔離距離δX7は(3)式で与えられる。
被走査面7上における結像光束径が回折的直径Dを上回らないようにすることを考慮し、(2)式および(3)式から(1)式が得られる、ここで回折的直径Dとは、光束の波長をλ、FナンバをFとしたとき、D=(4λ/π)・Fを意味するものである。
以上のことから、倍率Mt及び開口8の直径δを前記(1)式を満足するように選定すれば、シリンドリカルレンズ3の母線が角度γで回転されていても、光束ネジレ量を許容範囲内とすることができ、被走査面上での結像光束径の増大を抑制できることが明らかである。
ここでf0(X,Y)は基本的なトーリック形状を表し、f2(X,Y)は回転非対称な追加関数を表す。光軸との交点を原点としたローカル座標系のXZ平面における断面が次式(5)で表され、XZ平面にあり、X軸に平行で、Z軸に沿って原点からrの距離にある軸について回転対称である。
ここでPlmは定数である。
D/δγ=60×10−3/2.3×0.874×10−2=2.998となり、Mt=2.8よりも大となり、前記(1)式の関係、Mt≦D/δγを満足することが明らかである。従って、シリンドリカルレンズ3の母線の回転角γが0.874×10−2、即ち、0.5度程度であれば、適切に結像が可能となっている。このことから、Mt及びδを適当に選択すれば、シリンドリカルレンズ3が少々回転されて配置されたとしても、光束ネジレ量を許容範囲とすることができ、シリンドリカルレンズ3の回転角の調整が不要となる。それ故、図9に示すように、シリンドリカルレンズ3は、特に、母線30の角度を調節する機構を備えることなく、固定された台座38に、シリンドリカルレンズ3の光軸及び母線30に垂直な基準面37を接して取り付ける簡単な構造を採用することができ、大きなコスト削減を可能とする。
2 コリメータレンズ
3 シリンドリカルレンズ
4 球面レンズ
5 回転多面鏡
6 Fθレンズ
7 被走査面
8 開口
9 球面レンズ4の前側焦平面(シリンドリカルレンズ3の後側焦平面)
10 光学系の中心線
11 光束
12 光束
14 搬送装置
15 転写装置
16 清掃装置
17 定着装置
18 感光体
20 光走査装置
21 光線
22 現像装置
23 印刷用紙
30 母線
31 座標軸Y3(+)におけるシリンドリカルレンズ
32 座標軸Y3(−)におけるシリンドリカルレンズ
33 シリンドリカルレンズ31を透過した光束
34 シリンドリカルレンズ32を透過した光束
35 シリンドリカルレンズ31の座標軸Y3(+)部を透過した光束の最周縁部における光線
36 シリンドリカルレンズ32の座標軸Y3(−)部を透過した光束の最周縁部における光線
Mt 球面レンズの前側焦平面から被走査面への前記光束の偏向走査される平面内における共役倍率
δ 開口の前記光束の偏向走査される平面に垂直な方向の径
D 被走査面に走査結像される光束の回折的直径
γ シリンドリカルレンズの母線と前記光束の偏向走査される平面に垂直な方向とのなす角度
Claims (3)
- 複数の出射個所を有する光源から出射された複数の光束を偏向走査するための光偏向素子、前記偏向走査された複数の光束を被走査面に走査結像させる走査光学素子から構成される光走査装置において、
前記光源が有する複数の出射個所は、ほぼ一直線上に配列されており、当該直線は、前記複数の出射個所から出射された複数の光束が偏向走査される平面に対して傾斜されており、
前記光源と前記光偏向素子との間の光路中に、光源側から順に、前記光源から出射された光束を平行光束とするための結合光学素子、前記光束の偏向走査される平面にほぼ垂直な方向に母線を有し正のパワーを有するシリンドリカルレンズ及び正のパワーを有する球面レンズが配置されており、
前記結合光学素子の後側焦平面に光束の径を制限するための開口が配置されており、
前記シリンドリカルレンズと前記球面レンズは前記光束の偏向走査される平面内においてアフォーカル系をなし、かつ前記開口と前記光偏向素子が前記光束の偏向走査される平面内において共役関係に配置されており、
前記球面レンズの前側焦平面と前記被走査面は前記光束の偏向走査される平面内において共役関係に配置されており、
前記開口の前記光束の偏向走査される平面に垂直な方向の径をδ、前記被走査面に走査結像される光束の回折的直径をD、前記シリンドリカルレンズの母線と前記光束の偏向走査される平面に垂直な方向とのなす角度をγ、前記球面レンズの前側焦平面から被走査面への前記光束の偏向走査される平面内における共役倍率をMtとする時、次の(1)式を満たすことを特徴とする光走査装置。
Mt≦D/δγ ・・・(1) - 請求項1記載の光走査装置において、
前記シリンドリカルレンズは母線および光軸に垂直な基準面を有し、当該母線の角度を調節する手段を備えておらず、当該母線の角度を調節することなく、固定された台座に前記基準面を接して取り付けられることを特徴とする光走査装置。 - 感光体と、その感光体を帯電する帯電装置と、光線の走査により記録されるべき画像情報に対応した静電潜像を前記感光体上に形成する光走査装置と、前記静電潜像にトナーを付着してトナー像を形成する現像装置と、前記トナー像を記録媒体上に転写する転写装置と、転写したトナー像を記録媒体上に定着する定着装置とを備えた画像形成装置において、
前記光走査装置が、請求項1または2記載の光走査装置であることを特徴とする画像形成装置。
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