JP5233236B2 - Optical scanning device - Google Patents
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Description
本発明は、光走査装置に関し、より特定的には、液体レンズを備えた光走査装置に関する。 The present invention relates to an optical scanning device, and more particularly to an optical scanning device including a liquid lens.
図12は、液体レンズを備えた光走査装置110の上視図である。図12において、y軸は主走査方向を示し、z軸は副走査方向を示す。なお、z軸は鉛直方向とも一致する。
FIG. 12 is a top view of the
図12に示す光走査装置110は、例えば、画像形成装置に用いられ、レーザダイオード112、コリメータレンズ113、シリンドリカルレンズ118、ポリゴンミラー120及び走査レンズ122,124を備える。
An
レーザダイオード112は、光を出射する。レーザダイオード112から出射された光は、拡散光である。コリメータレンズ113は、レーザダイオード112が出射した光を集光して略平行光に変換する。シリンドリカルレンズ118は、コリメータレンズ113を通過した光を、ポリゴンミラー120のミラー面近傍においてz軸方向に集光する。
The
ポリゴンミラー120は、図示しないモーターにより矢印の方向に回転され、シリンドリカルレンズ118を通過してきた光をy軸方向に等角速度に偏向する。走査レンズ122,124は、ポリゴンミラー120により偏向された光をy軸方向に等速走査して、該光を感光体ドラム132上に結像させる。感光体ドラム132は、所定速度で回転駆動される。これにより、光による主走査と感光体ドラム132の回転による副走査によって2次元の静電潜像が形成される。
The
ところで、前記光走査装置110では、走査レンズ122,124の製造誤差等により、感光体ドラム132上において像面湾曲が発生するという問題がある。このような像面湾曲は、感光体ドラム132のy軸方向全域にわたって発生する。
However, the
当該分野においては、例えば、特許文献1ないし特許文献3において、焦点距離を変化させることができる液体レンズを光走査装置に適用することが提案されている。このような光走査装置は、ビーム検出手段により光を検出し、検出結果に基づいて、液体レンズの焦点距離を変化させるものである。
In this field, for example, in
しかしながら、特許文献1ないし特許文献3に記載の光走査装置では、前記像面湾曲を解消することはできない。より詳細には、像面湾曲は、感光体ドラム132のy軸方向全域にわたって発生している。そのため、像面湾曲を解消するためには、感光体ドラム132のy軸方向全域にわたって光を検出し、検出結果に基づいて、液体レンズの焦点距離を制御する必要がある。しかしながら、感光体ドラム132上にはビーム検出手段を配置することはできない。
そこで、本発明の目的は、走査レンズの製造誤差や取り付け誤差等の製造誤差により発生する像面湾曲を抑制できる光走査装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical scanning device that can suppress curvature of field caused by manufacturing errors such as scanning lens manufacturing errors and mounting errors.
本発明は、感光体に光を走査する光走査装置において、光源と、前記光源が出射した光を集光すると共に、焦点距離を変化させることができる光学素子と、前記光学素子を通過した光を偏向する偏向手段と、前記偏向手段が偏向した光を前記感光体に結像させる結像素子と、前記感光体に光が走査されている期間において、予め定められたパターンで前記光学素子の焦点距離を変化させる制御手段と、を備えており、前記予め定められたパターンは、前記光学素子の焦点距離を一定としたときの光の集光位置と前記感光体の位置との光の進行方向におけるずれを主走査方向の複数個所において受光素子を光の進行方向に移動させて集光位置を検出することにより、該光学素子の焦点距離を一定としたときの光の集光位置に対する像面湾曲を検出し、該像面湾曲を打ち消すように定められること、を特徴とする。 The present invention provides an optical scanning device that scans light on a photosensitive member, a light source, an optical element that collects the light emitted from the light source and can change a focal length, and light that has passed through the optical element. Deflection means for deflecting the light, an imaging element for imaging the light deflected by the deflection means on the photosensitive member, and a predetermined pattern in a period during which the light is scanned on the photosensitive member. and a control means for changing the focal length, and wherein the predetermined pattern, the progress of the light and the position of the condensing positions of the light the photosensitive member when the constant focal length of the optical element by detecting the causes by condensing positions move the light receiving element in the traveling direction of light in a plurality of locations in the main scanning direction misalignment in the direction, the image with respect to the condensing position of the light when the focal length of the optical element constant Detect surface curvature And, it is defined so as to cancel the image surface curvature, and wherein.
製造誤差に起因する像面湾曲は、感光体上で一定のパターンで発生する。そこで、制御手段は、感光体に光が走査されている期間において、予め定められたパターンで光学素子の焦点距離を変化させて、前記像面湾曲を打ち消している。その結果、光走査装置は、感光体近傍にビーム検出手段を設けることなく、製造誤差により発生する像面湾曲を抑制できる。 The curvature of field caused by the manufacturing error occurs in a constant pattern on the photoreceptor. Therefore, the control means cancels the curvature of field by changing the focal length of the optical element with a predetermined pattern during the period in which the photoconductor is scanned with light. As a result, the optical scanning device can suppress curvature of field caused by a manufacturing error without providing a beam detection unit in the vicinity of the photosensitive member.
本発明において、前記光学素子は、液体を含み、前記液体の界面の形状が、エレクトロウエッティング現象により変形することによって、前記光学素子の焦点距離が変化してもよい。 In the present invention, the optical element may include a liquid, and a focal length of the optical element may be changed by changing a shape of an interface of the liquid due to an electrowetting phenomenon.
本発明において、前記予め定められたパターンに関する制御情報を記憶している記憶手段を、更に備え、前記制御手段は、前記制御情報に基づいて、前記光学素子の焦点距離を変化させてもよい。 In the present invention, it may further comprise storage means for storing control information relating to the predetermined pattern, and the control means may change the focal length of the optical element based on the control information.
本発明において、前記光学素子は、コリメータレンズであって、前記像面湾曲は、前記感光体において主走査方向に発生してもよい。 In the present invention, the optical element may be a collimator lens, and the curvature of field may occur in the main scanning direction in the photoconductor.
本発明において、全光学系の主走査方向の倍率をβtとし、全光学系の副走査方向の倍率をβsとしたときに、βt/βs>2であってもよい。 In the present invention, βt / βs> 2 may be satisfied, where βt is the magnification in the main scanning direction of the entire optical system and βs is the magnification in the sub-scanning direction of the entire optical system.
本発明において、前記光学素子は、シリンドリカルレンズであって、前記像面湾曲は、前記感光体において副走査方向に発生していてもよい。 In the present invention, the optical element may be a cylindrical lens, and the curvature of field may occur in the sub-scanning direction on the photoconductor.
本発明において、前記制御手段は、SOS信号をきっかけとして前記光学素子の焦点距離の制御を開始してもよい。 In the present invention, the control means may start controlling the focal length of the optical element triggered by an SOS signal.
(第1の実施形態)
(光走査装置の構成について)
以下に、本発明の第1の実施形態に係る光走査装置の構成について図面を参照しながら説明する。図1は、該光走査装置10の上視図である。図2は、光走査装置10の側面図である。なお、図1及び図2において、y軸は、主走査方向を示し、z軸は副走査方向を示す。なお、z軸は、鉛直方向とも一致する。
(First embodiment)
(About the configuration of the optical scanning device)
The configuration of the optical scanning device according to the first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a top view of the
光走査装置10は、図1及び図2に示すように、レーザダイオード12、液体レンズ14、ミラー16、シリンドリカルレンズ18、ポリゴンミラー20、走査レンズ22,24、ミラー26、受光素子28、筐体29、制御部30及び記憶部31を備える。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
レーザダイオード12は、光を出射する光源としての役割を果たす。レーザダイオード12から出射された光は、拡散光である。そこで、液体レンズ14は、レーザダイオード12から出射された光を集光するコリメータレンズとしての役割を果たし、その焦点距離を変化させる機能を有する。なお、液体レンズ14の詳細については後述する。
The
ミラー16は、液体レンズ14を通過した光を、ポリゴンミラー20側へと反射する。シリンドリカルレンズ18は、ミラー16により反射された光を、ポリゴンミラー20のミラー面近傍においてz軸方向に集光する。
The
ポリゴンミラー20は、図示しないモーターにより矢印の方向に回転され、シリンドリカルレンズ18を通過してきた光をy軸方向に等角速度に偏向する偏向手段としての役割を果たす。走査レンズ22,24は、ポリゴンミラー20により偏向された光を等速走査して、該光を感光体ドラム32上に結像させる。感光体ドラム32は、所定速度で回転駆動される。これにより、光による主走査と感光体ドラム32の回転による副走査によって2次元の静電潜像が形成される。
The
また、ミラー26は、ポリゴンミラー20により偏向され、走査レンズ22,24を通過した光を受光素子28側へと反射する役割を果たす。受光素子28は、ミラー26により反射された光を受光し、感光体ドラム32への光の走査を開始することを意味するSOS(Start Of Scan)信号を生成する。
The
筐体29は、図1に示すように、レーザダイオード12、液体レンズ14、ミラー16、シリンドリカルレンズ18、ポリゴンミラー20、走査レンズ22,24、ミラー26及び受光素子28を収納する。
As shown in FIG. 1, the
制御部30は、例えば、CPUにより構成され、感光体ドラム32に光が1ライン分走査されている期間において、予め定められたパターンで液体レンズ14の焦点距離を制御する制御手段としての役割を果たす。また、記憶部31は、例えば、ハードディスクにより構成され、制御部30が液体レンズ14の動作を制御するための制御情報であって、予め定められたパターンに関する制御情報を記憶する記憶手段としての役割を果たす。
The
次に、図3及び図4を参照しながら、液体レンズ14の構成について説明する。図3は、液体レンズ14の光軸を含む面における断面構造図である。なお、図3(a)は、電圧を印加した状態における液体レンズ14の断面構造図であり、図3(b)は、電圧を印加していない状態における液体レンズ14の断面構造図である。図4は、図3の液体レンズ14のCの部分の拡大図である。なお、図3及び図4では、理解の容易のため、図2に示した液体レンズ14をz軸方向に上下反転させて記載した。
Next, the configuration of the
図3に示すように、液体レンズ14は、導電性液体40、絶縁性液体42、透明板44,46、第1の電極48、絶縁膜50及び第2の電極52を含む。該液体レンズ14は、導電性液体40と絶縁性液体42との界面Sの形状を、エレクトロウエッティング現象により変形させることによって、焦点距離を変化させることができるものである。具体的には、電圧が印加されると、界面Sは、図3(b)に示す状態から、図3(a)に示す状態へと変化する。
As shown in FIG. 3, the
透明板44,46は、透明な樹脂又はガラスにより構成され、互いに平行に所定の隙間を残して配置される。この隙間には、導電性液体40と絶縁性液体42とが封入される。
The
導電性液体40は、無機塩の水溶液や、有機液体など、それ自身が導電性を有するもの、或いはイオン性成分を付加することによって導電性とされた液体である。絶縁性液体42は、導電性液体40とは異なる屈折率を有し、シリコーンオイルやパラフィンオイルなどのような導電性液体40と混合しない液体である。そのため、導電性液体40と絶縁性液体42とは、互いに分離した状態となっており、界面Sを形成している。これにより、導電性液体40と絶縁性液体42とはレンズを構成している。なお、導電性液体40の屈折率の方が、絶縁性液体42の屈折率よりも小さいことが好ましい。
The
第1の電極48は、導電性液体40と接触するように、透明板44上に設けられる。第2の電極52は、透明板46と第1の電極48との間に設けられる。絶縁膜50は、第2の電極52を覆うように形成される。具体的には、絶縁膜50は、第1の電極48と第2の電極52との間に形成されて該第1の電極48と第2の電極52とを絶縁すると共に、第2の電極52の内周面に形成されて第2の電極52と導電性液体40及び絶縁性液体42とが接触しないようにしている。第1の電極48と第2の電極52との間には、液体レンズ14の駆動時において、電圧が印加される。
The
以上のように構成された液体レンズ14について、以下に、その動作原理について図4を参照しながら説明する。図4は、図3の液体レンズ14のCの部分の拡大図である。図4(a)は、電圧が印加されていない状態での液体レンズ14(図3(b)に対応)のCの部分の拡大図であり、図4(b)は、電圧が印加された状態での液体レンズ14(図3(a)に対応)のCの部分の拡大図である。
The operation principle of the
まず、導電性液体40と絶縁性液体42との間の界面張力を界面張力γ12とし、絶縁膜50と導電性液体40との間の界面張力を界面張力γ31とし、絶縁性液体42と絶縁膜50との間の界面張力を界面張力γ23と定義する。図4(a)に示すように、第1の電極48と第2の電極52との間に電圧が印加されていない場合には、界面張力γ12と界面張力γ23と界面張力γ31とは、互いに釣り合っており、界面Sと絶縁膜50とが角θ1の角度をなしている。このとき、角θ1と界面張力γ12と界面張力γ23と界面張力γ31との間には、ヤングの方程式により、式(1)の関係が成立する。
First, the interfacial tension between the
ここで、第1の電極48と第2の電極52とに電圧を印加すると、例えば、図4(b)に示すように、絶縁膜50と導電性液体40との境界には、プラスの電荷が現れる。一方、絶縁膜50と第2の電極52との境界には、マイナスの電荷が現れる。これにより、電荷による圧力Πが、絶縁性液体42と絶縁膜50との間に、界面張力γ23と同じ方向に発生する。この圧力Πは、式(2)のように示される。
Here, when a voltage is applied to the
なお、εは絶縁膜50の誘電率であり、ε0は真空の誘電率であり、eは絶縁膜50の厚さであり、Vは第1の電極48と第2の電極52との間の電圧である。
Here, ε is the dielectric constant of the insulating
圧力Πが発生することにより、界面Sと絶縁膜50とは、角θ1よりも大きな角θ2の角度をなすようになる。このとき、液体レンズ14の界面Sは、図3(a)に示すように、湾曲する。この角θ2は、式(3)のように示される。
Due to the occurrence of the pressure drop, the interface S and the insulating
以上のように、第1の電極48と第2の電極52との間に印加する電圧を変化させることにより、界面Sと絶縁膜50とのなす角度が変化することがわかる。そして、界面Sと絶縁膜50とのなす角度が変化することにより、電圧が印加された状態では、図3(a)に示すように、界面Sが湾曲して、焦点距離が相対的に短くなる。また、電圧が印加されていない状態では、図3(b)に示すように、界面Sが平坦状になり、焦点距離が相対的に長くなる。図1に示す制御部30は、この電圧の大きさを制御して、液体レンズ14の焦点距離を制御する。
As described above, it can be seen that the angle formed between the interface S and the insulating
(光走査装置の動作について)
以下に、光走査装置10の動作について図面を参照しながら説明する。図5は、主走査方向における像面湾曲により発生する集光位置のずれ及び液体レンズ14の焦点距離変化による集光位置の補正量を示したグラフである。横軸は、図1に示す感光体ドラム32におけるy軸方向の位置を示している。縦軸は、光の進行方向(x軸方向)を正としたときにおける集光位置を示している。縦軸では、感光体ドラム32の周面が基準(0mm)である。
(Operation of optical scanning device)
The operation of the
ここで、主走査方向における像面湾曲とは、図6に示すように、xy平面内において集光された光の集光位置にずれが発生し、感光体ドラム32上での主走査方向における位置によって集光位置のずれ量が異なっている状態をいう。
Here, the curvature of field in the main scanning direction means that, as shown in FIG. 6, a deviation occurs in the condensing position of the condensed light in the xy plane, and the main scanning direction on the
光走査装置では、走査レンズの製造誤差等により、感光体ドラム上において像面湾曲が発生するという問題がある。このような像面湾曲は、特許文献1や特許文献2におけるビーム検出手段により検出することができない。
The optical scanning device has a problem that curvature of field occurs on the photosensitive drum due to a manufacturing error of the scanning lens. Such curvature of field cannot be detected by the beam detection means in
そこで、光走査装置10では、以下に説明する手法により、集光位置のずれが計測されている。具体的には、光走査装置10の組立が完了すると、感光体ドラム32と等価な位置に受光素子を配置し、光走査装置10を駆動してこれらの受光素子に対して光を照射する。この際、x軸方向に受光素子を移動させて光を測定することにより集光位置を検出する。この作業をy軸方向に必要点数繰り返すことにより、像面湾曲を検出する。これにより、図5に示すような、像面湾曲の曲線が得られる。なお、該曲線は、例えば、検出した集光位置の各点を多項式近似することにより得られる。
Therefore, in the
次に、図5に示すような、液体レンズ14の焦点距離変化によって生じる集光位置の補正量の曲線を生成する。この液体レンズ14の焦点距離変化によって生じる集光位置の補正量の曲線は、光走査装置10の製造誤差に起因する像面湾曲を打ち消すように定められる。具体的には、補正量の曲線は、主走査方向において像面湾曲により発生する集光位置のずれの曲線を、主走査方向全域にわたって集光位置が略0となるように定められる。
Next, as shown in FIG. 5, a curve of the correction amount of the condensing position generated by the change in the focal length of the
更に、得られた液体レンズ14による焦点距離の補正量の曲線に基づいて、液体レンズ14の焦点距離を制御するための制御情報を生成する。この制御情報は、光の走査中の各タイミングにおいて液体レンズ14に印加すべき電圧に関する情報であり、記憶部31に記憶される。この制御情報は、例えば、アナログ信号の波形として記憶されていてもよいし、テーブルの形式で記憶されていてもよい。この後、光走査装置10は、画像形成装置に実装される。
Further, control information for controlling the focal length of the
次に、光走査装置10の動作について、図面を参照しながら説明する。図7は、光走査装置10の駆動信号の波形図を示した図である。図7(a)は、制御部30が出力するレーザダイオード12の制御信号Sig2の波形図である。図7(b)は、制御部30が出力する液体レンズ14の制御信号Sig1の波形図である。図7(c)は、液体レンズ14の焦点距離の変化を示した図である。
Next, the operation of the
まず、制御部30は、画像データが入力してきたことに応じて、図7(a)に示すハイレベルの制御信号Sig2を生成してレーザダイオード12に光を出射させると共に、図示しないモーターを回転させてポリゴンミラー20を回転させる。
First, in response to the input of image data, the
次に、レーザダイオード12から出射された光は、ミラー26に反射されて受光素子28に入射する。光が入射すると、受光素子28は、制御部30へSOS信号を出力する。SOS信号をきっかけとして、図7(a)に示すように、制御信号Sig2は、ハイレベルからローレベルに切替り、レーザダイオード12は、消灯する。
Next, the light emitted from the
制御信号Sig2がローレベルに切替ってから所定クロック後に、制御部30は、制御信号Sig2をローレベルからハイレベルに切り替える(図7のSOI(Start Of Image))。これにより、光走査装置10は、感光体ドラム32へ光を走査する。更に、制御部30は、記憶部31に記憶されている制御情報に基づいて、図7(b)に示す制御信号Sig1を液体レンズ14に印加する。すなわち、制御部30は、SOS信号が出力されたことをきっかけとして、液体レンズ14の焦点距離の制御を開始する。これにより、図7(c)に示すように、液体レンズ14の焦点距離は、制御信号Sig1の変化に従って変化する。次に、感光体ドラム32への光の走査が完了すると、制御部30は、制御信号Sig2をハイレベルからローレベルに切り替える(図7のEOI(End Of Image))。更に、制御部30は、液体レンズ14の焦点距離の制御を終了する。以上の動作により、1ライン分の光の走査が感光体ドラム32に行われる。この後、この動作が繰り返されることにより、感光体ドラム32に静電潜像が形成される。
After a predetermined clock from when the control signal Sig2 is switched to the low level, the
(効果について)
光走査装置10によれば、制御部30が、感光体ドラム32に光が走査されている期間(図7のSOIからEOIの期間)において、予め定められたパターンでコリメータレンズとして機能する液体レンズ14の焦点距離を変化させている。そして、この予め定められたパターンは、光走査装置10の製造誤差に起因する主走査方向における像面湾曲を打ち消すように定められている。従って、光走査装置10は、感光体ドラム32近傍にビーム検出手段を設けることなく、製造誤差により発生する主走査方向における像面湾曲を抑制できる。
(About effect)
According to the
なお、光走査装置10の全光学系(レーザダイオード12、液体レンズ14、ミラー16、シリンドリカルレンズ18、ポリゴンミラー20及び走査レンズ22,24)の主走査方向の倍率をβtとし、全光学系の副走査方向の倍率をβsとしたときに、βt/βs>2であることが好ましい。以下に、理由について説明する。
Note that the magnification in the main scanning direction of all the optical systems (
光走査装置10では、液体レンズ14はコリメータレンズとして機能している。コリメータレンズは、回転対称な形状のレンズであるので、液体レンズ14の焦点距離が変化すると、主走査方向における光の集光位置のみならず副走査方向における光の集光位置まで変化する。従って、主走査方向における光の集光位置を変化させつつ、副走査方向における光の集光位置があまり変化しないように光走査装置10を構成する必要がある。
In the
ここで、光の進行方向におけるレーザダイオード12の移動量に対する、光の進行方向における主走査方向の集光位置の移動量の比の値は、βt2となる。同様に、光の進行方向におけるレーザダイオード12の移動量に対する、光の進行方向における副走査方向の集光位置の移動量の比の値は、βs2となる。このように、光の集光位置は、倍率の2乗の感度で移動する。
Here, the ratio of the moving amount of the condensing position in the main scanning direction in the light traveling direction to the moving amount of the
そこで、前記のように、βt/βs>2とすることにより、βt2/βs2>4となる。これにより、光の進行方向において、副走査方向における光の集光位置は、主走査方向における光の集光位置の1/4しか移動しなくなる。その結果、液体レンズ14の焦点距離を変化させたとしても、主走査方向における光の集光位置が変化し、光の副走査方向の集光位置が殆ど変化しなくなる。
Therefore, as described above, by setting βt / βs> 2, βt 2 / βs 2 > 4. Thus, in the light traveling direction, the light condensing position in the sub-scanning direction moves only ¼ of the light condensing position in the main scanning direction. As a result, even if the focal length of the
また、液体レンズ14は、相対的に比重が大きい導電性液体40と相対的に比重が小さい絶縁性液体42とにより構成される。そのため、図8に示すように、光軸が水平方向を向くと、重力の影響により、界面S'に示すように、光軸及び鉛直方向を含む断面において、光軸に非対称な変形が発生する。より詳細には、導電性液体40が絶縁性液体42の下側に潜り込んでしまい、界面Sが、界面S'に示すようにS字状に変形してしまう。そこで、光走査装置10では、液体レンズ14は、液体レンズ14の光軸とz軸(鉛直方向)とが略平行となるように配置される。これにより、液体レンズ14の界面Sには、光軸に対して対称な変形は発生するものの、光軸に対して非対称な変形は発生しなくなる。その結果、感光体ドラム32により高精細な静電潜像を形成することが可能となる。なお、光軸とz軸とは略平行であれば良く、製造ばらつき程度の誤差は許容される。この誤差は、例えば、±10度以内であることが望ましい。
The
更に、導電性液体40の比重は、絶縁性液体42の比重よりも大きく、かつ、図2に示すように、導電性液体40は、絶縁性液体42よりも鉛直方向の下側に配置される。そのため、重力の影響により光軸に対称な変形が界面Sに発生することも効果的に抑制される。
Furthermore, the specific gravity of the
更に、比重が大きい導電性液体40を鉛直方向の下側に配置しているので、比重が大きい導電性液体40を鉛直方向の上側に配置した場合のように、重力の影響により光軸に対称な変形が界面Sに強く発生することを抑制するために、導電性液体40と絶縁性液体42との比重差を極力小さくする必要がなくなる。これにより、導電性液体40と絶縁性液体42に用いる液体の選択の自由度が広がる。
Furthermore, since the
(第2の実施形態)
以下に、本発明の第2の実施形態に係る光走査装置10について図面を参照しながら説明する。図9は、該光走査装置10の上視図である。
(Second Embodiment)
Hereinafter, an
第1の実施形態に係る光走査装置10では、レーザダイオード12から出射された光は、z軸方向に進行した後、xy平面内を進行しているが、例えば、図9に示すように、xy平面内にのみ進行してもよい。この場合、レーザダイオード12、液体レンズ14、シリンドリカルレンズ18及びポリゴンミラー20は、一直線に並ぶように配置される。
In the
(第3の実施形態)
以下に、本発明の第3の実施形態に係る光走査装置10について図面を参照しながら説明する。図10は、該光走査装置10の上視図である。
(Third embodiment)
The
第1の実施形態に係る光走査装置10では、主走査方向における像面湾曲を打ち消すために、液体レンズ14をコリメータレンズとして用いた。これに対して、本実施形態に係る光走査装置10では、副走査方向(感光体ドラム32の回転方向)における像面湾曲を打ち消すために、液体レンズ14'をシリンドリカルレンズとして用いている。なお、本実施形態における光走査装置のこれ以外の構成は、第1の実施形態に係る光走査装置10の構成と同じであるので、説明を省略する。副走査方向における像面湾曲とは、図11に示すように、xz平面内において集光位置にずれが発生し、感光体ドラム32上での主走査方向における位置によって集光位置のずれ量が異なっている状態をいう。
In the
本実施形態に係る光走査装置10によれば、制御部30が、感光体ドラム32に光が走査されている期間において、予め定められたパターンでシリンドリカルレンズとして機能する液体レンズ14の焦点距離を変化させている。そして、この予め定められたパターンは、光走査装置10の製造誤差に起因する副走査方向の像面湾曲を打ち消すように定められている。従って、光走査装置10は、感光体ドラム32近傍にビーム検出手段を設けることなく、製造誤差により発生する副走査方向の像面湾曲を抑制できる。
According to the
(その他の実施形態)
また、光走査装置10では、導電性液体40の比重は、絶縁性液体42の比重よりも大きいとしたが、導電性液体40の比重は、絶縁性液体42の比重以下であることを妨げるものではない。
(Other embodiments)
In the
また、ポリゴンミラー20により偏向された光は、走査レンズ22,24を通過した後、直接に感光体ドラム32を照射しているが、該光は、ミラーにより進行方向が変えられた後に、感光体ドラム32を照射してもよい。
The light deflected by the
また、図1、図2、図9及び図10に示す筐体29の上視図及び側面図における外形は、四角形状であるが、該筐体29の外形はこれに限らない。 Moreover, although the external shape in the top view and side view of the housing | casing 29 shown in FIG.1, FIG.2, FIG.9 and FIG. 10 is a square shape, the external shape of this housing | casing 29 is not restricted to this.
また、コリメータレンズ及びシリンドリカルレンズの両方に液体レンズ14,14'が用いられても良い。
Further, the
また、液体レンズ14,14'では、2種類の液体が封入されているが、例えば、1種類の液体が封入されたものであってもよい。また、液体レンズ14には、3種類以上の液体が封入されていてもよい。
Further, in the
10 光走査装置
12 レーザダイオード
14,14' 液体レンズ
16 ミラー
18 シリンドリカルレンズ
20 ポリゴンミラー
22,24 走査レンズ
28 受光素子
30 制御部
31 記憶部
32 感光体ドラム
40 導電性液体
42 絶縁性液体
DESCRIPTION OF
Claims (7)
光源と、
前記光源が出射した光を集光すると共に、焦点距離を変化させることができる光学素子と、
前記光学素子を通過した光を偏向する偏向手段と、
前記偏向手段が偏向した光を前記感光体に結像させる結像素子と、
前記感光体に光が走査されている期間において、予め定められたパターンで前記光学素子の焦点距離を変化させる制御手段と、
を備えており、
前記予め定められたパターンは、前記光学素子の焦点距離を一定としたときの光の集光位置と前記感光体の位置との光の進行方向におけるずれを主走査方向の複数個所において受光素子を光の進行方向に移動させて集光位置を検出することにより、該光学素子の焦点距離を一定としたときの光の集光位置に対する像面湾曲を検出し、該像面湾曲を打ち消すように定められること、
を特徴とする光走査装置。 In an optical scanning device that scans light on a photoconductor,
A light source;
An optical element capable of condensing the light emitted from the light source and changing a focal length;
Deflection means for deflecting light that has passed through the optical element;
An imaging element for imaging the light deflected by the deflecting means on the photosensitive member;
Control means for changing a focal length of the optical element in a predetermined pattern during a period in which the photoconductor is scanned with light;
With
In the predetermined pattern, the light receiving elements at a plurality of positions in the main scanning direction are shifted in the light traveling direction between the light condensing position and the position of the photosensitive member when the focal length of the optical element is constant. By detecting the condensing position by moving the light in the traveling direction, the curvature of field with respect to the condensing position of the light when the focal length of the optical element is fixed is detected, and the curvature of field is canceled out. To be determined,
An optical scanning device characterized by the above.
前記液体の界面の形状が、エレクトロウエッティング現象により変形することによって、前記光学素子の焦点距離が変化すること、
を特徴とする請求項1に記載の光走査装置。 The optical element includes a liquid;
The focal length of the optical element is changed by the shape of the interface of the liquid being deformed by an electrowetting phenomenon;
The optical scanning device according to claim 1.
更に備え、
前記制御手段は、前記制御情報に基づいて、前記光学素子の焦点距離を変化させること、
を特徴とする請求項1又は請求項2のいずれかに記載の光走査装置。 Storage means for storing control information related to the predetermined pattern,
In addition,
The control means changes a focal length of the optical element based on the control information;
The optical scanning device according to claim 1, wherein:
前記像面湾曲は、前記感光体において主走査方向に発生していること、
を特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の光走査装置。 The optical element is a collimator lens,
The curvature of field occurs in the main scanning direction in the photoconductor;
The optical scanning device according to claim 1, wherein:
を特徴とする請求項4に記載の光走査装置。 Βt / βs> 2 where βt is the magnification in the main scanning direction of the entire optical system and βs is the magnification in the sub-scanning direction of the entire optical system,
The optical scanning device according to claim 4 .
前記像面湾曲は、前記感光体において副走査方向に発生していること、
を特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の光走査装置。 The optical element is a cylindrical lens,
The curvature of field occurs in the sub-scanning direction in the photoconductor;
The optical scanning device according to claim 1, wherein:
を特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれかに記載の光走査装置。 The control means starts the control of the focal length of the optical element triggered by the SOS signal;
The optical scanning device according to any one of claims 1 to 6, characterized in.
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