JP5441938B2 - 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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本発明は走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置に関し、例えば電子写真プロセス
を有するレーザービームプリンタ(LBP)やデジタル複写機、マルチファンクションプ
リンタ(多機能プリンタ)等の画像形成装置に好適なものである。
電子写真プロセスを有するレーザービームプリンタやデジタル複写機、マルチファンクションプリンタ等の画像形成装置としての走査光学装置が種々と提案されている(特許文献1参照)。
この種の走査光学装置においては、例えば半導体レーザー等より成る光源手段から出射された光束(光ビーム)をコリメータレンズにより略平行光束に変換し、ポリゴンミラー(回転多面鏡)より成る光偏向器の偏向反射面(偏向面)に導光している。そして光偏向器によって偏向された光束を結像光学系(fθレンズ系)により被走査面上にスポット状に結像させ、該光束で被走査面上を等速走査している。またこの種の走査光学装置においては、偏向方向(主走査方向)と直交する副走査方向(副走査断面内)ではコリメータレンズから射出された略平行光束をシリンドリカルレンズにより偏向反射面またはその近傍に集光する。その後結像光学系で被走査面上に再結像する、所謂倒れ補正光学系を用いている。
近年、レーザービームプリンタやデジタル複写機やマルチファンクションプリンタ等の画像形成装置においては高速な印字速度及び高精細な印字性能が求められている。いずれの場合も単位時間に被走査面を走査する回数を増やす必要があるので、これまでは回転多面鏡の面数を増やしたり、回転多面鏡の回転数を上げて対応してきた。
しかしながらこれらの方法は回転多面鏡が大型化し、駆動モータへの負荷が増大し、昇温や騒音という問題点やコンパクト性が失われるといった新たな問題点が生じている。
そこで光偏向器への負荷を少なくする方法として、例えば光源手段である半導体レーザーの発光部を増やし、同時に複数の光束にて被走査面上を偏向走査する多ビーム走査方式が種々と提案されている。
多ビーム走査方式の光源タイプは大きく分けて2種類ある。
・第1のタイプは単一のレーザ光を発する光源素子を複数個ならべ偏光ビームスプリッタやハーフミラー等の光路合成手段を用いて複数光束を得るタイプである、
・第2のタイプは単一の光源素子上に複数の発光部を構成した、所謂モノリシックなマルチビームタイプである。
第1のタイプは製造しやすく簡易(安価)なシングルレーザ発光素子を用いることができる反面、ビーム合成手段を必要とするため装置全体が複雑化、かつ大型化してしまうという問題点がある。これに対しモノリシックなマルチビームタイプは光源素子さえ製造できれば、ビーム合成手段が不要で走査光学装置をシンプルで、かつ小型化することができる。
このモノリシックなマルチビームタイプの光源素子は大きく分けて2種類ある。それは ・水平方向発光タイプ
・垂直方向発光タイプ
である。いずれも半導体プロセスによって製造されるが、ウエハー基盤面に積層された素子構成に対し、ビームの射出方向が水平方向か垂直方向かということで分類される。
現在一般に使われる半導体レーザは製造のしやすさから水平方向発光タイプが主流となっている。水平方向発光タイプを多ビーム化した場合はビームの配列方向は1次元となる。なお水平方向発光タイプはエッジエミッタタイプと呼ばれることもある。
これに対し垂直方向発光タイプは、その基盤面に対し垂直に光束を射出できることから、発光部を基盤面上に2次元的に配列することができ、面発光型のレーザ光源と呼ばれている。この面発光型のレーザ光源は2次元配列することで発光部数を容易に増やすことが可能であり、近年特に注目されている。
一方、走査光学装置に用いられる結像レンズの光学素子は型によるモールド成形が一般化している。型によるモールド成形は一度型を作成してしまえば、複雑な形状のレンズでも安定的に簡易に製造できるメリットがある。またモールド成形品では非球面形状を積極的に取り入れ、光学性能の改善やレンズ枚数の削減などを容易にしている。特に古くから考案されてきたのはレンズ面の主走査方向の非球面化で、これにより主走査方向のコマ収差やfθ特性の改善が図られてきている。
これに対しレンズ面の副走査方向の非球面化を試みた走査光学装置が種々と提案されている(特許文献2〜6参照)。
これら走査光学装置が解決しようとする課題は大きく分けて次の2つがある。
・副走査方向の波面(球面)収差の補正を目的とするもの(特許文献2〜4等)
・走査線湾曲を低減するもの(特許文献5、6)
である。
特許文献2〜4等では特に副走査方向の光束幅が増大したことで発生する球面収差の影響により、近軸像面とベストスポット像面が一致しないことを改善している。特許文献5、6では副走査断面内で斜入射させた光束が結像レンズ面の光軸から離れた場所を通る。この結果、結像レンズの球面収差により被走査面上の結像点の照射高さが光軸より大きくずれて走査線の湾曲となることを改善している。
特開2003−156704号公報 特開2001−021824号公報 特開平2−157809号公報 特開平9−90254号公報 特開2000−121977号公報 特開2004−70108号公報
上記のようなビーム数を増やし発光部を2次元配列した面発光型のレーザ光源は副走査方向に画角を持つように配置した方が主走査ジッターに対して有利となる。
ここで主走査ジッタ−とは、レーザチップの発光部間隔がある程度離れており、主走査方向のスポット間隔が所定の幅を有することになるため、2つの光束は主走査方向に相互に角度を成して伝搬することになる。その結果、感光ドラム上の同じ主走査方向の位置の点を露光(走査)する際にはポリゴンミラーの回転位置が各々異なる位置になり、異なる時刻にそれぞれの光束で露光を行うことにならざるを得ない。従って、結像レンズ(fθレンズ)中を通過する位置(光軸からの距離)も主走査方向に異なることになり、該結像レンズ中の主走査方向の通過位置の違いの為に効果が十分発揮できない。つまり、複数の光束の各主光線がポリゴンミラー上で別々の場所を通ることに起因し、主走査方向の同じ像高に向かうそれぞれ複数の光束が結像レンズ面上の別々のところを通過することでジッタ−が生ずる。
この主走査ジッタ−を低減するためには主走査方向の画角を小さくなるように、即ち副走査方向への画角が大きくなるようにレーザ光源を配置すればよい。
しかしながら、副走査方向に大きな画角になることで次のような課題が生じてくる。すなわち
・副走査断面内での像面湾曲により、ビーム間で像面湾曲が生じる、
・副走査断面内での歪曲(DIST)により、ビーム間が不均一になる、
ということである。
例えば特許文献1に記載の入射光学系にF(焦点距離)=16.3のコリメータレンズ、副走査方向のF(焦点距離)がF=36.0のシリンダーレンズを設けている。そしてレーザ光源に面発光型のレーザ光源を使用し、該レーザ光源が副走査方向に画角を持って設けられた場合の各収差の状況を図21と図22に示す。
図21は副走査方向の近軸像面を示しており、縦軸が副走査方向の近軸像面(副走査像面)であり、横軸が被走査面上の主走査方向の像高(走査像高)を示している。レーザ光源の発光部がコリメータレンズの光軸から副走査方向にZ=0.000mm〜0.100mmの範囲を0.02mmピッチで画角を変化させた際について示している。
図21から明らかなように発光部の副走査方向の画角(副走査画角)が大きくなると副走査像面がマイナス方向へシフトし、像面湾曲を生じていくことがわかる。特にその変化が大きいのが走査像高が軸上近傍領域であり、走査画角を固定したとき、副走査画角(レーザ光源の画角でZ=0.000mm〜0.100mm)に対して副走査像面が湾曲していることになる。副走査画角が小さい領域(この事例ではレーザ光源の画角Z=0.02程度)であれば副走査像面の変動は小さく問題は小さいが、面発光型のレーザ光源を使用し、副走査画角大きくなると無視できない量になる。
図22は被走査面上での副走査方向の結像点の照射高さを示しており、横軸が被走査面上の主走査方向の像高(走査像高)であり、縦軸が副走査方向の結像点の照射高さを示している。レーザ光源の発光部がコリメータレンズの光軸から副走査方向にZ=0.000mm〜0.100mmの範囲を0.02mmピッチで画角を変化させた際について示している。
図22から明らかなように発光部の副走査画角が大きくなると副走査方向の結像点の照射高さが主走査方向の像高の増大に伴ってプラス方向へシフトし、走査線湾曲を生じていくことがわかる。これから複数のビームの副走査方向の間隔(副走査ピッチ)が主走査像高によって変化してしまうといえる。特にその変化が大きいのが走査像高が大きい領域であり、ここでは副走査方向の歪曲(DIST)が生じている。そして副走査画角が小さい領域(この事例ではレーザ光源の画角Z=0.02程度)であれば複数のビームの副走査ピッチの変動は小さく問題は小さいが、面発光型のレーザ光源を使用し、副走査画角が大きくなると無視できない量になる。
尚、特許文献2では副走査方向に画角を持つように配置された複数ビームの収差補正について述べているが、その副走査方向の画角は高々±0.021mmであり、図21、図22の画角が非常に小さい場合に相当する。また明細書中でもビーム間の収差の違いを補償する概念は開示されていない。
さらに別の問題としてスポットの微細化のために副走査方向のビーム径を太くすると、
・波面収差の影響が大きくなる、
という問題点も生じる。
この問題点に対して特許文献2では副走査方向のビーム径が最大になる面に非球面を導入して補正しているが、副走査方向に画角を持つように配置されたレーザ光源に対しては不充分である。なぜなら副走査方向に画角を持つ光束は、光学面上の光軸から離れた場所を通る場合はコマ収差を生じ、光束幅を大きくするとコマ収差がより大きく生ずるようになるからである。レンズ面上の通過位置が異なる複数の光束のコマ収差に対して特許文献2での構成では補正が難しい。
本発明は副走査断面内の像面湾曲や歪曲(DIST)などの収差を良好に補正し、良好なる光学性能を得ることができる走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置の提供を目的とする。
この他本発明は光源手段に面発光型のレーザ光源を用い、副走査方向に大きく画角を有する複数の光束を同時に偏向走査し描画するのに好適な走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置の提供を目的とする。
本願発明に係る走査光学装置は、複数の発光部を含む面発光型のレーザ光源と、前記複数の発光部から射出された複数の光束を他の状態の光束に変換する集光素子を含む第1の光学系と、前記第1の光学系から光束を偏向する偏向手段と、前記偏向手段からの光束により被走査面上に像を形成する第2の光学系と、を有する走査光学装置であって、前記複数の発光部は、少なくとも副走査方向において互いに離間して配置されており、副走査方向の画角の変化によって生じる前記第1の光学系の副走査方向の像面湾曲の変化方向と、副走査方向の画角の変化によって生じる前記第2の光学系の副走査方向の像面湾曲の変化方向と、が逆方向となるように、前記集光素子の光学面と、前記第2の光学系を構成する少なくとも1つの結像光学素子の光学面と、が副走査断面内において非円弧形状となっていることを特徴としている。
本発明によれば光源手段として面発光型のレーザ光源を用いた際でも、副走査断面内における像面湾曲や歪曲(DIST)などの収差が少なく、良好なる光学性能の走査光学装置及びそれを用いた画像形成装置を達成することができる。
参考例1の主走査断面図 参考例1の副走査断面図 参考例1の副走査像面を示す図 参考例1の像面上の副走査方向の結像点の照射高さを示す図 参考例1の各面の光線高さを示す図 本発明の実施例の主走査断面図 本発明の実施例の副走査像面を示す図 本発明の実施例の像面上の副走査方向の結像点の照射高さを示す図 本発明の実施例の各面の光線高さを示す図 参考例2の副走査像面を示す図 参考例2の像面上の副走査方向の結像点の照射高さを示す図 参考例2の各面の光線高さを示す図 参考例3の主走査断面図 参考例3の副走査像面を示す図 参考例3の像面上の副走査方向の結像点の照射高さを示す図 参考例3の各面の光線高さを示す図 参考例4の副走査像面を示す図 参考例4の像面上の副走査方向の結像点の照射高さを示す図 参考例4の各面の光線高さを示す図 本発明の画像形成装置の実施例を示す副走査断面図 本発明のカラー画像形成装置の実施例を示す副走査断面図 従来例の各面の光線高さを示す図 従来例の像面上の副走査方向の結像点の照射高さを示す図
以下、図面を用いて本発明の参考例、実施例を説明する。
(参考例1)
図1Aは本発明の走査光学装置の参考例1の主走査方向の要部断面図(主走査断面図)、図1Bは本発明の走査光学装置の参考例1の副走査方向の要部断面図(副走査断面図)である。
ここで、主走査方向とは回転多面鏡の回転軸及び結像光学系の光軸に垂直な方向(回転多面鏡で光束が反射偏向(偏向走査)される方向)である。副走査方向とは回転多面鏡の回転軸と平行な方向である。また主走査断面とは主走査方向と結像光学系の光軸を含む平面である。また副走査断面とは主走査断面と垂直な断面である。
図1A、図1Bの構成及び光学的作用について説明する。
図中、1は複数の発光部を有する単一の面発光型のレーザ光源であり、該複数の発光部は副走査方向に離間して配置されている。
2は集光手段としてのコリメータレンズ(集光レンズ)(集光素子)であり、光源手段1から放射された光束を略平行光束に変換している。
3は開口絞りであり、通過光束を制限してビーム形状を整形(光軸に対する断面が楕円形状)している。
4はレンズ系(シリンドリカルレンズ)であり、副走査方向にのみ所定のパワーを有しており、開口絞り3を通過した光束を副走査断面内で後述する光偏向器5の偏向面(反射面)5aにほぼ線像として結像させている。
尚、コリメータレンズ2、開口絞り3、そしてシリンドリカルレンズ(シリンダレンズ)4等の各要素は第1光学手段(入射光学系)(第1の光学系)LAの一要素を構成している。尚、コリメータレンズ2とシリンドリカルレンズ4を1つの光学素子(アナモフィックレンズ)より構成しても良い。
5は偏向手段としての光偏向器であり、例えばφ20(直径20mmの円)に内接する4面構成のポリゴンミラー(回転多面鏡)より成っており、モーター等の駆動手段(不図示)により図中矢印A方向に一定速度で回転している。本参考例におけるポリゴンミラー5の偏向反射面(偏向面)5aの主走査方向の幅は14.1mmである。
6は第2光学手段としての結像光学系(fθレンズ系)(第2の光学系)であり、樹脂製(プラスチック製)の材料より成る第1、第2の結像レンズ61,62を有している。第2光学手段6は光偏向器5によって反射偏向された画像情報に基づく光束を被走査面としての感光ドラム面7上に結像させ、かつ副走査断面内においては光偏向器5の偏向面5aと感光ドラム面7との間を共役関係にすることにより面倒れ補正を行っている。
樹脂製の第1、第2の結像レンズ61、62は共に金型に樹脂を充填させ、冷却後に型から取り出す既知の成形技術にて製造される。これによりガラスレンズを使用した従来の結像レンズより簡易(安価)に製造できる。
第1の結像レンズ61は後述する表1-1に示す如く主に主走査方向に正のパワーを有し、レンズ面形状は後述する与式(a)〜(d)の関数で表現された非球面形状より成っている。
第1の結像レンズ61は副走査断面内(副走査方向)のパワーより主走査断面内(主走査方向)のパワーの方が大きい。また主走査断面内において入射面が非円弧形状で、光偏向器5側に凹面を向けたメニスカス形状より成っている。また副走査断面内においては入射面と出射面が共に副走査方向にフラットなシリンダー形状より成っている。尚、必ずしも完全なフラットである必要は無く、多少のパワーを有していても良い。
第1の結像レンズ61は入射した光束に対し主に主走査方向の結像を担っている。
一方、第2の結像レンズ62は後述する表1-1に示す如く主走査方向と副走査方向でパワーの異なるアナモフィックレンズより成っている。第2の結像レンズ62は入射面が表1-1の表現式Aで与えられ、出射面が表1-1の表現式Bで与えられる関数で表現された非球面形状である。特に出射面(光学面)が副走査断面内において非円弧形状(副走査非円弧)より成っている。
第2の結像レンズ62は主走査断面内のパワーより副走査断面内のパワーの方が大きく、かつ主走査断面内において入射面が円弧形状で、出射面が非円弧形状より成っている。
第2の結像レンズ62の主走査断面内のレンズ面形状は光軸に対して非対称であり、軸上近傍の主走査方向は略ノンパワーである。副走査断面内のレンズ面形状は入射面が曲率の緩い凹面形状、出射面が副走査方向に非円弧形状で軸上から軸外にかけて曲率が徐々に変化する凸面形状で、光軸に対して非対称形状をしている。
第2の結像レンズ62は入射した光束に対し主に副走査方向の結像をしている。また主走査方向において若干の歪曲収差の補正を担っている。
尚、第1、第2の結像レンズ61、62の形状は必ずしも表1-1に示されるような非球面量を使った関数表現式で表される必要はなく、既知の表現式、またはこれと等価な表現方法で表されるものでも良い。また第1、第2の結像レンズ61、62は必ずしも光軸を挟んだ対称性、非対称性が本参考例のような関係になくても既知の構成であっても良い。
7は被走査面としての感光ドラム面である。
次に本参考例における走査光学装置の諸元を表1-1に示す。尚、長さの単位は「mm」、角度は「度」、解像度は「ドット/インチ」である。以下、同様である。
ただし、第1、第2の結像レンズ61,62の面形状の表現式Aを以下のように定義している。
第1、第2の結像レンズ61,62の面形状:表現式A
主走査方向が10次までの関数で表せる非球面形状、光軸との交点を原点とし、光軸方向をx軸、主走査面内において光軸と直交する軸をy軸、副走査面内において光軸と直交する軸をz軸としたとき、主走査方向と対応する母線方向が、
(但し、Rは曲率半径、K、B、B、B、B10は非球面係数)
副走査方向(光軸を含み主走査方向に対して直交する方向)と対応する子線方向が、
ここで r’=r0(1+D2Y2+D4Y+D6Y+D8Y+D10Y10
(但し、r0は光軸上の子線曲率半径、D2、D4、D6、D8、D10は係数)
また副走査断面内に非球面形状を有する第2の結像レンズ62の面形状の表現式Bを以下のように定義する。
第2の結像レンズ62の面形状:表現式B
主走査方向が10次までの関数で表せる非球面形状、光軸との交点を原点とし、光軸方向をx軸、主走査面内において光軸と直交する軸をy軸、副走査面内において光軸と直交する軸をz軸としたとき、主走査方向と対応する母線方向が、
(但し、Rは曲率半径、K、B、B、B、B10は非球面係数)
副走査方向(光軸を含み主走査方向に対して直交する方向)と対応する子線方向の母線からのサグ量S’が、
S’=ΣEij ‥‥‥(d)
(但し Eijは係数、iとjは0以上の整数)
とする。このときj=2が副走査方向の球面成分であり、j≠2が副走査方向の非球面量を示す副走査方向の非円弧形状を与えている。
参考例においてレーザ光源1から出射した複数の発散光束はコリメータレンズ2により平行光束に変換され、開口絞り3によって該光束(光量)が制限され、シリンドリカルレンズ4に入射している。シリンドリカルレンズ4に入射した平行光束のうち主走査断面においてはそのままの状態で射出する。また副走査断面内においては収束して光偏向器5の偏向面5aにほぼ線像(主走査方向に長手の線像)として結像している。そして光偏向器5の偏向面5aで反射偏向された複数の光束は第1、第2の結像レンズ61,62を介して感光ドラム面7上にスポット状に結像される。そして該光偏向器5を矢印A方向に回転させることによって、該感光ドラム面7上を矢印B方向(主走査方向)に等速度で光走査している。これにより記録媒体としての感光ドラム面7上に画像記録を行なっている。
ここでコリメータレンズ2の最大イメージサークルISとは複数の発光部からの光束を集光して光学的性能を保障して後続する光学素子に導光することができる範囲(直径)を言う。換言すると複数の発光部の光軸からの最大高さをYmax、コリメータレンズ2の焦点距離をfとするとき、該コリメータレンズ2が
Ymax=f・tanω
を満たす画角ω以上を有していることを言う。
また参考例においてはコリメータレンズ2の焦点距離をFcol、副走査断面内における複数の発光部の光軸からの距離のうち最大値をL、該第2の結像レンズ62(結像光学素子Ga)の出射面と光偏向器5との光軸方向の距離をSIとする。また入射光学系LAの副走査方向の結像倍率をβ、コリメータレンズ2の入射側の副走査断面内のF値をFnoとするとき、
0.10<|{(SI/Fcol)+β}×L/{SI/(Fno×β×2)}|<5.43 ‥‥(3)
なる条件を満足している。
条件式(3)は良好なる収差補正を実現するための条件である。条件式(3)の下限値を越えると非球面の効果が十分に得られず副走査断面内の像面湾曲の低減が達成できなく成ってくるので良くない。また条件式(3)の上限値を越えると走査像高ごとの歪曲(DIST)の一様性が得られにくくなり複数の光束の副走査方向の間隔(副走査ピッチ)が走査像高ごとに変動してしまうので良くない。
更に望ましくは条件式(4)を次の如く設定するのが良い。
0.13<|{(SI/Fcol)+β}×L/{SI/(Fno×β×2)}
|<3.98
‥‥(4)
次に本参考例の各条件式(3)〜(4)の諸数値を表1-2に示す。
参考例は各条件式(3)〜(4)を表1-2に示す如く全て満たしている。
尚,表1-2では被走査面(感光ドラム面)上の副走査方向のピッチが1200DPIとなるように想定し、レーザ光源1の副走査方向の配列数を4〜32と変えた場合について記載してある。レーザ光源1の配列はピッチ30μmで配列方向は副走査方向に一致させた(⇒レーザ回転角0°)。
さらに表1-2の応用例を表1-3に示す。表1-3は被走査面(感光ドラム面)上の副走査方向のピッチが2400DPIとなるように想定し、レーザ光源1の副走査方向の配列数を4〜32と変えた場合について記載してある。レーザ光源1の配列はピッチ30μmで配列方向は副走査方向から60度、光軸回りに回転させた。
参考例における応用例は各条件式(3)〜(4)を表1-3に示す如く全て満たしている。
レーザ光源1が副走査方向に画角を持ったときの各収差の状況を図2及び図3に示す。
図2は副走査方向の近軸像面を示しており、縦軸が副走査方向の近軸像面(副走査像面)であり、横軸が被走査面上の主走査方向の像高(走査像高)を示している。レーザ光源1の発光部がコリメータレンズ2の光軸から副走査方向にZ=0.000mm〜0.300mmの範囲を0.06mmピッチで画角を変化させた際について示している。図2から明らかなように従来例の図21と比較して発光部の副走査画角が大きくなっても副走査像面がほとんど変動しない(像面湾曲が生じにくい)ことが分かる。
従来例はコリメータレンズやシリンドリカルレンズ等から成る入射光学系(第1光学手段)と結像レンズから成る結像光学系(第2光学手段)とで個別に副走査方向の画角の変化によって副走査方向の像面湾曲が生じる。この像面湾曲がトータルとして図21の像面湾曲の変化になっていた。
これに対し本参考例は副走査方向の画角の変化によって生じる副走査方向の像面湾曲が入射光学系LAの収差の変化方向と結像光学系6の収差の変化方向とが逆方向となるように、即ち相殺するようにして、図2に示すような良好なる像面を得ている。
図3は被走査面上での副走査方向の結像点の照射高さを示した図である。同図において縦軸が副走査方向の結像点の照射高さを示しており、横軸が被走査面上の主走査方向の像高(走査像高)を示している。またレーザ光源1の発光部がコリメータレンズ2の光軸から副走査方向にZ=0.000mm〜0.300mmの範囲を0.06mmピッチで画角を変化させた際について示している。
図3から明らかなように従来例の図22に比較して発光部の副走査画角が大きくなっても複数のビームの副走査方向の間隔(副走査ピッチ)が走査像高によって変化していない。従来例の図22は副走査ピッチの変化が大きいのが走査像高が大きい領域であったが、本参考例ではピッチの一様性が達成されている。つまり本参考例では副走査方向の歪曲(DIST)が補正されている。
従来例はコリメータレンズやシリンドリカルレンズ等から成る入射光学系(第1光学手段)と結像レンズから成る結像光学系(第2光学手段)とで個別に副走査方向の画角の変化によって副走査方向の歪曲(DIST)が生じる。この歪曲がトータルとして図22の副走査方向の歪曲(DIST)の変化になっていた。
これに対し本参考例は副走査方向の画角の変化によって生じる副走査方向の歪曲(DIST)が入射光学系LAの収差の変化方向と結像光学系6の収差の変化方向とが逆方向となるように、即ち相殺するようにしている。これによって図3に示すような良好なる走査線(均一な結像点の照射高さ)を得ている。
次に図4は副走査断面内で光軸から一番遠くにある発光部から射出された光束の主光線が各光学素子を通過する副走査方向の位置を、光軸から発光部までの距離を1に正規化して記載して示したグラフである。
同図に示すように光軸から一番遠くを通過する光学素子は第2の結像レンズ62であり、その出射面の形状を副走査断面内において非円弧形状としている。
このように本参考例では上記の如く本装置を構成することにより、副走査断面内の像面湾曲や歪曲(DIST)などの収差を良好に補正することができる。
尚、本参考例では結像光学系6を2枚のレンズより構成したが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば単玉、あるいは3枚以上のレンズ構成であってもよく、また回折光学素子を含ませて構成しても良い。また結像光学系6を構成する光学素子の材料はプラスチック製に限られるものではなく、例えばガラス製であっても良い。
(実施例)
図5は本発明の走査光学装置の実施例の主走査方向の要部断面図(主走査断面図)である。同図において図1に示した要素と同一要素には同符番を付している。
本実施例において前述の参考例1と特に異なる点は、絞り3に隣接した(すなわち絞り3に最も近い位置に配置された)コリメータレンズ20の出射面を非球面形状としたことである。その他の構成及び光学的作用は参考例1と同様であり、これにより同様な効果を得ている。
即ち、同図において20は集光手段としてのコリメータレンズ(集光レンズ)であり、出射面が非球面形状であり、レーザ光源1から放射された発散光束を略平行光束に変換している。本実施例では特に副走査方向に画角の大小によらず光束が絞り3近傍で略オーバーラップしており、コリメータレンズ20の絞り3側の出射面を副走査断面内において非円弧形状とし、上記と同様な非球面効果を得ている。これにより本実施例では副走査方向に画角を持つ光束でも波面収差を良好に補正することができる。
本実施例ではレンズ面上の光束の通過位置が異なる複数の光束が近接したレンズ面を副走査断面内において非球面とすることで個々の光束のコマ収差に対して収差を良好に補正することができる。
次に本実施例における走査光学装置の諸元を表2-1に示す。尚、表現式は前述の参考例1と同様である。また各条件式(3)〜(4)の諸数値を表2-2に示す。
本実施例は各条件式(3)〜(4)を表2−2に示す如く全て満たしている。
尚,表2-2では被走査面(感光ドラム面)上の副走査方向のピッチが1200DPIとなるように想定し、レーザ光源1の副走査方向の配列数を4〜32と変えた場合について記載してある。レーザ光源1の配列はピッチ30μmで配列方向は副走査方向に一致させた(⇒レーザ回転角0°)。
レーザ光源1が副走査方向に画角を持ったときの各収差の状況を図6及び図7に示す。
図6は副走査方向の近軸像面を示しており、縦軸が副走査方向の近軸像面(副走査像面)であり、横軸が被走査面上の主走査方向の像高(走査像高)を示している。レーザ光源1の発光部がコリメータレンズ20の光軸から副走査方向にZ=0.000mm〜0.300mmの範囲を0.06mmピッチで画角を変化させた際について示している。図6から明らかなように従来例の図21と比較して発光部の副走査画角が大きくなっても副走査像面がほとんど変動しない(像面湾曲が生じにくい)ことが分かる。
従来例はコリメータレンズやシリンドリカルレンズ等から成る入射光学系(第1光学手段)と結像レンズから成る結像光学系(第2光学手段)とで個別に副走査方向の画角の変化によって副走査方向の像面湾曲が生じる。この像面湾曲がトータルとして図21の像面湾曲の変化になっていた。
これに対し本実施例は副走査方向の画角の変化によって生じる副走査方向の像面湾曲が入射光学系LAの収差の変化方向と結像光学系6の収差の変化方向とが逆方向となるように、即ち相殺するようにして、図6に示すような良好なる像面を得ている。
図7は被走査面上での副走査方向の結像点の照射高さを示した図である。同図において縦軸が副走査方向の結像点の照射高さを示しており、横軸が被走査面上の主走査方向の像高(走査像高)を示している。またレーザ光源1の発光部がコリメータレンズ2の光軸から副走査方向にZ=0.000mm〜0.300mmの範囲を0.06mmピッチで画角を変化させた際について示している。
図7から明らかなように従来例の図22に比較して発光部の副走査画角が大きくなっても複数のビームの副走査方向の間隔(副走査ピッチ)が走査像高によって変化していない。従来例の図22は副走査ピッチの変化が大きいのが走査像高が大きい領域であったが、本実施例ではピッチの一様性が達成されている。つまり本実施例では副走査方向の歪曲(DIST)が補正されている。
従来例はコリメータレンズやシリンドリカルレンズ等から成る入射光学系(第1光学手段)と結像レンズから成る結像光学系(第2光
学手段)とで個別に副走査方向の画角の変化によって副走査方向の歪曲(DIST)が生じる。この歪曲がトータルとして図22の副走査方向の歪曲(DIST)の変化になっていた。
これに対し本実施例は副走査方向の画角の変化によって生じる副走査方向の歪曲(DIST)が入射光学系LAの収差の変化方向と結像光学系6の収差の変化方向とが逆方向となるように、即ち相殺するようにしている。これにより図7に示すような良好なる走査線(均一な結像点の照射高さ)を得ている。
次に図8は副走査断面内で光軸から一番遠くにある発光部から射出された光束の主光線が各光学素子を通過する副走査方向の位置を、光軸から発光部までの距離を1に正規化して記載して示したグラフである。
同図に示すように光軸から一番遠くを通過する光学素子は第2の結像レンズ62であり、その出射面の形状を副走査断面内において非円弧形状としている。
(参考例2)
次に本発明の走査光学装置に参考例2について説明する。光学系は前記図1に示す構成と同様である。
参考例において前述の参考例1と異なる点はアナモフィックレンズより成る第2の結像レンズ62のレンズ面形状として入射面を表現式Bで与え、出射面を表現式Aで与えた関数で表現した非球面形状より構成したことである。その他の構成及び光学的作用は参考例1と同様であり、これにより同様な効果を得ている。
即ち、本参考例における第2の結像レンズ62は、入射面が表現式Bで与えられ、出射面が表現式Aで与えられる関数で表現された非球面形状より成っている。特に第2の結像レンズ62は入射面が副走査断面内で非円弧形状と成っている。
次に本参考例における走査光学装置の諸元を表3-1に示す。尚、表現式は前述の参考例1と同様である。
次に結像光学系6の構成と光学的作用について説明する。
結像光学系は樹脂製の第1、第2の結像レンズ61、62の2枚構成より成り、光偏向器5で反射偏向された光束を被走査面7上に結像し、ビームスポットを形成すると共に被走査面7上を等速走査する。
樹脂製の第1、第2の結像レンズ61,62は共に金型に樹脂を充填させ、冷却後に型から取り出す既知の成形技術にて製造される。これによりガラスレンズを使用した従来の結像レンズより簡易(安価)に製造できる。
第1の結像レンズ61は上記表3-1に示す如く主に主走査方向にパワーを有し、レンズ面形状は与式(a)〜(d)の関数で表現された非球面形状より成っている。本参考例における第1の結像レンズ61は副走査断面内(副走査方向)のパワーより主走査断面内(主走査方向)のパワーの方が大きく、かつ主走査断面内において入射面が非円弧形状で、光偏向器5側に凹面を向けたメニスカス形状より成っている。また副走査断面内においては入射面と出射面が共に副走査方向にフラットなシリンダー形状より成っている。尚、参考例1と同様必ずしも完全なフラットである必要は無い。
第1の結像レンズ61は入射した光束に対し主に主走査方向の結像を担うことになる。
一方、第2の結像レンズ62は上記表3-1に示す如く主走査方向と副走査方向でパワーの異なるアナモフィックレンズより成っている。
前述の参考例1と違うのは第2の結像レンズ62は入射面が表現式Bで与えられ、出射面が表現式Aで与えられる関数で表現された非球面形状である。特に入射面が副走査断面内において非円弧形状となっている。
第2の結像レンズ62は主走査断面内のパワーより副走査断面内のパワーの方が大きく、かつ主走査断面内において入射面が円弧形状で、出射面が非円弧形状より成り、また副走査断面において入射面が非円弧形状で、出射面が円弧形状より成っている。
第2の結像レンズ62の主走査断面内のレンズ面形状は光軸に対して非対称であり、軸上近傍の主走査方向は略ノンパワーである。副走査断面内のレンズ面は入射面が軸上から軸外にかけて曲率が徐々に変化する凸面形状で、出射面が副走査方向にも非円弧形状で、光軸に対して非対称形状をしている。
第2の結像レンズ62は入射した光束に対し主に副走査方向の結像及び主走査方向の若干の歪曲収差の補正を担っている。
第1、第2の結像レンズ61、62からなる結像光学系6による副走査方向の結像関係は偏向反射面5aと被走査面7が略共役関係となる所謂面倒れ補正光学系となっている。
尚、第1、第2の結像レンズ61、62は必ずしも表3−1に示されるような関数表現式である必要はなく、既知の表現式であっても良い。
次に本参考例の各条件式(3)〜(4)の諸数値を表3-2に示す。
参考例は各条件式(3)〜(4)を表3−2に示す如く全て満たしている。
尚、表3-2では被走査面(感光ドラム面)上の副走査方向のピッチが1200DPIとなるように想定し、レーザ光源1の副走査方向の配列数を4〜32と変えた場合について記載してある。レーザ光源1の配列はピッチ30μmで配列方向は副走査方向に一致させた(⇒レーザ回転角0°)。
レーザ光源1が副走査方向に画角を持ったときの各収差の状況を図9及び図10に示す。
図9は副走査方向の近軸像面を示しており、縦軸が副走査方向の近軸像面(副走査像面)であり、横軸が被走査面上の主走査方向の像高(走査像高)を示している。レーザ光源1の発光部がコリメータレンズ2の光軸から副走査方向にZ=0.000mm〜0.300mmの範囲を0.06mmピッチで画角を変化させた際について示している。図9から明らかなように従来例の図21と比較して発光部の副走査画角が大きくなっても副走査像面がほとんど変動しない(像面湾曲が生じにくい)ことが分かる。
従来例はコリメータレンズやシリンドリカルレンズ等から成る入射光学系(第1光学手段)と結像レンズから成る結像光学系(第2光学手段)とで個別に副走査方向の画角の変化によって副走査方向の像面湾曲が生じる。この像面湾曲がトータルとして図21の像面湾曲の変化になっていた。
これに対し本参考例は副走査方向の画角の変化によって生じる副走査方向の像面湾曲が入射光学系LAの収差の変化方向と結像光学系6の収差の変化方向とが逆方向となるように、即ち相殺するようにして、図9に示すような良好なる像面を得ている。
図10は被走査面上での副走査方向の結像点の照射高さを示した図である。同図において縦軸が副走査方向の結像点の照射高さを示しており、横軸が被走査面上の主走査方向の像高(走査像高)を示している。またレーザ光源1の発光部がコリメータレンズ2の光軸から副走査方向にZ=0.000mm〜0.300mmの範囲を0.06mmピッチで画角を変化させた際について示している。
図10から明らかなように従来例の図22に比較して発光部の副走査画角が大きくなっても複数のビームの副走査方向の間隔(副走査ピッチ)が走査像高によって変化していない。従来例の図22は副走査ピッチの変化が大きいのが走査像高が大きい領域であったが、本参考例ではピッチの一様性が達成されている。つまり本参考例では副走査方向の歪曲(DIST)が補正されている。
従来例はコリメータレンズやシリンドリカルレンズ等から成る入射光学系(第1光学手段)と結像レンズから成る結像光学系(第2光学手段)とで個別に副走査方向の画角の変化によって副走査方向の歪曲(DIST)が生じる。この歪曲がトータルとして図22の副走査方向の歪曲(DIST)の変化になっていた。
これに対し本参考例は副走査方向の画角の変化によって生じる副走査方向の歪曲(DIST)が入射光学系LAの収差の変化方向と結像光学系6の収差の変化方向とが逆方向となるように、即ち相殺するようにしている。これにより図10に示すような良好なる走査線(均一な結像点の照射高さ)を得ている。
次に図11は副走査断面内で光軸から一番遠くにある発光部から射出された光束の主光線が各光学素子を通過する副走査方向の位置を、光軸から発光部までの距離を1に正規化して記載して示したグラフである。
同図に示すように光軸から一番遠くを通過する光学素子は第2の結像レンズ62であり、その出射面の形状を副走査断面内において非円弧形状としている。
(参考例3)
図12は本発明の走査光学装置の参考例3の主走査方向の要部断面図(主走査断面図)である。同図において図1に示した要素と同一要素には同符番を付している。
参考例において前述の参考例1と異なる点は複数の発光部の副走査方向の離間距離を異ならせて構成したことである。その他の構成及び光学的作用は参考例1と同様であり、これにより同様な効果を得ている。
次に本参考例における走査光学装置の諸元を表4-1に示す。尚、表現式は前述の参考例1と同様である。また各条件式(3)〜(4)の諸数値を表4-2に示す。
参考例は各条件式(3)〜(4)を表4−2に示す如く全て満たしている。
尚,表4-2では被走査面(感光ドラム面)上の副走査方向のピッチが1200DPIとなるように想定し、レーザ光源1の副走査方向の配列数を4〜32と変えた場合について記載してある。レーザ光源1の配列はピッチ10μmで配列方向は副走査方向に一致させた(⇒レーザ回転角0°)。
レーザ光源1が副走査方向に画角を持ったときの各収差の状況を図13及び図14に示す。
図13は副走査方向の近軸像面を示しており、縦軸が副走査方向の近軸像面(副走査像面)であり、横軸が被走査面上の主走査方向の像高(走査像高)を示している。レーザ光源1の発光部がコリメータレンズ2の光軸から副走査方向にZ=0.000mm〜0.100mmの範囲を0.02mmピッチで画角を変化させた際について示している。図13から明らかなように従来例の図21と比較して発光部の副走査画角が大きくなっても副走査像面がほとんど変動しない(像面湾曲が生じにくい)ことが分かる。
従来例はコリメータレンズやシリンドリカルレンズ等から成る入射光学系(第1光学手段)と結像レンズから成る結像光学系(第2光学手段)とで個別に副走査方向の画角の変化によって副走査方向の像面湾曲が生じる。この像面湾曲がトータルとして図21の像面湾曲の変化になっていた。
これに対し本参考例は副走査方向の画角の変化によって生じる副走査方向の像面湾曲が入射光学系LAの収差の変化方向と結像光学系6の収差の変化方向とが逆方向となるように、即ち相殺するようにして、図13に示すような良好なる像面を得ている。
図14は被走査面上での副走査方向の結像点の照射高さを示した図である。同図において縦軸が副走査方向の結像点の照射高さを示しており、横軸が被走査面上の主走査方向の像高(走査像高)を示している。またレーザ光源1の発光部がコリメータレンズ2の光軸から副走査方向にZ=0.000mm〜0.100mmの範囲を0.02mmピッチで画角を変化させた際について示している。
図14から明らかなように従来例の図22に比較して発光部の副走査画角が大きくなっても複数のビームの副走査方向の間隔(副走査ピッチ)が走査像高によって変化していない。従来例の図22は副走査ピッチの変化が大きいのが走査像高が大きい領域であったが、本参考例ではピッチの一様性が達成されている。つまり本参考例では副走査方向の歪曲(DIST)が補正されている。
従来例はコリメータレンズやシリンドリカルレンズ等から成る入射光学系(第1光学手段)と結像レンズから成る結像光学系(第2光学手段)とで個別に副走査方向の画角の変化によって副走査方向の歪曲(DIST)が生じる。この歪曲がトータルとして図22の副走査方向の歪曲(DIST)の変化になっていた。
これに対し本参考例は副走査方向の画角の変化によって生じる副走査方向の歪曲(DIST)が入射光学系LAの収差の変化方向と結像光学系6の収差の変化方向とが逆方向となるように、即ち相殺するようにしている。これにより図14に示すような良好なる走査線(均一な結像点の照射高さ)を得ている。
次に図15は副走査断面内で光軸から一番遠くにある発光部から射出された光束の主光線が各光学素子を通過する副走査方向の位置を、光軸から発光部までの距離を1に正規化して記載して示したグラフである。
同図に示すように光軸から一番遠くを通過する光学素子は第2の結像レンズ62であり、その出射面の形状を副走査断面内において非円弧形状としている。
(参考例4)
次に本発明の走査光学装置に参考例4について説明する。光学系は前記図1に示す構成と同様である。本参考例において前述の参考例1と異なる点は複数の発光部の副走査方向の離間距離を異ならせて構成したことである。その他の構成及び光学的作用は参考例1と同様であり、これにより同様な効果を得ている。
次に本参考例における走査光学装置の諸元を表5-1に示す。尚、表現式は前述の参考例1と同様である。また各条件式(3)〜(4)の諸数値を表5-2に示す。
参考例は各条件式(3)〜(4)を表5−2に示す如く全て満たしている。
尚,表5-2では被走査面(感光ドラム面)上の副走査方向のピッチが1200DPIとなるように想定し、レーザ光源1の副走査方向の配列数を4〜32と変えた場合について記載してある。レーザ光源1の配列はピッチ10μmで配列方向は副走査方向に一致させた(⇒レーザ回転角0°)。
レーザ光源1が副走査方向に画角を持ったときの各収差の状況を図16及び図17に示す。
図16は副走査方向の近軸像面を示しており、縦軸が副走査方向の近軸像面(副走査像面)であり、横軸が被走査面上の主走査方向の像高(走査像高)を示している。レーザ光源1の発光部がコリメータレンズ2の光軸から副走査方向にZ=0.000mm〜0.100mmの範囲を0.02mmピッチで画角を変化させた際について示している。図16から明らかなように従来例の図21と比較して発光部の副走査画角が大きくなっても副走査像面がほとんど変動しない(像面湾曲が生じにくい)ことが分かる。
従来例はコリメータレンズやシリンドリカルレンズ等から成る入射光学系(第1光学手段)と結像レンズから成る結像光学系(第2光学手段)とで個別に副走査方向の画角の変化によって副走査方向の像面湾曲が生じる。この像面湾曲がトータルとして図21の像面湾曲の変化になっていた。
これに対し本参考例は副走査方向の画角の変化によって生じる副走査方向の像面湾曲が入射光学系LAの収差の変化方向と結像光学系6の収差の変化方向とが逆方向となるように、即ち相殺するようにして、図16に示すような良好なる像面を得ている。
図17は被走査面上での副走査方向の結像点の照射高さを示した図である。同図において縦軸が副走査方向の結像点の照射高さを示しており、横軸が被走査面上の主走査方向の像高(走査像高)を示している。またレーザ光源1の発光部がコリメータレンズ2の光軸から副走査方向にZ=0.000mm〜0.100mmの範囲を0.02mmピッチで画角を変化させた際について示している。
図17から明らかなように従来例の図22に比較して発光部の副走査画角が大きくなっても複数のビームの副走査方向の間隔(副走査ピッチ)が走査像高によって変化していない。従来例の図22は副走査ピッチの変化が大きいのが走査像高が大きい領域であったが、本参考例ではピッチの一様性が達成されている。つまり本参考例では副走査方向の歪曲(DIST)が補正されている。
従来例はコリメータレンズやシリンドリカルレンズ等から成る入射光学系(第1光学手段)と結像レンズから成る結像光学系(第2光学手段)とで個別に副走査方向の画角の変化によって副走査方向の歪曲(DIST)が生じる。この歪曲がトータルとして図22の副走査方向の歪曲(DIST)の変化になっていた。
これに対し本参考例は副走査方向の画角の変化によって生じる副走査方向の歪曲(DIST)が入射光学系LAの収差の変化方向と結像光学系6の収差の変化方向とが逆方向となるように、即ち相殺するようにしている。これにより図17に示すような良好なる走査線(均一な結像点の照射高さ)を得ている。
次に図18は副走査断面内で光軸から一番遠くにある発光部から射出された光束の主光線が各光学素子を通過する副走査方向の位置を、光軸から発光部までの距離を1に正規化して記載して示したグラフである。
同図に示すように光軸から一番遠くを通過する光学素子は第2の結像レンズ62であり、その出射面の形状を副走査断面内において非円弧形状としている。
本参考例1〜4、実施例では、表1−2、表1−3、表2−2、表3−2、表4−2、表5−2の如く、一次元方向に複数の発光部を並べた面発光レーザを例にとり、本発明を説明したが、それに限定されない。
二次元方向に複数の発光部を夫々並べた面発光レーザも本発明に適用できる。
例えば、同一基板上に副走査方向に発光部を8つ並べ、且つ、主走査方向にも発光部を2つ並べた16個の発光部を備えた面発光レーザも本発明に適用できる。
[画像形成装置]
図19は、本発明の画像形成装置の実施例を示す副走査方向の要部断面図である。図において、符号104は画像形成装置を示す。この画像形成装置104には、パーソナルコンピュータ等の外部機器117からコードデータDcが入力する。このコードデータDcは、装置内のプリンタコントローラ111によって、画像データ(ドットデータ)Diに変換される。この画像データDiは、上述の実施例に示した構成を有する光走査ユニット(走査光学装置)100に入力される。そして、この光走査ユニット100からは、画像データDiに応じて変調された光ビーム103が出射され、この光ビーム103によって感光ドラム101の感光面が主走査方向に走査される。
静電潜像担持体(感光体)たる感光ドラム101は、モータ115によって時計廻りに回転させられる。そして、この回転に伴って、感光ドラム101の感光面が光ビーム103に対して、主走査方向と直交する副走査方向に移動する。感光ドラム101の上方には、感光ドラム101の表面を一様に帯電せしめる帯電ローラ102が表面に当接するように設けられている。そして、帯電ローラ102によって帯電された感光ドラム101の表面に、前記光走査ユニット100によって走査される光ビーム103が照射されるようになっている。
先に説明したように、光ビーム103は、画像データDiに基づいて変調されており、この光ビーム103を照射することによって感光ドラム101の表面に静電潜像を形成せしめる。この静電潜像は、上記光ビーム103の照射位置よりもさらに感光ドラム101の回転方向の下流側で感光ドラム101に当接するように配設された現像器107によってトナー像として現像される。
現像器107によって現像されたトナー像は、感光ドラム101の下方で、感光ドラム101に対向するように配設された転写ローラ108によって被転写材たる用紙112上に転写される。用紙112は感光ドラム101の前方(図19において右側)の用紙カセット109内に収納されているが、手差しでも給紙が可能である。用紙カセット109端部には、給紙ローラ110が配設されており、用紙カセット109内の用紙112を搬送路へ送り込む。
以上のようにして、未定着トナー像を転写された用紙112はさらに感光ドラム101後方(図19において左側)の定着器へと搬送される。定着器は内部に定着ヒータ(図示せず)を有する定着ローラ113とこの定着ローラ113に圧接するように配設された加圧ローラ114とで構成されている。そして転写部から搬送されてきた用紙112を定着ローラ113と加圧ローラ114の圧接部にて加圧しながら加熱することにより用紙112上の未定着トナー像を定着せしめる。更に定着ローラ113の後方には排紙ローラ116が配設されており、定着された用紙112を画像形成装置の外に排出せしめる。
図19においては図示していないが、プリントコントローラ111は、先に説明したデータの変換だけでなく、モータ115を始め画像形成装置内の各部や、後述する光走査ユニット内の光偏向器などの制御を行う。
本発明で使用される画像形成装置の記録密度は、特に限定されない。しかし、記録密度が高くなればなるほど、高画質が求められることを考えると、1200dpi以上の画像形成装置において本発明の実施例の構成はより効果を発揮する。
[カラー画像形成装置]
図20は本発明の実施例の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4個並べ各々並行して像担持体である感光ドラム面上に画像情報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。図20において、60はカラー画像形成装置、11、12、13、14は上述の実施例に示した構成を有する走査光学装置、21、22、23、24は各々像担持体としての感光ドラム、31、32、33、34は各々現像器、51は搬送ベルトである。
図20において、カラー画像形成装置60には、パーソナルコンピュータ等の外部機器52からR(レッド)、G(グリーン)、B(ブルー)の各色信号が入力する。これらの色信号は、装置内のプリンタコントローラ53によって、C(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)、K(ブラック)の各画像データ(ドットデータ)に変換される。これらの画像データは、それぞれ走査光学装置11、12、13、14に入力される。そして、これらの走査光学装置からは、各画像データに応じて変調された光ビーム41、42、43、44が出射され、これらの光ビームによって感光ドラム21、22、23、24の感光面が主走査方向に走査される。
本実施例におけるカラー画像形成装置は走査光学装置(11、12、13、14)を4個並べ、各々がC(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)、K(ブラック)の各色に対応している。そして各々平行して感光ドラム21、22、23、24面上に画像信号(画像情報)を記録し、カラー画像を高速に印字するものである。
本実施例におけるカラー画像形成装置は上述の如く4つの走査光学装置11、12、13、14により各々の画像データに基づいた光ビームを用いて各色の潜像を各々対応する感光ドラム21、22、23、24面上に形成している。その後、記録材に多重転写して1枚のフルカラー画像を形成している。
前記外部機器52としては、例えばCCDセンサを備えたカラー画像読取装置が用いられても良い。この場合には、このカラー画像読取装置と、カラー画像形成装置60とで、カラーデジタル複写機が構成される。
1 面発光型のレーザ光源
2 第1の光学系(集光レンズ)
3 開口絞り
4 第1の光学系(シリンドリカルレンズ)
5 偏向手段(光偏向器)
LA 入射光学系
6 結像光学系
61,62 結像レンズ
7 被走査面(感光ドラム面)
11、12、13、14 走査光学装置
21、22、23、24 像担持体(感光ドラム)
31、32、33、34 現像器
41、42、43、44 光束
51 搬送ベルト
52 外部機器
53 プリンタコントローラ
60 カラー画像形成装置
100 走査光学装置
101 感光ドラム
102 帯電ローラ
103 光ビーム
104 画像形成装置
107 現像装置
108 転写ローラ
109 用紙カセット
110 給紙ローラ
111 プリンタコントローラ
112 転写材(用紙)
113 定着ローラ
114 加圧ローラ
115 モータ
116 排紙ローラ
117 外部機器

Claims (6)

  1. 複数の発光部を含む面発光型のレーザ光源と、前記複数の発光部から射出された複数の光束を他の状態の光束に変換する集光素子を含む第1の光学系と、前記第1の光学系から光束を偏向する偏向手段と、前記偏向手段からの光束により被走査面上に像を形成する第2の光学系と、を有する走査光学装置であって、
    前記複数の発光部は、少なくとも副走査方向において互いに離間して配置されており、
    副走査方向の画角の変化によって生じる前記第1の光学系の副走査方向の像面湾曲の変化方向と、副走査方向の画角の変化によって生じる前記第2の光学系の副走査方向の像面湾曲の変化方向と、が逆方向となるように、
    前記集光素子の光学面と、前記第2の光学系を構成する少なくとも1つの結像光学素子の光学面と、が副走査断面内において非円弧形状となっていることを特徴とする走査光学装置。
  2. 前記レーザ光源と前記偏向手段との間に絞りが配置されており、前記集光素子は、前記第1の光学系を構成する光学素子の中で前記絞りに最も近い位置に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の走査光学装置。
  3. 前記第2の光学系は複数の結像光学素子を有しており、前記複数の結像光学素子のうち光路中で前記偏向手段から最も遠い位置に配置された結像光学素子の光学面は、副走査断面内において非円弧形状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。
  4. 副走査方向の画角の変化によって生じる前記第1の光学系の副走査方向の歪曲収差の変化方向と、前記第2の光学系の副走査方向の歪曲収差の変化方向とが逆方向であることを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の走査光学装置。
  5. 請求項1乃至の何れか一項に記載の走査光学装置と、
    前記走査光学装置からの光束により前記被走査面に配置された感光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手段と、
    現像された前記トナー像を被転写材に転写する転写手段と、
    転写された前記トナー像を前記被転写材に定着させる定着手段と
    を有することを特徴とする画像形成装置。
  6. 請求項1乃至の何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ることを特徴とする画像形成装置。
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