JP5724932B2 - レーザ走査光学系 - Google Patents
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Description
以下、本発明の各実施形態に係るレーザ走査光学系の説明を行う。まず、図面において、X軸は、レーザ走査光学系における光ビームの主走査方向を示し、Y軸は、該光ビームの副走査方向を示し、Z軸は、X軸およびY軸の双方に直交する方向を示す。また、参照符号の後に記載されたアルファベット小文字のa、b、c、dは、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)を表す添え字である。例えば、被走査面29aはイエロー用の被走査面29を意味する。また、a〜dの添え字が無い参照符号はY,M,C,Bkの各色用であることを意味する。例えば、被走査面29は、各色用の被走査面を意味する。
第一実施形態のレーザ走査光学系は、典型的にはMFP(Multi-Function Peripheral)のような画像形成装置に適用される。画像形成装置は、画像形成のために電子写真方式を、また、フルカラー画像を形成するためにタンデム方式を採用している。
各反射部材24〜26は、図3の断面図に示すように、基材51と、該基材51に蒸着された金属膜52および単層の光学薄膜53と、を含んでいる。基材51は例えばガラスからなる。金属膜52は、アルミニウムまたは銀からなる。また、光学薄膜53は、単層、つまり単一材料で形成される。ここで、光学薄膜53の材料は、典型的には、シリコンまたはフッ化マグネシウムである。
(A)反射部材24への入射光ビームのうち、被走査面29の有効走査域における最大像高をとる両端位置に向かう光ビームの入射角が10度以上55度未満とする。
(B)光学薄膜53の膜厚Dを0.15λよりも大きく、0.40λよりも小さくする。ここで、λは光ビームの波長である。
(C)有効走査域の最大像高の両端に向かう二つの光ビームの一方について、反射部材24への入射時の偏光状態がs偏光のみであり、他方について反射部材への入射時の偏光状態がp偏光のみである場合
(D)有効走査域の中心像高に向かう光ビームBについて、反射部材24への入射時の偏光状態がs偏光のみである。
第一実施形態では、金属膜52および単層の光学薄膜53が蒸着された反射部材24〜26を利用した場合、光学薄膜53の膜厚Dが0.15λよりも大きくかつ0.4λよりも小さくされる(上記条件(B))。さらに、被走査面29上の有効走査域の両端に向かう光ビームBの反射部材24〜26への入射角が10度以上55度未満の範囲とされる(上記条件(A))。複屈折が大きな材料からなる走査光学素子を用いた場合であっても、二つの条件(A),(B)を満たせば、走査レンズ21〜23により光ビームBがどのような偏光状態となったとしても、反射部材24〜26における反射率むらは、10%以下という小さな値とすることができる。これにより、被走査面29上の光量むらへの悪影響を一定以下に抑えることが可能となる。
上記第一実施形態では、片側偏向を採用したレーザ走査光学系に各反射部材24〜26を適用した例が示されていた。しかし、これに限らず、図12および図13に示すような両側偏向を採用したレーザ走査光学系に上記各反射部材24,25を適用しても、反射率むらおよび光量むらを小さくすることが可能となる。
本実施形態でも、各反射部材24,25は、第一実施形態と同様の条件(A),(B)を満たすよう配置および形成される。ここで、図14を参照して、反射部材24,25への入射角に対するp偏光およびs偏光の反射率の特性(以下、入射角特性という)を説明する。図14中、横軸は入射角であり、縦軸は反射率である。また、光学薄膜53の膜厚は0.375λである。
第二実施形態でも、第一実施形態と同様に、反射部材24〜26の反射率むらを10%以下に抑えることで、被走査面上の光量むらへの悪影響を一定以下に抑えることが可能となる。
第三実施形態に係るレーザ走査光学系は、典型的にはモノクロプリンタのような画像形成装置に適用される。このレーザ走査光学系は、図16および図17に示すように、大略的に、光源61、コリメータレンズ62、シリンドリカルレンズ66、偏向器67、単一の走査レンズ71、反射部材72および感光体ドラム68を備える。感光体ドラム68は、被走査面69を有しており、図示しないモータからの駆動力により副走査方向に回転する。また、回転する被走査面69には、下記の光ビームBが主走査方向に1ラインずつ順次的に走査される。
反射部材72は、第一実施形態の反射部材24と同様に、基材51と、該基材51に蒸着された金属膜52および単層の光学薄膜53と、を含んでいる(図3を参照)。
(A’)反射部材72への入射光ビームのうち、被走査面69の有効走査域における最大像高をとる両端位置に向かう光ビームの入射角が55度以上69度未満とする。
(B’)各光学薄膜53の膜厚を0.18λよりも大きく0.22λよりも小さくする、もしくは、0.36λよりも大きく0.41λよりも小さくする。ここで、λは光ビームの波長である。
第三実施形態では、金属膜52および単層の光学薄膜53が蒸着された反射部材72を利用した場合、光学薄膜53の膜厚Dが0.18λ<D<0.22λまたは0.36λ<D<0.41の範囲とされる(上記条件(B’))。さらに、被走査面69での有効走査域の両端に向かう光ビームBの反射部材24〜26への入射角が55度以上69度未満の範囲とされる(上記条件(A’))。複屈折が大きな材料からなる走査光学素子を用いた場合であっても、二つの条件(A’),(B’)を満たせば、走査レンズ71により光ビームBがどのような偏光状態となったとしても、反射部材72における反射率むらは、10%以下という小さな値とすることができる。これにより、被走査面69上の光量むらへの悪影響を一定以下に抑えることが可能となる。
17,67 偏向器
20 走査光学素子群
21,22 共通走査レンズ
23 個別走査レンズ
24 第一反射部材
25 第二反射部材
26 第三反射部材
28,68 感光体ドラム
29,69 被走査面
51 基材
52 金属膜
53 光学薄膜
71 走査レンズ
72 反射部材
A 回転軸
B 光ビーム
D 膜厚
Claims (8)
- 直線偏光した光ビームを出射する光源と、
前記光源から出射された光ビームを偏向する偏向手段と、
光弾性係数が20×10-12[Pa-1]以上の材料からなり、前記偏向手段により偏向された光ビームを被走査面上に結像させる、一つ以上の走査光学素子と、
前記一つ以上の走査光学素子を透過した光ビームが入射されると、該入射光ビームを前記被走査面に向けて反射する、一つ以上の反射部材と、を備え、
少なくとも一つの前記走査光学素子は、光弾性係数が20×10-12[Pa-1]以上の材料からなり、
前記反射部材は、基板と、該基板に蒸着された金属膜および単層の光学薄膜と、を含み、
前記光ビームの波長をλとし、前記単層の光学薄膜の膜厚をDとすると、Dは、0.36λ<D<0.41λであり、
前記被走査面の有効走査域の最大像高の両端に向かう光ビームの、前記反射部材への入射角は55度以上69度未満とし、
前記被走査面のCOI(Center Of Imaging)近傍への入射光ビームの直線偏光の振動方向が、前記少なくとも一つの走査光学素子の光軸近傍の複屈折の軸方位と略同一になるように、前記光源は配置される、レーザ走査光学系。 - 前記偏光手段の回転軸の向きと、前記光源からの出射光ビームの直線偏光の振動方向とは略同一である、請求項1に記載のレーザ走査光学系。
- 光弾性係数が20×10 -12 [Pa -1 ]以上の材料からなり、前記一つ以上の走査光学素子と同一光路上に設けられ、前記偏向手段により偏向された光ビームを被走査面上に結像させる、一つ以上の別の走査光学素子を、さらに備える、請求項1または2に記載のレーザ走査光学系。
- 少なくとも一つの光路を有しており、該少なくとも一つの光路において、単一の前記走査光学素子が設けられる、請求項1または2に記載のレーザ走査光学系。
- 少なくとも一つの前記走査光学素子の画角は80度以上である、請求項1〜4のいずれかに記載のレーザ走査光学系。
- 前記一つ以上の反射部材の全てが、基板と、該基板に蒸着された金属膜および単層の光学薄膜と、を含む、請求項1〜5のいずれかに記載のレーザ走査光学系。
- 前記一つ以上の走査光学素子の全て、および前記一つ以上の別の走査光学素子の全てが、20×10 -12 [Pa -1 ]以上の光弾性係数を有する材料からなる、請求項1〜6のいずれかに記載のレーザ走査光学系。
- 複数の光路を有しており、光路毎に、前記光源と前記被走査面とが設けられる、請求項1〜7のいずれかに記載のレーザ走査光学系。
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