JP5419640B2 - 走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置 - Google Patents
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Description
そこで、本発明の目的は、調整を必要とせず簡素な構成で、各光路間での照度分布を揃えることを可能にした走査光学装置、並びにそれを含む画像形成装置を提供することである。
前記第1の走査ユニットは、第1の光源手段と、該第1の光源手段から出射した光束を前記偏向手段の第1の偏向面に導光する第1の入射光学系と、前記第1の偏向面で偏向された光束を第1の被走査面に集光する少なくとも1つの光学素子を含む第1の結像光学手段と、を有し、
前記第2の走査ユニットは、第2の光源手段と、該第2の光源手段から出射した光束を前記偏向手段の前記第1の偏向面とは異なる第2の偏向面に導光する第2の入射光学系と、前記第2の偏向面で偏向された光束を第2の被走査面に集光する少なくとも1つの光学素子を含む第2の結像光学手段と、を有し、
前記偏向手段により、前記第1及び第2の光源手段からの光束のそれぞれは、前記第1及び第2の被走査面のそれぞれを、主走査方向において互いに対向する方向に走査しており、
前記第1の結像光学手段に含まれる前記少なくとも1つの光学素子のうち、光軸方向の厚みの最大値が最も大きな光学素子を第1の光学素子、前記第2の結像光学手段に含まれる前記少なくとも1つの光学素子のうち、光軸方向の厚みの最大値が最も大きな光学素子を第2の光学素子と定義し、前記第1の光源手段からの光束が前記第1の被走査面を前記主走査方向において走査する方向をY軸の正の方向とするとき、
θ1h(Y1min)×θ1r>0 の場合は θ2h(Y1min)×θ2r>0 を満たし、
θ1h(Y1min)×θ1r<0 の場合は θ2h(Y1min)×θ2r<0 を満たすように、
前記第1及び第2の走査ユニットが構成されていることを特徴とする走査光学装置、
ただし、θ1h(y)及びθ2h(y)のそれぞれは、前記第1及び第2の光学素子のそれぞれにおいて、光軸を含みY軸に垂直な平面とY軸との交点をY軸の原点としたときの、Y軸方向における位置yにおける遅相軸の方向と主走査方向とのなす角度である配向角であり、θ1r及びθ2rのそれぞれは、前記第1及び第2の光学素子に到達した光束の偏光方向のそれぞれとY軸とのなす角度であり、Y1minは前記配向角θ1h(y)が最小となる時のY軸方向における位置である、ことを特徴とする。
前記第1の走査ユニットは、第1の光源手段と、該第1の光源手段から出射した光束を前記偏向手段の偏向面に導光する第1の入射光学系と、前記偏向面で偏向された該第1の光源手段からの光束を第1の被走査面に集光する少なくとも1つの光学素子を含む第1の結像光学手段と、を有し、
前記第2の走査ユニットは、第2の光源手段と、該第2の光源手段から出射した光束を前記第1の光源手段からの光束を偏向する前記偏向面に導光する第2の入射光学系と、前記偏向面で偏向された該第2の光源手段からの光束を第2の被走査面に集光する少なくとも1つの光学素子を含む第2の結像光学手段と、を有し、
前記第1及び第2の入射光学系は、前記第1及び第2の光源手段からの光束のそれぞれを、副走査断面内において前記偏向面に対して斜めに入射させ、
前記第1の結像光学手段に含まれる前記少なくとも1つの光学素子のうち、光軸方向の厚みの最大値が最も大きな光学素子を第1の光学素子、前記第2の結像光学手段に含まれる前記少なくとも1つの光学素子のうち、光軸方向の厚みの最大値が最も大きな光学素子を第2の光学素子と定義し、前記第1の光源手段からの光束が前記第1の被走査面を走査する方向をY軸の正の方向とするとき、
θ1h(Y1min)×θ1r>0 の場合は、θ2h(Y1min)×θ2r>0 を満たし、
θ1h(Y1min)×θ1r<0 の場合は、θ2h(Y1min)×θ2r<0 を満たすように、
前記第1及び第2の走査ユニットが構成されていることを特徴とする走査光学装置、
ただし、θ1h(y)及びθ2h(y)のそれぞれは、前記第1及び第2の光学素子のそれぞれにおいて、光軸を含みY軸に垂直な平面とY軸との交点をY軸の原点としたときのY軸方向における位置yにおける遅相軸の方向と主走査方向とのなす角度である配向角であり、θ1r及びθ2rのそれぞれは、前記第1及び第2の光学素子に到達した光束の偏光方向のそれぞれとY軸とのなす角度であり、Y1minは前記配向角θ1h(y)が最小となる時のY軸方向における位置である、ことを特徴とする。
実施例1における走査光学装置は、第1の走査ユニットS1及び第2の走査ユニットS2(以下、走査ユニットは「ステーション」ともいう)、及び、第1の走査ユニットS1及び第2の走査ユニットS2により共用される偏向手段5を有する。以下、第2の走査ユニットS2における各部材のうち、第1の走査ユニットS1と同じ部材については括弧を付して示す。
コリメータレンズ3a(3b)は、光源1a(1b)からの光束をカップリングして光源1a(1b)から放射された光束を「平行光束」もしくは「弱い収束性の光束」あるいは、「弱い発散性の光束」に変換する。シリンドリカルレンズ4a(4b)は、コリメータレンズ3a(3b)によりカップリングされた光束を、主走査方向に長い線状として光偏向器5の偏向面5a(5b)に集光させる副走査方向のみに屈折させるパワーを持つ。
尚、光源1a(1b)、コリメータレンズ3a(3b)、シリンドリカルレンズ4a(4b)等の各要素は第1の入射光学系(第2の入射光学系)の一要素を構成している。
また走査レンズ系15a,15bは副走査断面内において光偏向器5の偏向面又はその近傍と被走査面8a,8b又はその近傍との間を共役関係にすることにより、偏向面5a、5bの面倒れ補正機能を有している。
走査レンズ6、7の主走査断面内の面形状は、
また、2つの走査ユニットS1,S2は、光偏向器5に対して同一方向から2つの光源1a(1b)からの光束が入射するように構成されている。
尚、光束の主光線とは、開口絞り2a(2b)の中心を通過する光線をいう。
本実施例において、第1(第2)の走査ユニットS1(S2)において、画像情報に応じて光源1a(1b)から光変調され出射した光束は、コリメータレンズ3a(3b)により平行光束もしくは弱い収束性の光束あるいは弱い発散性の光束に変換される。そして変換された光束は、シリンドリカルレンズ4a(4b)に入射する。シリンドリカルレンズ4a(4b)に入射した光束のうち、主走査断面内においては開口絞り2a(2b)を通りそのままの状態で通過する。
本実施例では、光偏向器5から被走査面8a(8b)に至るまでの光路の中に、2枚の折り返しミラー(光路変更手段)16a,17a(16b,17b)を配置した。
はじめに、レンズの遅相軸の配向角変化に関して説明する。
レーザ回転角θrが0度である場合、光源1a(1b)からの光束は偏向面5a(5b)にP偏向で入射し、第1の折り返しミラー16a(16b)、及び第2の折り返しミラー17a(17b)には、レーザ光束の偏光方向が結像レンズ15a(15b)の軸上光線のみS偏光状態の直線偏光となるように入射する。図7(a)は、走査ユニットS1における光源1a側から、光偏光器5に向かって眺めた、直線偏光の方向を示す概略図である。偏光面5aに対してP偏光とするため、同図中矢印マークで示したレーザ直線偏光の振動方向の向きは、主走査方向(Y方向)と同一の方向となる。以下、レーザ直線偏光の振動方向の向きとY軸との為す角度を「レーザ偏光角θr’」と称する。
同図において、x軸、y軸を含む平面を主走査断面として示している。走査用光束が点Oから点Aに向かってx軸(軸上光束と同一方向)と角度α(°)をもって進行しているとする。
Rg(γ1a)=Es2・Rs(γ1a)+Ep2・Rp(γ1a)・・・・(4)
全像高で、像高0mmに対して4%以内の照度分布を満たしていることが判る。
同図より、レンズ上でのレーザ偏光角θr’は、先の走査ユニットS1に対して対向側の走査ユニットであることから値が反転して、θr’=+3.92°となる。
同図より、走査レンズ6b上でのレーザ偏光角θr’は、先の走査ユニットS1に対して180度回転対称の走査ユニットであることから値が反転し、更に、レーザ偏光方向θr’も反転していることから、θr’=−3.92°となる。
θ1h(Y1min)×θ1r>0 の場合は、θ2h(Y1min)×θ2r>0
θ1h(Y1min)×θ1r<0 の場合は、θ2h(Y1min)×θ2r<0 ・・・(5)
を満たすレーザ回転角を選択することにより、走査ユニットS1,S2間において、(θh−θr’)の差異を小さくすることができ、走査ユニット間の照度分布差を小さくすることができる。
尚、レーザ偏光角θr’の取り方は、実施例1と同様である。
本実施例における走査ユニットS1とS2では、斜入射方式で光線を偏向面に入射させ、走査レンズ6a(6b)は走査ユニットS1とS2で共通に使用される。走査ユニットS1とS2で、走査レンズ6a(6b)上の光束の通過位置は副走査方向(Z方向)の上下に離れている(図20参照)。副走査方向(Z方向)のシフト量は走査ユニットS1側でプラス方向に0.8mmで、一方、走査ユニットS2側でマイナス方向に0.8mmである。
尚、レーザ偏光角θr’の取り方は、実施例1と同様である。
図28は本発明の実施例1または2の走査光学装置を用いたカラー画像形成装置の要部概略図である。
本実施例は、走査光学装置を2個並べ各々並行して像担持体である感光体ドラム面上に画像情報(静電潜像)を記録するタンデムタイプのカラー画像形成装置である。
同図において、70はカラー画像形成装置、21,23は各々実施例1または2の構成を有する走査光学装置である。51,52,53,54は各々像担持体としての感光体ドラムである。31,32,33,34は各々現像器(現像手段)、61は搬送ベルトである。尚、同図においては現像器で現像されたトナー像を被転写材、転写手段で転写し、転写したトナー像を被転写材に定着させる定着器(定着手段)(不図示)とを有している。
同図において、カラー画像形成装置70には、パーソナルコンピュータ等の外部機器62からR(レッド)、G(グリーン)、B(ブルー)の各色信号(コードデータ)が入力する。これらの色信号は、装置内のプリンタコントローラ63によって、C(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)、B(ブラック)の各画像データに変換されて、それぞれ走査光学装置21,23に入力される。
3a,3b・・・コリメータレンズ
4a,4b・・・シリンドリカルレンズ
5・・・偏向手段(ポリゴンミラー)
5a,5b・・・偏向面
6a,6b,7a,7b・・・走査レンズ(結像レンズ)
8a,8b・・・被走査面(感光ドラム面)
15a、15b・・・結像光学系
21,23・・・走査光学装置
Claims (7)
- 第1の走査ユニットと、第2の走査ユニットと、前記第1の走査ユニットと前記第2の走査ユニットとで共用され、光束を偏向する偏向手段と、を有する走査光学装置であって、
前記第1の走査ユニットは、第1の光源手段と、該第1の光源手段から出射した光束を前記偏向手段の第1の偏向面に導光する第1の入射光学系と、前記第1の偏向面で偏向された光束を第1の被走査面に集光する少なくとも1つの光学素子を含む第1の結像光学手段と、を有し、
前記第2の走査ユニットは、第2の光源手段と、該第2の光源手段から出射した光束を前記偏向手段の前記第1の偏向面とは異なる第2の偏向面に導光する第2の入射光学系と、前記第2の偏向面で偏向された光束を第2の被走査面に集光する少なくとも1つの光学素子を含む第2の結像光学手段と、を有し、
前記偏向手段により、前記第1及び第2の光源手段からの光束のそれぞれは、前記第1及び第2の被走査面のそれぞれを、主走査方向において互いに対向する方向に走査しており、
前記第1の結像光学手段に含まれる前記少なくとも1つの光学素子のうち、光軸方向の厚みの最大値が最も大きな光学素子を第1の光学素子、前記第2の結像光学手段に含まれる前記少なくとも1つの光学素子のうち、光軸方向の厚みの最大値が最も大きな光学素子を第2の光学素子と定義し、前記第1の光源手段からの光束が前記第1の被走査面を前記主走査方向において走査する方向をY軸の正の方向とするとき、
θ1h(Y1min)×θ1r>0 の場合は θ2h(Y1min)×θ2r>0 を満たし、
θ1h(Y1min)×θ1r<0 の場合は θ2h(Y1min)×θ2r<0 を満たすように、
前記第1及び第2の走査ユニットが構成されていることを特徴とする走査光学装置、
ただし、θ1h(y)及びθ2h(y)のそれぞれは、前記第1及び第2の光学素子のそれぞれにおいて、光軸を含みY軸に垂直な平面とY軸との交点をY軸の原点としたときの、Y軸方向における位置yにおける遅相軸の方向と主走査方向とのなす角度である配向角であり、θ1r及びθ2rのそれぞれは、前記第1及び第2の光学素子に到達した光束の偏光方向のそれぞれとY軸とのなす角度であり、Y1minは前記配向角θ1h(y)が最小となる時のY軸方向における位置である。 - 第1の走査ユニットと、第2の走査ユニットと、前記第1の走査ユニットと前記第2の走査ユニットとで共用され、光束を偏向する偏向手段と、を有する走査光学装置であって、
前記第1の走査ユニットは、第1の光源手段と、該第1の光源手段から出射した光束を前記偏向手段の偏向面に導光する第1の入射光学系と、前記偏向面で偏向された該第1の光源手段からの光束を第1の被走査面に集光する少なくとも1つの光学素子を含む第1の結像光学手段と、を有し、
前記第2の走査ユニットは、第2の光源手段と、該第2の光源手段から出射した光束を前記第1の光源手段からの光束を偏向する前記偏向面に導光する第2の入射光学系と、前記偏向面で偏向された該第2の光源手段からの光束を第2の被走査面に集光する少なくとも1つの光学素子を含む第2の結像光学手段と、を有し、
前記第1及び第2の入射光学系は、前記第1及び第2の光源手段からの光束のそれぞれを、副走査断面内において前記偏向面に対して斜めに入射させ、
前記第1の結像光学手段に含まれる前記少なくとも1つの光学素子のうち、光軸方向の厚みの最大値が最も大きな光学素子を第1の光学素子、前記第2の結像光学手段に含まれる前記少なくとも1つの光学素子のうち、光軸方向の厚みの最大値が最も大きな光学素子を第2の光学素子と定義し、前記第1の光源手段からの光束が前記第1の被走査面を走査する方向をY軸の正の方向とするとき、
θ1h(Y1min)×θ1r>0 の場合は、θ2h(Y1min)×θ2r>0 を満たし、
θ1h(Y1min)×θ1r<0 の場合は、θ2h(Y1min)×θ2r<0 を満たすように、
前記第1及び第2の走査ユニットが構成されていることを特徴とする走査光学装置、
ただし、θ1h(y)及びθ2h(y)のそれぞれは、前記第1及び第2の光学素子のそれぞれにおいて、光軸を含みY軸に垂直な平面とY軸との交点をY軸の原点としたときのY軸方向における位置yにおける遅相軸の方向と主走査方向とのなす角度である配向角であり、θ1r及びθ2rのそれぞれは、前記第1及び第2の光学素子に到達した光束の偏光方向のそれぞれとY軸とのなす角度であり、Y1minは前記配向角θ1h(y)が最小となる時のY軸方向における位置である。 - 前記第1及び第2の光学素子はモールド成形により形成され、該モールド成形時に前記第1及び第2の光学素子に対してそれぞれ第1及び第2のゲート部が形成されており、前記第1及び第2の光学素子のそれぞれの光軸の位置に対する前記第1及び第2のゲート部のそれぞれの位置は、前記Y軸方向において同じ位置であり、かつ、前記第1及び第2の結像光学手段のそれぞれの光軸方向において同じ位置であることを特徴とする請求項1又は2に記載の走査光学装置。
- 前記第1及び第2の光源手段のそれぞれは、複数の発光点を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の走査光学装置。
- 請求項1乃至4のいずれか一項に記載の走査光学装置と、外部機器から入力したコードデータを画像信号に変換して前記走査光学装置に入力せしめるプリンタコントローラとを有していることを特徴とする画像形成装置。
- 各々が請求項1乃至4のいずれか一項に記載の走査光学装置と、前記第1及び第2の被走査面のそれぞれに配置される像担持体上に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像器と、該現像されたトナー像を被転写材に転写する転写器と、該転写されたトナー像を前記被転写材に定着させる定着器と、を有していることを特徴とする画像形成装置。
- 外部機器から入力した色信号を異なった色の画像データに変換して前記走査光学装置に入力せしめるプリンタコントローラを備えたことを特徴とする請求項6に記載の画像形成装置。
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