JP5093075B2 - Optical scanning apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、光走査装置及びこれを備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to an optical scanning device and an image forming apparatus including the same.
特許文献1には、4つの感光体に夫々光ビームを照射して各感光体上に静電潜像を形成させる光走査装置が記載されている。
詳細には、この光走査装置には、4つの光源が設けられおり、この4つの光源から出射された光ビームを回転多面鏡で偏向走査し、8つの平面ミラーで折り返されることで感光体上に光ビームが照射されるようになっている。
本発明の目的は、光走査装置を軽量化することである。 An object of the present invention is to reduce the weight of an optical scanning device.
本発明の請求項1に係る光走査装置は、光ビームを出射する複数の光源と、複数の反射面を備え、回転して前記光源から出射された光ビームを反射して被走査面の主走査方向に走査させる回転多面鏡と、前記回転多面鏡の反射面によって反射した複数の光ビームが共通透過すると共に、前記反射面で反射して等角度走査された光ビームを光ビーム毎に設けられた被走査面上で等速走査させる樹脂製の光学手段と、前記光学手段を透過した複数の光ビームの光路を複数に分離する分離手段と、前記分離手段によって分離した光ビームを夫々反射させ、各被走査面上に光ビームを結像させる複数の曲面反射素子と、を備え、前記光学手段は、前記回転多面鏡の反射面によって反射された光ビームが入射する第1レンズ部材と、前記第1レンズ部材を透過した光ビームが入射する第2レンズ部材で構成され、光ビームが入射する前記第1レンズ部材の第1入射面と前記第1入射面から入射した光ビームが出射する前記第1レンズ部材の第1出射面は、アナモフィック非球面で構成され、前記第1レンズ部材を透過した光ビームが入射する前記第2レンズ部材の第2入射面と前記第2入射面に入射した光ビームが出射する前記第2レンズ部材の第2出射面は、アナモフィック非球面で構成され、前記第1レンズ部材の前記第1入射面と前記第1出射面及び前記第2レンズ部材の第2入射面と第2出射面の被走査面の副走査方向における前記第1レンズ部材及び前記第2レンズ部材の近軸の曲率が、マイナス曲率であって、
第1入射面の曲率半径<第1出射面の曲率半径、
第2入射面の曲率半径<第2出射面の曲率半径、の関係が満たされ、
前記第1レンズ部材及び前記第2レンズ部材は、副走査方向において光ビーム間の相対的な角度を小さくさせ、前記光源から出射されて透過した複数の光ビームを、透過した後も互いに離れる方向に進ませることを特徴とする。
本発明の請求項2に係る光走査装置は、請求項1に記載において、光ビームの光路上において前記光学手段と前記分離手段との間には、複数の光ビームを略同一の方向へ折り返す折り返し部材が設けられることを特徴とする。
本発明の請求項3に係る画像形成装置は、請求項1又は2に記載の光走査装置と、前記光走査装置から出射した光ビームが結像走査する被走査面を備えた像保持体と、を備えたことを特徴とする。
An optical scanning device according to a first aspect of the present invention includes a plurality of light sources that emit a light beam and a plurality of reflection surfaces, and reflects the light beam emitted from the light source by rotating to reflect the main surface of the surface to be scanned. A rotating polygon mirror that scans in the scanning direction and a plurality of light beams reflected by the reflecting surface of the rotating polygon mirror are transmitted in common, and a light beam that is reflected by the reflecting surface and scanned at an equal angle is provided for each light beam. A resinous optical means for scanning at a constant speed on the surface to be scanned, a separating means for separating the optical paths of a plurality of light beams transmitted through the optical means, and a light beam separated by the separating means, respectively. A plurality of curved reflecting elements that form a light beam on each scanned surface, and the optical means includes a first lens member on which the light beam reflected by the reflecting surface of the rotary polygon mirror is incident; The first lens member The first lens member is composed of a second lens member on which the transmitted light beam is incident, and the first lens member on which the light beam is incident and the first lens member on which the light beam incident from the first incident surface is emitted. The first exit surface is formed of an anamorphic aspheric surface, and the light beam incident on the second entrance surface and the second entrance surface of the second lens member on which the light beam transmitted through the first lens member enters is emitted. The second exit surface of the second lens member is formed of an anamorphic aspheric surface, and the first entrance surface, the first exit surface of the first lens member, the second entrance surface of the second lens member, and the second. The paraxial curvature of the first lens member and the second lens member in the sub-scanning direction of the scanned surface of the exit surface is a negative curvature,
Radius of curvature of the first entrance surface <curvature radius of the first exit surface,
The relationship of the radius of curvature of the second entrance surface <the radius of curvature of the second exit surface is satisfied,
The first lens member and the second lens member are configured to reduce a relative angle between light beams in the sub-scanning direction, and to separate a plurality of light beams emitted and transmitted from the light source after being transmitted. It is characterized by going to.
According to a second aspect of the present invention, there is provided the optical scanning device according to the first aspect, wherein a plurality of light beams are folded back in substantially the same direction between the optical means and the separating means on the optical path of the light beam. A folding member is provided.
According to a third aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus comprising: the optical scanning device according to the first or second aspect; and an image holding body including a scanned surface on which an optical beam emitted from the optical scanning device performs image scanning. , Provided.
本発明の第1実施形態に係る光走査装置の一例が採用された画像形成装置を図1から図9に従って説明する。 An image forming apparatus employing an example of an optical scanning device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
(全体構成)
図9に示されるように、画像形成装置10には、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の4つのプロセスカートリッジ13Y、13M、13C、13Kが、水平方向に一定の間隔をおいて並列的に配置されている。なお、YMCKを区別する必要がある場合は、符号の後に、Y、M、C、Kのいずれかを付して説明し、YMCKを区別する必要がない場合は、YMCKを省略する。
(overall structure)
As shown in FIG. 9, the
これらの4つのプロセスカートリッジ13Y、13M、13C、13Kは、すべて同様に構成されており、所定の速度で回転駆動される感光体16と、この感光体16の表面を一様に帯電する帯電ロール44(図8参照)と、感光体16の表面を清掃するクリーニング装置18とから構成される。プロセスカートリッジ13は、一体的にユニット化されており、画像形成装置10の本体10Aから個別的に交換可能に構成されている。
These four
また、プロセスカートリッジ13の下方に配置される光走査装置36は、感光体16の表面に所定の色に対応した画像を露光して静電潜像を形成する。なお、光走査装置36に関しては詳細を後述する。
Further, the
図8に示されるように、感光体16表面に形成された静電潜像は、現像器17に備えられた現像ロール17Aによってそれぞれイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色のトナー画像として現像される。
As shown in FIG. 8, the electrostatic latent image formed on the surface of the
また、図9に示されるように、感光体16の表面に形成された各色のトナー画像は、各プロセスカートリッジ13の上方に配置された転写ユニット22の中間転写ベルト25の表面に、4つの一次転写ロール26Y、26M、26C、26Kによって順次に転写される。これらの一次転写ロール26Y、26M、26C、26Kは、各プロセスカートリッジ13Y、13M、13C、13Kの感光体16に対応した中間転写ベルト25の裏面側に配置されている。
Further, as shown in FIG. 9, the toner images of the respective colors formed on the surface of the
さらに、中間転写ベルト25は、ドライブロール27とテンションロール24とバックアップロール28との間に一定のテンションで掛けまわされており、図示しないモータによって回転駆動されるドライブロール27により、矢印方向に所定の速度で循環駆動されるようになっている。
Further, the
また、中間転写ベルト25表面に転写されたイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色のトナー画像はフルカラーとなり、バックアップロール28に圧接する二次転写ロール29によって、記録媒体としてのシート材Pに転写され、これらの各色のトナー画像が転写されたシート材Pは、上方に配置される定着器31へ搬送される。なお、二次転写ロール29は、バックアップロール28の側方に圧接しており、下方から上方に搬送されるシート材Pに各色のトナー画像を二次転写するようになっている。その後、トナー画像が転写されたシート材Pは、定着器31によって定着された後、排出ロール32によって本体10Aの上部に設けられた排出トレイ33に排出される。
Further, the yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) toner images transferred to the surface of the
シート材Pは、本体10Aの内部に配設された給紙装置34から所定のサイズのものがナジャーロール35及び分離搬送用のフィードロール30により1枚ずつ分離された状態で用紙搬送路37を介して、レジストロール38まで搬送され、停止される。給紙装置34から給紙されたシート材Pは、所定のタイミングで回転するレジストロール38によって中間転写ベルト25の二次転写位置へ送出される。
The sheet material P is a
なお、シート材Pの両面に画像を形成させる場合には、片面に画像が定着されたシート材Pを、排出ロール32によって排出トレイ33にそのまま排出せずに、図示しない切替ゲートによって搬送方向を切り替え、用紙搬送用のロール39を介して両面用搬送ユニット40へと搬送する。この両面用搬送ユニット40では、搬送経路41に沿って設けられた図示しない搬送用のロール対により、シート材Pの表裏が反転された状態で、再度レジストロール38へと搬送され、シート材Pの裏面に画像が転写・定着された後、排出トレイ33に排出される。
When images are formed on both sides of the sheet material P, the sheet material P on which the image is fixed on one side is not discharged as it is to the
一方、トナー画像の転写工程が終了した後の感光体16の表面は、図8に示すクリーニング装置18によって残留トナーや紙粉等が除去されて、次の画像形成プロセスに備える。クリーニング装置18には、クリーニングブレード42が備えられており、これによって感光体16表面の残留トナーや紙粉等を除去するようになっている。また、トナー画像の転写工程が終了した後の中間転写ベルト25の表面は、図9に示すクリーニング装置43によって残留トナー等が除去される。クリーニング装置43には、残留トナー等を除去するクリーニングブラシ43A及びクリーニングブレード43Bが備えられている。
On the other hand, residual toner, paper dust, and the like are removed from the surface of the
(要部)
次に光走査装置36について詳細に説明する。
(Main part)
Next, the
図1に示されるように、光走査装置36は、4本の感光体16Y、16M、16C、16Kにそれぞれ光ビームLY、LM、LC、LKを照射して感光体16上に静電潜像を形成する。
As shown in FIG. 1, the
図2に示されるように、光走査装置36には、4個の光源50が設けられており、光源50Y、光源50M、光源50C、光源50Kは、イエロー色の光ビームLY、マゼンタ色の光ビームLM、シアン色の光ビームLC、ブラック色の光ビームLKを発光する。なお、以下では、各色毎に設けられた部材については、符号の末尾に各々の色を示すアルファベット(Y/M/C/K)を付与して示すが、特に色を区別せずに説明する場合は、この符号末尾のアルファベットを省略して説明する。また、図2中には図中左右両側にそれぞれ光ビームLY、LM、LC、LKの記載があるが、右側が走査開始側画像端、左側が走査終了側画像端時の光ビームLY、LM、LC、LKである。尚、幅方向に3本線に見えているが外側線が光ビーム幅を表しており、中側線が主光線を表している。
As shown in FIG. 2, the
さらに、光走査装置36には、複数(本実施形態で6個)の反射面52Aを備え、駆動モータによって回転して光源50から射出された光ビームLを反射して感光体16上の主走査方向に走査させる回転多面鏡としてのポリゴンミラー52が設けられている。
Further, the
また、光源50からポリゴンミラー52に至るまでの光路中には、夫々の光源50に対応するようにコリメータレンズ54が設けられている。そして、このコリメータレンズ54は、光源50から出射された光ビームLを平行光とするようになっている。
A collimator lens 54 is provided in the optical path from the
さらに、4個のコリメータレンズ54の光路下流には、コリメータレンズ54を透過した平行光を、不図示の開口部を通過後、夫々略直角方向に向けて反射する第1平面ミラー56Y、56M、56C、56Kが設けられている。なお、各光源50は、副走査方向(図2に示す奥行方向)に距離を空けて設けられており、各光ビームLY、LM、LC、LKは、干渉しないようになっている。なお、不図示の開口部は、ビーム整形手段でありその副走査方向幅はLY、LM、LKにおいて1.2mm、LCにおいて1.4mmである。
Further, on the downstream side of the optical paths of the four collimator lenses 54, first plane mirrors 56Y, 56M for reflecting parallel light transmitted through the collimator lenses 54 in directions substantially perpendicular to each other after passing through an opening (not shown), 56C and 56K are provided. Each
また、第1平面ミラー56の光路下流には、副走査方向において光ビームLを収束してポリゴンミラー52の反射面52Aに導くシリンダレンズ57が1個設けられている。さらに、シリンダレンズ57とポリゴンミラー52の間には、シリンダレンズ57を透過した光ビームLをポリゴンミラー52に向けて反射する第2平面ミラー58が設けられている。シリンダレンズ57は、波長785nmにおいて屈折率1.511080の光学ガラスで入射側が曲率半径76.662mmの凸R面、出射側が平面で厚さ5mmである。シリンダレンズ57出射側からポリゴンミラー52までの距離は145.4mmである。
Further, one
そして、第2平面ミラー58によってポリゴンミラー52に導かれた光ビームLY、LM、LC、LKは、回転駆動するポリゴンミラー52に副走査方向において斜めに入射(斜入射)し、ポリゴンミラー52によって所定の速度で走査させるようになっている。斜入射角は、LY、LKが4.558°、LM、LCが1.468°となり、各ビームとも反射面52A高さ中心位置に入射する。
The light beams LY, LM, LC, and LK guided to the
図1に示されるように、ポリゴンミラー52の光路下流には、反射面52Aで反射した4本の光ビームLがそのまま透過する板ガラス製の透過部材59が設けられ、ポリゴンミラー52が回転することで生じる熱が、透過部材59より光路下流に流れるのを抑制している。
As shown in FIG. 1, on the downstream side of the optical path of the
さらに、透過部材59の光路下流には、反射面52Aで反射した4本の光ビームLが入射する第1入射面60Aと4本の光ビームが出射する第1出射面60Bを備えた第1レンズ部材としての第1fθレンズ60が設けられている。
Further, a
また、第1fθレンズ60の光路下流には、第1fθレンズ60を透過した4本の光ビームLが入射する第2入射面62Aと4本の光ビームが出射する第2出射面62Bを備えた第2レンズ部材としての第2fθレンズ62が設けられている。なお、第1入射面60A、第1出射面60B、第2入射面62A及び第2出射面62Bの面形状については詳細を後述する。
Further, on the downstream side of the optical path of the
そして、第2fθレンズ62の光路下流には、4本の光ビームLY、LM、LC、LKが反射する第3平面ミラー64が設けられ、第3平面ミラー64の光路下流には、2本の光ビームLY、LMを反射する第4平面ミラー66と2本の光ビームLC、LKを反射する第5平面ミラー68が設けられている。
The
また、第4平面ミラー66の光路下流には、光ビームLMを反射する第6平面ミラー70が設けられ、第5平面ミラー68の光路下流には、光ビームLCを反射させる第7平面ミラー72が設けられている。
A
さらに、第4平面ミラー66の光路下流には、第4平面ミラー66によって反射して折り返された光ビームLYを感光体16Yに向けて反射し、感光体16Y上に光ビームLYを結像させるガラス製のシリンドリカルミラー80Yが設けられている。
Further, on the downstream side of the optical path of the
また、第6平面ミラー70の光路下流には、第6平面ミラー70によって反射して折り返された光ビームLMを感光体16Mに向けて反射し、感光体16M上に光ビームLMを結像させるガラス製のシリンドリカルミラー80Mが設けられている。
Further, on the downstream side of the optical path of the
さらに、第7平面ミラー72の光路下流には、第7平面ミラー72によって反射して折り返された光ビームLCを感光体16Cに向けて反射し、感光体16C上に光ビームLCを結像させるガラス製のシリンドリカルミラー80Cが設けられている。
Further, on the downstream side of the optical path of the
また、第5平面ミラー68の光路下流には、第5平面ミラー68によって反射して折り返された光ビームLKを感光体16Kに向けて反射し、感光体16K上に光ビームLKを結像させるガラス製のシリンドリカルミラー80Kが設けられている。
Further, on the downstream side of the optical path of the
このように、曲面Rが形成されたシリンドリカルミラー80を採用することで、平面ミラーを少なくすることができる構成となっている。また、シリンドリカルミラー80をガラス製とすることで、線膨張係数が小さくなり、シリンドリカルミラーの温度特性(例えばフォーカス深度性能)が向上するようになっている。なお、各シリンドリカルミラー80Y、80M、80C、80Kの面形状については詳細を後述する。 By adopting the cylindrical mirror 80 having the curved surface R as described above, the number of plane mirrors can be reduced. Further, by making the cylindrical mirror 80 made of glass, the linear expansion coefficient is reduced, and the temperature characteristics (for example, focus depth performance) of the cylindrical mirror are improved. Details of the surface shapes of the cylindrical mirrors 80Y, 80M, 80C, and 80K will be described later.
一方、光源50Kから発光する光ビームLKの端部には、光ビームLKの1ビームである同期光LSが設けられており、この同期光LSは、第5平面ミラー68によって反射後、SOSミラー90によって画像領域外に配置されたSOSセンサ92に向けて出射される構成となっている。また、SOSセンサ92のSOSミラー90の間には、SOSレンズ94が設けられており、同期光LSは、SOSレンズ94によってSOSセンサ92に集光される構成となっている。そして、SOSセンサ92に集光された同期光LSの検出タイミングに基づいて図示しない制御部が感光体16への画像書き込みタイミングを制御する構成となっている。
On the other hand, the end of the light beam LK emitted from the light source 50K is provided with a synchronizing light LS that is one beam of the light beam LK. The synchronizing light LS is reflected by the
次に、図3に示される第1fθレンズ60の第1入射面60A及び第1出射面60B及び第2fθレンズ62の第2入射面62A及び第2出射面62Bについて説明する。
Next, the
第1fθレンズ60はポリオレフィン系樹脂で成形され、第1fθレンズ60の屈折率は1.538232とされている。さらに、第1fθレンズ60の光学面範囲は、11×72mmとされ、第1fθレンズ60の中心厚さは、7.5mmとされている。また、第1fθレンズ60の第1入射面60Aはアナモフィック非球面とされており、の第1入射面60Aの面形状は、
CUX X曲率 −3.142350E−02
X曲率半径 −3.182332E+01
CUY Y曲率 −2.316063E−02
Y曲率半径 −4.317671E+01
KY Yコーニック定数 −9.636016E+00
AR 回転対称の4次係数 1.801438E−06
BR 回転対称の6次係数 7.418266E−07
CR 回転対称の8次係数 1.573881E−10
DR 回転対称の10次係数 5.387575E−15
KX Xコーニック定数 1.747152E+01
AP 回転非対称の4次係数 3.137927E−01
BP 回転非対称の6次係数 −1.040577E+00
CP 回転非対称の8次係数 −1.189176E+00
DP 回転非対称の10次係数 −9.308370E−01
として副走査方向座標をx、主走査方向座標をyとすると、
The
CUX X curvature-3.142350E-02
X radius of curvature -3.182332E + 01
CUY Y curvature -2.316063E-02
Y curvature radius -4.331771E + 01
KY Y-conic constant -9.636016E + 00
AR 4th order coefficient of rotational symmetry 1.801438E-06
BR 6th order coefficient of rotational symmetry 7.418266E-07
CR 8th order coefficient of rotational symmetry 1.573881E-10
DR 10th order coefficient of rotational symmetry 5.387575E-15
KX X conic constant 1.747152E + 01
AP rotationally asymmetric fourth order coefficient 3.137927E-01
BP 6th order rotationally asymmetric coefficient -1.040577E + 00
CP rotationally asymmetric 8th order coefficient −1.1189176E + 00
DP 10th order coefficient of rotational asymmetric −9.308370E-01
Assuming that the sub-scanning direction coordinate is x and the main scanning direction coordinate is y,
なる式で記述される。 It is described by the following formula.
また、第1fθレンズ60の第1出射面60Bはアナモフィック非球面とされており、第1出射面60Bの面形状は、
CUX X曲率 −3.571406E−02
X曲率半径 −2.800018E+01
CUY Y曲率 −1.730603E−02
Y曲率半径 −5.778333E+01
KY Yコーニック定数 −1.626479E+00
AR 回転対称の4次係数 2.515334E−05
BR 回転対称の6次係数 1.737267E−13
CR 回転対称の8次係数 5.969757E−14
DR 回転対称の10次係数 −4.289673E−14
KX Xコーニック定数 8.358856E+00
AP 回転非対称の4次係数 −6.697999E−01
BP 回転非対称の6次係数 1.266576E+01
CP 回転非対称の8次係数 −2.222165E+00
DP 回転非対称の10次係数 −1.248030E+00
として副走査方向座標をx、主走査方向座標をyとすると、
The first emission surface 60B of the
CUX X curvature -3.571406E-02
X curvature radius -2.800018E + 01
CUY Y curvature -1.730603E-02
Y curvature radius -5.777833E + 01
KY Y-conic constant -1.626479E + 00
AR 4th order coefficient of rotational symmetry 2.515334E-05
BR 6th order coefficient of rotational symmetry 1.737267E-13
CR 8th order coefficient of rotational symmetry 5.969757E-14
DR 10th order coefficient of rotational symmetry -4.289673E-14
KX X conic constant 8.358856E + 00
AP rotationally asymmetric fourth order coefficient −6.697999E-01
BP 6th order coefficient of rotational asymmetric 1.266576E + 01
CP rotationally asymmetric 8th order coefficient -2.2222165E + 00
DP 10th order coefficient of rotational asymmetry -1.248030E + 00
Assuming that the sub-scanning direction coordinate is x and the main scanning direction coordinate is y,
なる式で記述される。 It is described by the following formula.
つまり、副走査方向における第1fθレンズ60の近軸の第1入射面60Aと第1出射面60Bがマイナス曲率であって、
第1入射面60Aの曲率半径<第1出射面60Bの曲率半径
の関係が満たされるようになっており、隣接する光ビームLとの距離を維持した状態で、副走査方向における光ビームを収束させる構成となっている。
That is, the paraxial
The relationship of the radius of curvature of the
また、第2fθレンズ62はポリオレフィン系樹脂で成形され、第2fθレンズ63の屈折率は1.538232とされている。さらに、第2fθレンズ62の光学面範囲は、13×112mmとされ、第2fθレンズ62の中心厚さは、12mmとされている。また、第2fθレンズ62の第2入射面62Aはアナモフィック非球面とされており、の第2入射面62Aの面形状は、
CUX X曲率 −1.517917E−02
X曲率半径 −6.587976E+01
CUY Y曲率 2.764335E−02
Y曲率半径 3.617507E+01
KY Yコーニック定数 −5.667780E+00
AR 回転対称の4次係数 −1.628579E−08
BR 回転対称の6次係数 1.509943E−10
CR 回転対称の8次係数 3.736799E−17
DR 回転対称の10次係数 −2.327089E−17
KX Xコーニック定数 4.152058E+01
AP 回転非対称の4次係数 7.152984E+00
BP 回転非対称の6次係数 −1.660209E+00
CP 回転非対称の8次係数 3.992737E+00
DP 回転非対称の10次係数 −1.577818E+00
として副走査方向座標をx、主走査方向座標をyとすると、
The
CUX X curvature -1.517917E-02
X curvature radius -6.587776E + 01
CUY Y curvature 2.76335E-02
Y curvature radius 3.617507E + 01
KY Y-conic constant -5.666780E + 00
AR 4th order coefficient of rotational symmetry -1.628579E-08
BR 6th order coefficient of rotational symmetry 1.50943E-10
CR 8th order coefficient of rotational symmetry 3.736799E-17
DR 10th order coefficient of rotational symmetry -2.327089E-17
KX X conic constant 4.152058E + 01
AP rotationally asymmetric fourth-order coefficient 7.152984E + 00
BP 6th order coefficient of rotational asymmetric -1.660209E + 00
CP rotationally asymmetric 8th order coefficient 3.99737E + 00
DP 10th order coefficient of rotational asymmetric -1.577818E + 00
Assuming that the sub-scanning direction coordinate is x and the main scanning direction coordinate is y,
なる式で記述される。 It is described by the following formula.
また、第2fθレンズ62の第2出射面62Bはアナモフィック非球面とされており、の第2出射面62Bの面形状は、
CUX X曲率 −2.328641E−02
X曲率半径 −4.294351E+01
CUY Y曲率 1.779684E−02
Y曲率半径 5.618974E+01
KY Yコーニック定数 −8.788611E+00
AR 回転対称の4次係数 −6.297002E−08
BR 回転対称の6次係数 1.004796E−09
CR 回転対称の8次係数 4.728069E−12
DR 回転対称の10次係数 4.094364E−12
KX Xコーニック定数 1.057156E+01
AP 回転非対称の4次係数 3.474053E+00
BP 回転非対称の6次係数 −7.324482E−01
CP 回転非対称の8次係数 −1.058170E+00
DP 回転非対称の10次係数 −1.006366E+00
として副走査方向座標をx、主走査方向座標をyとすると、
The
CUX X curvature -2.328641E-02
X curvature radius -4.294351E + 01
CUY Y Curvature 1.777684E-02
Y curvature radius 5.618974E + 01
KY Y-conic constant -8.788611E + 00
AR 4th order coefficient of rotational symmetry -6.297002E-08
BR 6th order coefficient of rotational symmetry 1.004796E-09
CR 8th order coefficient of rotational symmetry 4.728069E-12
DR 10th order coefficient of rotational symmetry 4.094364E-12
KX X conic constant 1.057156E + 01
AP rotationally asymmetric fourth order coefficient 3.474053E + 00
BP 6th order rotationally asymmetric coefficient -7.3324482E-01
CP rotationally asymmetric 8th order coefficient -1.058170E + 00
DP 10th order coefficient of rotational asymmetric -1.006366E + 00
Assuming that the sub-scanning direction coordinate is x and the main scanning direction coordinate is y,
なる式で記述される。 It is described by the following formula.
つまり、副走査方向における第2fθレンズ62の近軸の第2入射面62Aと第2出射面62Bがマイナス曲率であって、
第2入射面62Aの曲率半径<第2出射面62Bの曲率半径
の関係が満たされるようになっており、隣接する光ビームLとの距離を維持した状態で、副走査方向における光ビームを収束させる構成となっている。
That is, the paraxial
The relationship of the radius of curvature of the
次に、図1に示されるシリンドリカルミラー80Y、80M、80C、80Kについて説明する。 Next, the cylindrical mirrors 80Y, 80M, 80C, and 80K shown in FIG. 1 will be described.
各シリンドリカルミラー80の光学面範囲は10mm×297mmとされ、中心厚さは9mmとされている。 The optical surface range of each cylindrical mirror 80 is 10 mm × 297 mm, and the center thickness is 9 mm.
また、レイアウトの関係上、シリンドリカルミラー80Y、80M、80Kについては、反射面から各感光体16の被走査面までの距離は70mmとされており、シリンドリカルミラー80Cについては、反射面から感光体16の被走査面までの距離は80mmとされている。
For the cylindrical mirrors 80Y, 80M, and 80K, the distance from the reflecting surface to the scanned surface of each photoconductor 16 is set to 70 mm in terms of layout, and for the
さらに、シリンドリカルミラー80Yの曲面RはR179.40mm、シリンドリカルミラー80Mの曲面RはR130.50mm、シリンドリカルミラー80Cの曲面RはR164.36mm、シリンドリカルミラー80Kの曲面RはR146.24mmとされている。
Further, the curved surface R of the
そして、シリンドリカルミラー80Yについては、光ビームLYがレンズの中心線に対して1.2mm、シリンドリカルミラー80Kについては、光ビームLKがレンズの中心線に対して0.8mmシフト入射するようにシリンドリカルミラー80Y、80Kの配置位置が決められている。
For the
次に、第1実施形態の光学系全体の緒言について説明する。光源波長は785nm、温度20℃においてシステム焦点距離は243.51mm、感光体上に露光する画像範囲は297mmである。走査光軸において反射面52Aから第1入射面60Aの距離は39mm、第1入射面60Aから第1出射面60Bの距離は7.5mm、第1出射面60Bから第2入射面62Aの距離は6mm、第2入射面62Aから第2出射面62Bの距離は12mmである。ポリゴンミラー60への入射光軸と出射光軸がなす角は60度且つ走査開始側からの入射である。
Next, an introduction of the entire optical system according to the first embodiment will be described. The light source wavelength is 785 nm, the system focal length is 243.51 mm at a temperature of 20 ° C., and the image range exposed on the photoreceptor is 297 mm. In the scanning optical axis, the distance from the reflecting
(作用)
次に、前述した光走査装置36を用いて結像特性を評価したため、この結果について説明する。
(Function)
Next, since the imaging characteristics were evaluated using the
図4には、本実施形態に係る光走査装置36を用いて、感光体16の被走査面の主走査方向位置における副走査方向の走査線の書き出し位置(以下、リードレジ)を評価したグラフが記載されている。図4の横軸は感光体16の被走査面における主走査方向の位置を示し、縦軸は副走査方向の位置を示す。
FIG. 4 is a graph in which the scanning position of the scanning line in the main scanning direction on the surface to be scanned of the photosensitive member 16 (hereinafter referred to as a read register) is evaluated using the
図4に示すグラフから分るように、副走査方向におけるイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)のずれ量が±0.03mm以下となっているため、実用上問題ないことが分る。また、色間差(CRG:MAX−MIN)については、0.056mm以下となっており、色間差(CRG)についても実用上問題ないことが分る。 As can be seen from the graph shown in FIG. 4, the amount of deviation of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) in the sub-scanning direction is ± 0.03 mm or less. It turns out that there is no problem. Further, the color difference (CRG: MAX-MIN) is 0.056 mm or less, and it can be understood that there is no practical problem with respect to the color difference (CRG).
また、図5には、倍率(直線性)、つまり光ビームLが等速運動をしていると過程した場合を0としたときの主走査方向における光ビームLY、LM、LC、LKの位置ずれを評価したグラフが記載されている。図5の横軸は感光体16の被走査面における主走査方向の位置を示し、縦軸は位置ずれ量を示す。
FIG. 5 shows the positions of the light beams LY, LM, LC, and LK in the main scanning direction when the magnification (linearity), that is, the case where the light beam L is in constant velocity motion is set to zero. A graph evaluating the deviation is described. The horizontal axis in FIG. 5 indicates the position in the main scanning direction on the surface to be scanned of the
図5に示すグラフから分るように、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)のずれ量が±0.1mm以下となっているため、実用上問題ないことが分る。また、色間差(CRG:MAX−MIN)については、0.014mm以下となっており、色間差(CRG)についても実用上問題ないのが分る。 As can be seen from the graph shown in FIG. 5, there is no practical problem because the deviation amount of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) is ± 0.1 mm or less. I understand. The intercolor difference (CRG: MAX-MIN) is 0.014 mm or less, and it can be seen that there is no practical problem with respect to the intercolor difference (CRG).
また、図6には、本実施形態に係る光走査装置36を用いて、感光体16の被走査面の主走査方向位置における主走査方向フォーカス深度を評価したグラフが記載されている。図6の横軸は感光体16の被走査面における主走査方向の位置を示し、縦軸は主走査方向フォーカス深度を示す。
FIG. 6 shows a graph in which the focus depth in the main scanning direction at the position in the main scanning direction of the surface to be scanned of the
図6に示すグラフから分るように、主走査方向フォーカス深度のバラツキは、レンジ(MAX−MIN)2mm以下となっているため、実用上問題ないことが分る。 As can be seen from the graph shown in FIG. 6, the variation in the focus depth in the main scanning direction is less than the range (MAX-MIN) of 2 mm.
さらに、図7には、本実施形態に係る光走査装置36を用いて、感光体16の被走査面の主走査方向位置における副走査方向フォーカス深度を評価したグラフが記載されている。図7の横軸は感光体16の被走査面における主走査方向の位置を示し、縦軸は副走査方向フォーカス深度を示す。
Further, FIG. 7 shows a graph in which the depth of focus in the sub-scanning direction at the position in the main scanning direction of the surface to be scanned of the
図7に示すグラフから分るように、副走査方向フォーカス深度のバラツキは、レンジ(MAX−MIN)5mm以下となっているため、実用上問題ないことが分る。 As can be seen from the graph shown in FIG. 7, the variation in the focus depth in the sub-scanning direction is 5 mm or less in the range (MAX-MIN).
次ぎに、本発明の第2実施形態に係る光走査装置の一例が採用された画像形成装置を図10に従って説明する。 Next, an image forming apparatus employing an example of an optical scanning device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図10に示されるように、本実施形態では、第1実施形態と違いfθレンズ100は1個とされている。
As shown in FIG. 10, in this embodiment, unlike the first embodiment, the number of
また、fθレンズ100はポリオレフィン系樹脂で成形され、fθレンズ100の屈折率は1.538232とされている。さらに、fθレンズ100の光学面範囲は、20×150mmとされ、fθレンズ100の中心厚さは、23.795mmとされている。第1実施形態と比較すると偏肉形状で成形性には優れていない。また、fθレンズ100の入射面100Aはアナモフィック非球面とされており、の入射面100Aの面形状は、
CUX X曲率 4.368185E−03
X曲率半径 2.289280E+02
CUY Y曲率 1.543171E−03
Y曲率半径 6.480165E+02
KY Yコーニック定数 −2.502277E+02
AR 回転対称の4次係数 −4.827751E−08
BR 回転対称の6次係数 1.105862E−08
CR 回転対称の8次係数 −8.223891E−15
DR 回転対称の10次係数 5.638086E−16
KX Xコーニック定数 6.623475E+01
AP 回転非対称の4次係数 −1.421623E+00
BP 回転非対称の6次係数 −1.009270E+00
CP 回転非対称の8次係数 −1.587923E+00
DP 回転非対称の10次係数 −9.192966E−01
として副走査方向座標をx、主走査方向座標をyとすると、
The
CUX X curvature 4.368185E-03
X curvature radius 2.289280E + 02
CUY Y curvature 1.543171E-03
Y curvature radius 6.480165E + 02
KY Y-conic constant -2.502277E + 02
AR 4th order coefficient of rotational symmetry -4.827751E-08
BR 6th order coefficient of rotational symmetry 1.105862E-08
CR 8th order coefficient of rotational symmetry -8.223891E-15
DR 10th order coefficient of rotational symmetry 5.538086E-16
KX X conic constant 6.623475E + 01
AP rotationally asymmetric fourth order coefficient -1.421623E + 00
BP 6th order coefficient of rotational asymmetric -1.009270E + 00
CP rotationally asymmetric 8th order coefficient -1.587923E + 00
DP 10th order coefficient of rotational asymmetric −9.192966E-01
Assuming that the sub-scanning direction coordinate is x and the main scanning direction coordinate is y,
なる式で記述される。 It is described by the following formula.
また、fθレンズ100の出射面100Bはアナモフィック非球面とされており、の出射面100Bの面形状は、
CUX X曲率 −6.852053E−03
X曲率半径 −1.459417E+02
CUY Y曲率 −6.186020E−03
Y曲率半径 −1.616548E+02
KY Yコーニック定数 2.305299E+00
AR 回転対称の4次係数 5.906846E−09
BR 回転対称の6次係数 −2.433229E−13
CR 回転対称の8次係数 −2.388767E−17
DR 回転対称の10次係数 9.841386E−19
KX Xコーニック定数 −1.316366E+01
AP 回転非対称の4次係数 −2.406931E+00
BP 回転非対称の6次係数 −4.725344E+00
CP 回転非対称の8次係数 −3.269103E+00
DP 回転非対称の10次係数 −1.499500E+00
として副走査方向座標をx、主走査方向座標をyとすると、
Further, the
CUX X curvature -6.852053E-03
X curvature radius -1.459417E + 02
CUY Y curvature -6.186020E-03
Y curvature radius -1.616548E + 02
KY Y-conic constant 2.305299E + 00
AR 4th order coefficient of rotational symmetry 5.90684E-09
BR 6th order coefficient of rotational symmetry -2.433329E-13
CR 8th order coefficient of rotational symmetry -2.3388767E-17
DR 10th order coefficient of rotational symmetry 9.841386E-19
KX X conic constant -1.316366E + 01
AP rotationally asymmetric fourth-order coefficient -2.406931E + 00
BP 6th order coefficient of rotational asymmetric -4.725344E + 00
CP rotationally asymmetric 8th order coefficient −3.269103E + 00
DP 10th order coefficient of rotational asymmetric -1.499500E + 00
Assuming that the sub-scanning direction coordinate is x and the main scanning direction coordinate is y,
なる式で記述される。 It is described by the following formula.
10 画像形成装置
16 感光体(像保持体)
36 光走査装置
50 光源
52 ポリゴンミラー(回転多面鏡)
52A 反射面
59 透過部材
60 第1fθレンズ(第1レンズ部材)
60A 第1入射面
60B 第1出射面
62 第2fθレンズ(第2レンズ部材)
62A 第2入射面
62B 第2出射面
80 シリンドリカルミラー(曲面反射素子)
100 fθレンズ(レンズ部材)
100A 入射面
100B 出射面
DESCRIPTION OF
36
60A First entrance surface 60B
62A
100 fθ lens (lens member)
Claims (3)
複数の反射面を備え、回転して前記光源から出射された光ビームを反射して被走査面の主走査方向に走査させる回転多面鏡と、
前記回転多面鏡の反射面によって反射した複数の光ビームが共通透過すると共に、前記反射面で反射して等角度走査された光ビームを光ビーム毎に設けられた被走査面上で等速走査させる樹脂製の光学手段と、
前記光学手段を透過した複数の光ビームの光路を複数に分離する分離手段と、
前記分離手段によって分離した光ビームを夫々反射させ、各被走査面上に光ビームを結像させる複数の曲面反射素子と、を備え、
前記光学手段は、前記回転多面鏡の反射面によって反射された光ビームが入射する第1レンズ部材と、前記第1レンズ部材を透過した光ビームが入射する第2レンズ部材で構成され、
光ビームが入射する前記第1レンズ部材の第1入射面と前記第1入射面から入射した光ビームが出射する前記第1レンズ部材の第1出射面は、アナモフィック非球面で構成され、
前記第1レンズ部材を透過した光ビームが入射する前記第2レンズ部材の第2入射面と前記第2入射面に入射した光ビームが出射する前記第2レンズ部材の第2出射面は、アナモフィック非球面で構成され、
前記第1レンズ部材の前記第1入射面と前記第1出射面及び前記第2レンズ部材の第2入射面と第2出射面の被走査面の副走査方向における前記第1レンズ部材及び前記第2レンズ部材の近軸の曲率が、マイナス曲率であって、
第1入射面の曲率半径<第1出射面の曲率半径、
第2入射面の曲率半径<第2出射面の曲率半径、の関係が満たされ、
前記第1レンズ部材及び前記第2レンズ部材は、副走査方向において光ビーム間の相対的な角度を小さくさせ、前記光源から出射されて透過した複数の光ビームを、透過した後も互いに離れる方向に進ませる光走査装置。 A plurality of light sources that emit light beams;
A rotating polygon mirror that includes a plurality of reflecting surfaces, reflects the light beam emitted from the light source, and scans in the main scanning direction of the surface to be scanned;
A plurality of light beams reflected by the reflecting surface of the rotary polygon mirror are transmitted in common, and the light beam reflected by the reflecting surface and scanned at an equal angle is scanned at a constant speed on a scanning surface provided for each light beam. An optical means made of resin,
Separating means for separating a plurality of light paths of the plurality of light beams transmitted through the optical means;
A plurality of curved reflecting elements that respectively reflect the light beams separated by the separating means and image the light beams on each scanned surface;
The optical means includes a first lens member on which a light beam reflected by a reflecting surface of the rotary polygon mirror is incident, and a second lens member on which a light beam transmitted through the first lens member is incident,
The first entrance surface of the first lens member on which the light beam is incident and the first exit surface of the first lens member on which the light beam incident from the first entrance surface exits are configured by an anamorphic aspheric surface,
The second entrance surface of the second lens member on which the light beam transmitted through the first lens member enters and the second exit surface of the second lens member on which the light beam incident on the second entrance surface exits are anamorphic. Composed of aspheric surfaces,
The first lens member and the first lens surface in the sub-scanning direction of the scanned surface of the first incident surface and the first exit surface of the first lens member and the second entrance surface and the second exit surface of the second lens member. 2 The paraxial curvature of the lens member is a negative curvature,
Radius of curvature of the first entrance surface <curvature radius of the first exit surface,
The relationship of the radius of curvature of the second entrance surface <the radius of curvature of the second exit surface is satisfied,
The first lens member and the second lens member are configured to reduce a relative angle between light beams in the sub-scanning direction, and to separate a plurality of light beams emitted and transmitted from the light source after being transmitted. The optical scanning device to be advanced to .
前記光走査装置から出射した光ビームが結像走査する被走査面を備えた像保持体と、
を備えた画像形成装置。 An optical scanning device according to claim 1 or 2 ,
An image carrier having a scanned surface on which an optical beam emitted from the optical scanning device is imaged and scanned;
An image forming apparatus.
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