JP5572584B2 - 光走査装置及びこれを備えた画像形成装置 - Google Patents
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Description
θ(t)=A1sinωt+A2sin(nωt)
ここに、n=整数(2又は3)
θ:偏向角(走査レンズ光軸と光ビームの成す角度)
A1,A2:各成分の振幅
ω:角周波数
t:時間
で表されるように、基本正弦波にその整数倍の周波数の正弦波を重畳した振動を行う光走査装置を用い、1つの偏向面を有するMEMSミラーと比べて等角速度に近いで状態で走査面を偏向走査することが行われている。これによれば、走査面上におけるビーム径の主走査方向の変動を小さく抑えることができ、等速走査に近い状態を実現することができる。その理由は、走査面と走査レンズ光軸との交点を0としたときの像高をyとすると、主走査方向のビーム径はdy/dθに比例し、走査速度はdy/dtに等しいためである。
・dθmax/dtmax<dθ0/dt0(偏向角の角速度は端部の方が中心より小さい)
・dy0/dθ0<dymax/dθmax(走査面上のビーム径は端部の方が中心部よりも大きい)
・dθ0/dt0<dθ0.5/dt0.5(偏向角の角速度は中心の方が中間部よりも小さい)
・dy0.5/dθ0.5<dy0/dθ0(走査面上のビーム径は中心部の方が中間部よりも大きい)
を設定することによって、画像品質を落とすことなく偏向器にMEMSミラーを用いる提案がなされている。
前記MEMSミラーに最も近い走査レンズの光学特性を、該走査レンズに対して光ビームが次式:
θ(t)=A1sinωt+A2sin(nωt)
ここに、n=2又は3、
θ:走査レンズ光軸と光ビームの成す角度
A1,A2:偏向角の振幅
ω:角周波数
t:時間
で表される偏向角特性で入射し、且つ、次式;
ここに、y:像高
f:焦点距離
A 1 ≠0,A 2 ≠0
を満たすように光ビームを走査面上に結像させるよう設定したことを特徴とする。
θ(t)=A1sinωt+A2sin(nωt)
で表されるMEMSミラーを備える光走査装置において、
y=f(A1+nA2)ωt
で表されるようになり、等速走査が可能になることが分かる。
(1)走査中央部が最も小さく、走査端部に向かうに連れて単調に増加する
(2)走査中央部から走査端部に向かって一旦小さくなって極小値を示した後に単調に増加する
傾向を示す。
(1)走査面上の主走査方向のビーム径は走査中央部と走査端部で最も大きく、最小径は最大径の0.9倍よりも大きい
(2)走査面上の主走査方向のビーム径は走査中央部で最も小さく、走査端部で最も大きく、その最大径は最小径の1.1倍よりも小さい
ものとすることが可能となり、走査面上の主走査方向のビーム径の変動を±10%以内の範囲に小さく抑えることができる。
図1は本発明に係る画像形成装置の一形態としてのカラーレーザープリンターの断面図であり、図示のカラーレーザープリンターはタンデム型であって、その本体100内の中央部には、マゼンタ画像形成ユニット1M、シアン画像形成ユニット1C、イエロー画像形成ユニット1Y及びブラック画像形成ユニット1Kが一定の間隔でタンデムに配置されている。
次に、本発明に係る前記光走査装置13の構成の詳細を図2に基づいて説明する。尚、4つの光走査装置13の構成は全て同じであるため、以下、1つの光走査装置13についてのみ説明する。
θ(t)=A1sinωt+A2sin(nωt)
ここに、n=2又は3、
θ:走査レンズ光軸と光ビームの成す角度
A1,A2:各成分の振幅
ω:角周波数
t:時間
で表される偏向角特性で入射し、且つ、次式;
ここに、y:像高
f:焦点距離
A 1 ≠0,A 2 ≠0
を満たすように光ビームを感光ドラム2a(2b〜2d)走査面上に結像させるよう設定している。
θ(t)=A1sinωt+A2sin(nωt)
で表されるMEMSミラー28を備える光走査装置13において、
y=f(A1+nA2)ωt
で表されるようになり、等速走査が可能になることが分かる。
(1)走査中央部が最も小さく、走査端部に向かうに連れて単調に増加する
(2)走査中央部から走査端部に向かって一旦小さくなって極小値を示した後に単調に増加する
傾向を示す。
(1)走査面上の主走査方向のビーム径は走査中央部と走査端部で最も大きく、最小径は最大径の0.9倍よりも大きい
(2)走査面上の主走査方向のビーム径は走査中央部で最も小さく、走査端部で最も大きく、その最大径は最小径の1.1倍よりも小さ。
ものとすることが可能となり、感光ドラム2a(2b〜2d)上の主走査方向のビーム径Dの変動を±10%以内の範囲に小さく抑えることができる。
(1)像高中央y=0と像高端部y=110mmにおけるビーム径が等しく最大である。
(2)ビーム径の最小値は最大値の90%である。
(3)偏向角θの最大値θmaxはθmax=45degである。
の下で走査レンズの焦点距離fと偏向角θの振幅A1,A2を求めた結果を表1に示す。
1C シアン画像形成ユニット
1Y イエロー画像形成ユニット
1K ブラック画像形成ユニット
2a〜2d 感光ドラム(走査面)
3a〜3d 帯電器
4a〜4d 現像装置
5a〜5d 転写ローラー
6a〜6d ドラムクリーニング装置
7 中間転写ベルト
8 駆動ローラー
9 テンションローラー
10 二次転写ローラー
11 ベルトクリーニング装置
12a〜12d トナーコンテナー
13 光走査装置
14 給紙カセット
15 ピックアップローラー
16 フィードローラー
17 リタードローラー
18 搬送ローラー対
19 レジストローラー対
20 搬送ローラー対
21 排紙トレイ
22 定着装置
23,24 排紙ローラー対
25 レーザーダイオード(光源)
26 コリメータレンズ
27 シリンドリカルレンズ
28 MEMSミラー
29,30 走査レンズ
P1 書出点
P2 書終点
R 有効走査範囲
S,S’ 搬送パス
Claims (4)
- 光ビームを発する光源と、該光源から発せられる光ビームを偏向するMEMSミラーと、該MEMSミラーによって偏向された光ビームを走査面上に結像させる複数の走査レンズを備えた光走査装置において、
前記MEMSミラーに最も近い走査レンズの光学特性を、該走査レンズに対して光ビームが次式:
θ(t)=A1sinωt+A2sin(nωt)
ここに、n=2又は3、
θ:走査レンズ光軸と光ビームの成す角度
A1,A2:各成分の振幅
ω:角周波数
t:時間
で表される偏向角特性で入射し、且つ、次式;
ここに、y:像高
f:焦点距離
A 1 ≠0,A 2 ≠0
を満たすように光ビームを走査面上に結像させるよう設定したことを特徴とする光走査装置。 - 走査面上の主走査方向のビーム径は走査中央部と走査端部で最も大きく、最小径は最大径の0.9倍よりも大きくなるように、前記偏向角θの前記振幅A1と前記振幅A2の比と、前記焦点距離fとが設定されていることを特徴とする請求項1記載の光走査装置。
- 走査面上の主走査方向のビーム径は走査中央部で最も小さく、走査端部で最も大きく、その最大径は最小径の1.1倍よりも小さくなるように、前記偏向角θの前記振幅A1と前記振幅A2の比と、前記焦点距離fとが設定されていることを特徴とする請求項1記載の光走査装置。
- 請求項1〜3の何れかに記載の光走査装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
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