JP5034848B2 - 光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
まず、画像形成装置について説明する。図1は、記録用紙Pにフルカラー画像を形成する画像形成装置10の概略構成を示す概略構成図である。
つぎに、光走査装置100について説明する。図2に示すように、本実施形態に係る光走査装置100は、光源として、複数の発光点111を有する面発光レーザ110(面発光型レーザ素子:VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser))が使用されている。なお、面発光レーザ110には、LD駆動部72が接続されており、制御部70から入力されたコントロール信号に基づいて、LD駆動部72が光量や発光タイミング等を制御し、レーザ光Lが出射される。
つぎに、光学部材200について説明する。図4(A)に示すように、光学部材200は、透明樹脂などの透過型光学素子からなり、正六面体(立方体)のブロック状とされている。図4(A)と図4(B)とに示すように、光学部材200は、レーザ光Lの入射側の(入射面200Aの)上辺200Hと反対側の(第一出射面200Bの)下辺200Lとを結ぶ面、傾斜面202(接合面)で分割され、側面が直角三角形の三角柱状の第一ブロック体210と第二ブロック体212とで構成される。
つぎに、測定装置300について説明する。図2、図3に示すように、測定装置300は、測定用レーザ光LC1,LC2の光量を測定する第一光量測定部302と第二光量測定部304とを有している。第一光量測定部302と第二光量測定部304とは、光学部材200にレーザ光Lが入射する方向に並んで配置されている。そして、光学部材200の反射面206における透過部204の副走査方向の一方の外側領域206Aで反射された第一測定用レーザ光LC1が第一光量測定部302に入射する。また、反射面206における透過部204の副走査方向の他方の外側領域206Bで反射された第二測定用レーザ光LC2が第二光量測定部304に入射する。なお、このことから判るように、第一光量測定部302と第二光量測定部304とは、副走査方向に対応する方向に並んで配置されている。
つぎに、制御部70で行なわれる面発光レーザ110の光量制御について説明する。なお、図5等の各図では、ドット密度によって光量を表している。つまり、ドット密度が密なほど光量が大きいことを表している。また、各図の左図(グラフ)はレーザ光の光量分布(ドット密度に対応)を表している。そして、この左図(グラフ)から判るように、面発光レーザ110(の発光点111)から出射されるレーザ光Lは中心部の光量が最も大きく、中心部から離れるに従って光量が減少する。なお、光量測定部の一例としてはPINフォトダイオード等を挙げられる。
つぎに、制御部70が行なう面発光レーザ110の光量制御について、図8の表を用いて詳しく説明する。なお、表の上から順番に説明するが、各説明と対応する備考欄の記号を記載する。
面発光レーザ110(光源)から出射されるレーザ光Lの光量が基準光量から変動なく、入射光の副走査方向の位置変動もない場合、第一光量測定部302の測定光量と第二光量測定部304の測定光量も変動しない。この場合、露光用レーザ光LAの光量も変動しないので、設定値との差もないので、面発光レーザ110の光量は補正されない(光量を補正する制御信号は発信されない)。
レーザ光Lの光学部材200への入射位置が基準位置よりも上方(副走査方向の一方側)に変動すると、第一測定用レーザ光LC1の光量が増加し、第二測定用レーザ光LC2の光量が減少する(図7を参照)。すなわち、第一光量測定部302が測定する測定光量が増加し、第二光量測定部304が測定する測定光量が減少する。このように第一光量測定部302の測定光量と第二光量測定部304の測定光量のバランスがくずれたことにより、レーザ光Lの光学部材200への入射位置が基準位置から変動したことが判る。
図示は省略するが、レーザ光Lの光学部材200への入射位置が下方(副走査方向の他方側)に変動すると、第一測定用レーザ光LC1の光量が減少し、第二測定用レーザ光LC2の光量が増加する。なお、光学部材200に入射するレーザ光Lの光量には変動がないので、第一光量測定部302が測定する測定光量と第二光量測定部304が測定する測定光量との平均値には変動がない。
図6に示すように、光学部材200への入射位置に変動がない状態(基準位置に入射する場合)で、面発光レーザ110から出射されるレーザ光Lの光量が増加すると、第一測定用レーザ光LC1の光量と第二測定用レーザ光LC2の光量の両方が略同じ光量、増加する。すなわち、第一光量測定部302の測定光量と第二光量測定部304の測定光量とのバランスが維持されつつ、平均値が増加する。
出射されるレーザ光Lの光量が増加すると共に、レーザ光Lの光学部材200への入射位置が上方に変動すると、第一測定用レーザ光LC1の光量は、レーザ光Lの光量が増加した分と入射位置が変動して増加する分の両方分、増加する。
出射されるレーザ光Lの光量が増加すると共に、レーザ光Lの光学部材200への入射位置が下方に変動すると、第一測定用レーザ光LC1の光量は、レーザ光Lの光量が増加した分と、入射位置が変動して減少する減少分の差分となる。第二測定用レーザ光LC2の光量はレーザ光Lの光量が増加した分と入射位置が変動して増加する分の両方分、増加する。
光学部材200への入射位置に変動がない状態(基準位置に入射する場合)で、レーザ光Lの光量が減少すると、第一測定用レーザ光LC1の光量と第二測定用レーザ光LC2の光量の両方が略同じ光量、減少する。すなわち、第一光量測定部302の測定光量と第二光量測定部304の測定光量とのバランスが維持されつつ、平均値が減少する。
レーザ光Lの光量が減少すると共に、レーザ光Lの光学部材200への入射位置が上方に変動すると、第一測定用レーザ光LC1の光量は、レーザ光Lの光量が減少した分と入射位置が変動して増加する分の差分となる。
出射されるレーザ光Lの光量が減少すると共に、レーザ光Lの光学部材200への入射位置が下方に変動すると、第一測定用レーザ光LC1の光量は、レーザ光Lの光量が減少した分と入射位置が変動して減少した減少分の両方分、となる。
つぎに、制御方法の一例を、図9のフローチャートを用いて説明する。なお、本制御例においては、基準入射位置の場合(図5、図8の表[A−1])は、第一測定用レーザ光LC1の光量と第二測定用レーザ光LC2の光量は略同じとされ、第一光量測定部302の測定光量と第二光量測定部304の測定光量も略同じとされている。また、この状態における第一光量測定部302の測定光量を「A」とし、第二光量測定部304の測定光量を「B」とする。
つぎに、第一光量測定部302の測定光量Aと第二光量測定部304の測定光量Bと、副走査方向の入射位置の変動と、の関係のデータの一例を、図10のグラフを用いて説明する。
つぎに、光学部材200のバリエーションについて説明する。なお、いずれのバリエーションにおいても、光学部材は透明樹脂などの透過型光学素子からなる。
図11と図12とに示すように、バリエーション1の光学部材600は、側面が直角三角形の三角柱状とされている(上部が頂点)。また、面発光レーザ110側が垂直面610とされ、垂直面610と反対側が傾斜面612とされる。なお、傾斜面は45°傾斜されている。また、垂直面610と傾斜面612とに開口された断面長方形状の透過孔604が形成されている。また傾斜面612における透過孔604以外の領域に、アルミ(Al)、金(Au)、銀(Ag)等が蒸着されることによって反射面602が形成される。
図13(A)〜図13(C)に示すように、バリエーション2の光学部材650は、バリエーション1と略同様の構成であるが、垂直面610A,610Bと底面614A,614Bとが階段状に構成されている点が異なっている。
図14と図15とに示すように、バリエーション3の光学部材700は、側面が直角三角形の三角柱状とされている(上部が頂点)。また、レーザ光Lの入射側の入射面は、45°に傾斜した傾斜面710とされ、反対側が垂直の垂直面712とされている。また、傾斜面710と垂直面712とに開口された断面長方形状の透過孔704が形成されている。また、傾斜面710のおける透過孔704以外の領域が屈折面714とされ、光ビームを屈折させて入射方向と異なる方向に出射する機能を有する(光学部材700は、透過孔704を除く全体がプリズムとされる)。本バリエーションでは導光部の一例として屈折面を用いた。
つぎに測定装置300の他の構成例について説明する。
上記実施形態においては、光量を測定する第一光量測定部302と第二光量測定部304とを二つ副走査方向(に対応する方向に)並べて配置することで、光量と位置変動とを測定したが、3つ以上の光量測定部を並べる構成でもあってよい。
なお、本発明は上記実施形態に限定されない。
例えば、上記実施形態においては、光源として面発光レーザを用いていたがこれに限定されない。例えば、端面発光レーザであってもよい。
12 感光体ドラム(像保持体)
70 制御部(制御手段)
100 光走査装置
110 面発光レーザ
150 偏向装置
200 光学部材
202 傾斜面
204 透過部
206 反射面
206A 一方の外側領域
206B 他方の外側領域
250 凸レンズ部(集光レンズ)
252 凸レンズ部(集光レンズ)
300 測定装置(受光手段)
302 第一光量測定部(第一の光量測定部)
304 第二光量測定部(第二の光量測定部)
311 光位置センサ
600 光学部材
602 反射面
604 透過孔(透過部)
612 傾斜面
650 光学部材
660 凸レンズ部(集光レンズ)
661 凸レンズ部(集光レンズ)
662 凸レンズ部(集光レンズ)
700 光学部材
704 透過孔(透過部)
714 屈折面(導光部)
L レーザ光(光ビーム)
LA 露光用レーザ光(露光用光ビーム)
LC1 第一測定用レーザ光(第一測定用光ビーム)
LC2 第二測定用レーザ光(第二測定用光ビーム)
Claims (6)
- 光ビームを出射する光源と、
前記光源から出射した光ビームが入射し、入射した光ビームを透過して断面形状を整形し露光用光ビームとして出射する透過部と、前記透過部外に入射した光ビームを反射又は屈折させ測定用光ビームとして前記露光用光ビームの出射方向とは異なる方向に出射する導光部と、を有する光学部材と、
前記光学部材から出射した前記露光用光ビームを像保持体上の主走査方向に偏向させ、像保持体上を走査露光させる偏向装置と、
前記光学部材から出射した前記測定用光ビームを受光し、前記測定用ビームの光量を測定すると共に前記光ビームの前記光学部材への入射位置の変動を検出する受光手段と、
前記受光手段によって得られる前記測定用光ビームの光量の測定結果と前記光ビームの入射位置の変動の検出結果とに応じて、前記光源が出射する光ビームの光量を制御する制御手段と、
を備え、
前記光学部材は、光ビームを透過する透過型光学素子からなり、
前記導光部は、光ビームの入射方向に対して交差した傾斜面における前記透過部外の領域に形成された屈折面であることを特徴とする光走査装置。 - 前記導光部は、前記透過部の副走査方向の一方の外側領域と他方の外側領域に入射した光ビームを反射又は屈折させ、前記測定用光ビームとして出射することを特徴とする請求項1に記載の光走査装置。
- 前記受光手段には、
前記一方の外側領域に入射した光ビームが反射又は屈折されて出射された第一測定用光ビームの光量を測定する第一の光量測定部と、
前記他方の外側領域に入射した光ビームが反射又は屈折されて出射された第二測定用光ビームの光量を測定する第二の光量測定部と、
が設けられ、
前記第一の光量測定部と前記第二の光量測定部が測定したそれぞれの光量に応じて、前記光ビームの前記光学部材への副走査方向の入射位置の変動を検出することを特徴とする請求項2に記載の光走査装置。 - 前記受光手段が入射位置変動を検出した場合に、前記制御手段は前記光源が出射する光ビームの光量を増やすことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の光走査装置。
- 前記光学部材は、出射される前記測定用光ビームを前記受光手段の受光部へ集光させる集光レンズを有していることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の光走査装置。
- 請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の光走査装置を有し、
前記光走査装置から出射された前記露光用光ビームによって像保持体上に静電潜像が形成されることを特徴とする画像形成装置。
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