JP6300063B2 - 光走査装置および画像形成装置 - Google Patents
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Description
特許文献3に記載の光走査装置は、光源からの直線偏光の光を光分割素子に入射させる。光分割用素子は、偏光分離面を有している。偏光分離面は、S偏光成分の光(入射面に垂直な偏光方向の光)を反射し、P偏光成分の光(入射面に平行な偏光方向の光)を透過する。なお、入射面とは、偏光分離面の法線方向と光の進行方向とを含む面である。光源から出射された直線偏光の偏光方向を、S偏光に対して光軸回りに45°傾けて光分割用素子に入射させる。これにより、光源の光が上記偏向分離面で、P偏光の成分の第1光束と、S偏光の成分の第2光束に1:1の関係で分割されて、光分割素子から出射する。これにより、共通の光源からの光が分割され互いに異なる潜像担持体を走査するのに用いることができる。具体的には、光分割素子により分割した第1光束を第1ポリゴンミラーにより一方の潜像担持体に走査するように構成し、第2光束を第2ポリゴンミラーにより他方の潜像担持体に走査するように構成するのである。
しかしながら、偏光子を回転させて、光量を調整することによって、偏光子から出射する光の偏光方向も変化するという課題がある。
図1は、本実施形態に係るカラープリンタ500の主要構成を示す模式図である。
このカラープリンタ500は、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの4色のトナー像を互いに重ね合わせることにより、フルカラー画像を形成することができるタンデム方式の多色カラープリンタである。このカラープリンタ500は、光走査装置100、4つの感光体ドラム501,502,503,504を備えている。また、4つのクリーニングユニット605Y,605M,605C,605Bk、4つの帯電装置602Y,602M,602C,602Bkを備えている。また、現像ローラ603Y,603M,603C,603Bkを備えた4つの現像装置604Y,604M,604C,604Bkも備えている。さらに、中間転写体である中間転写ベルト606、二次転写ローラ613、定着装置610、給紙コロ608、レジストローラ対609、排紙ローラ612、排紙トレイ611なども備えている。
入射光学系は、直線偏光にてレーザ光を射出する光源1、光源1から射出されたレーザ光を平行光とするカップリングレンズ2、光量調整を行う偏光子3、円偏光に変換する1/4波長板4を備えている。また、円偏光となっているレーザ光をS偏光、P偏光へと分け、2つの光路に分光するための偏光ビームスプリッタ(PBS)5、2つに分光されたレーザ光L1,L2の偏光特性を直線偏光から円偏光に変換する1/4波長板6a,6bを備えている。また、円偏光に変換された各レーザ光L1,L2を、偏向器10に搭載される2つのポリゴンミラー10a,10bのミラー面上で結像させるシリンドリカルレンズ7a,7bを備えている。シリンドリカルレンズ7a,7bは、円偏光に変換されたレーザ光を副走査方向についてのみ集光機能を持っている。
走査光学系は、ポリゴンミラー10a,10bにより走査されたレーザ光の等角度運動を等速直線運動へと変えるfθレンズ11a,11b、走査対象物としての感光体へとレーザ光を導く第1ミラー12a,12b、第2ミラー14a,14bを備えている。また、ポリゴンミラー10a,10bの面倒れを補正する長尺レンズ13a,13b、光学ハウジング20a内への塵などの進入を防止する防塵ガラス15a,15bを備えている。
光源1から射出されるレーザ光L0は、1/4波長板4によって直線偏光から円偏光に変換されている。このように円偏光特性をもつレーザ光L0は、偏光ビームスプリッタ5の偏光分離面に到達すると、円偏光の偏光成分のうち、ポリゴンミラー10a,10bの回転軸方向と直交する成分(s偏光成分)のみが偏光分離面を透過する。そして、s偏光成分のみのレーザ光L2が下段ポリゴンミラー10bへ向かう。一方、円偏光の偏光成分のうち、ポリゴンミラー10a,10bの回転軸方向と平行な成分(p偏光成分)は、偏光分離面で反射される。偏光分離面に入射されるレーザ光が円偏光であるため、s偏光成分とp偏光成分との比は、1:1となる。その後、p偏光成分のみのレーザ光L1は、偏光ビームスプリッタ5の反射面で反射され、上段ポリゴンミラー10aに向かう。この時点で、分離された2つのレーザ光L1,L2は、それぞれ、異なる偏光特性を有するものとなっているが、その後、各レーザ光L1,L2は、1/4波長板6a,6bにより再度円偏光に変換される。
偏向器10において、2つのポリゴンミラー10a,10bは、一体的な形状であり、モータ基板10C上に組みつけられる。ポリゴンミラー10a,10bは、それぞれ4面のミラー面をもっており、上段ポリゴンミラー10aのミラー面と下段ポリゴンミラー10bのミラー面とは、回転方向に角度θだけずれるように配置されている。本実施形態では、θ=45°となっている。
偏光子3は、ある特定の偏向方向の光だけを通す光学素子である。図8に示すように、偏光子3に入射する光の偏光方向(光の振動方向)と偏光子3の偏光軸とのなす角度をθとしたとき、偏光子3から出射される偏光方向が変えられた光の光量は、入射光量のcos2θとなる。つまり、直線偏光にて入射した光は、偏光子3を回転させることで、回転角に応じて出射光量の調整が可能となる。これにより、感光体の表面を走査する走査光を所望の光強度にすることができる。
このように、偏光子3を用いることで、光源として、面発光素子(VCSEL)を用いても、感光体の表面を走査する走査光を所望の光強度にするようできる。これにより、高解像度の印字を実現しつつ、所定の光学特性を得ることができる。
先の図10に示した構成では、アナログ的に連続して光量を調整することが可能となるが、従来技術のようなNDフィルタを用いた場合と同様、ある特定の出射光量を選択することができれば十分である。各位置決め突起35a、35bは、図11(b)に示すように円柱状の突起である。
ネジで光学ハウジング20aに保持部材30を固定する場合は、図13に示すように、円筒形状の保持部材30の本体に鍔状のネジ固定部36を設ける。ネジ固定部36は、ネジ210が貫通する円弧状の長穴37が設けられている。光学ハウジング20aには、光軸に対して直交する保持部材取り付け面205が設けられている。保持部材30は、台座状の保持部材位置決め部201に保持部材30を位置決めした後、長穴37にネジ210を差し込んで、保持部材取り付け面205にネジ固定部36をネジ止めすることで、保持部材30が、光学ハウジング20aにネジ止めされる。ネジ210を緩めて、保持部材30を回転させることにより、光量を調整することができる。
(態様1)
光源1と、光源1の光束を偏向して光走査する偏向器10などの偏向手段とを備え、光源1から偏向手段までの光路上に(1/4)波長板4が配置されている光走査装置100において、光源1から偏向手段までの光路上に、ある特定の偏向方向の光だけを通す偏光子3を配置し、偏光子3の偏光軸と、(1/4)波長板4の遅相軸とのなす角度が45°となるように、偏光子3と(1/4)波長板4とを保持する保持部材30を設けた。
(態様1)によれば、偏光子3と(1/4)波長板4とを保持部材30で保持したので、保持部材30を回転させて偏光子3から出射した光束の光量を調整することができる。また、このとき、偏光子3とともに保持されている(1/4)波長板4も偏光子3とともに回転する。その結果、偏光子3の偏光軸と、(1/4)波長板4の遅相軸とのなす角度が45°が維持される。これにより、光量調整後も(1/4)波長板4から出射される光束を円偏光に維持でき、光量調整後、(1/4)波長板4を回転させる必要がなくなり、光量調整作業を簡素化することができる。
また、偏光子3の一部材のみで、光量の調整を行うことができるので、光透過率が互いに異なる複数のNDフィルタを保持し、それらのいずれかを光路上に位置させる特許文献1に記載の構成に比べて、部品点数の増大、部品管理の増大を抑制することができ、製造コストの増大を抑えることができる。
(態様1)において、(1/4)波長板4から偏光器10などの偏向手段までの光路上に光源1の光束を第1光束と第2光束に分割する分割素子を配置した。
(態様1)によれば、1つの光源で複数の潜像担持体表面を光走査することができ、ひとつの光源で1つの潜像担持体表面を光走査する光走査装置に比べて、装置のコストアップを抑えることができる。
(態様1)または(態様2)において、保持部材30を光軸方向から見たとき、外周に円弧状部分を有する。
(態様3)によれば、図10を用いて説明したように、保持部材30の円弧状の部分を、光学ハウジング20aの保持部材位置決め部201に接触させて、位置決めされた状態で、保持部材30を回転させて、光量の調整を行うことができる。これにより、位置ずれすることなく、光量調整を行うことができる。
(態様1)乃至(態様3)において、光源1、偏光ビームスプリッタ5などの分割素子、偏光子3および(1/4)波長板4を収納する光学ハウジング20aの位置決め穴202などの位置決め部に位置決めしたとき、偏光子3の偏光軸と、光源1の光束の偏光方向とのなす角度が互いに異なる複数の位置決め突起35a、35bなどの被位置決め部を備えた。
(態様4)によれば、図11、図12を用いて説明したように、光学ハウジング20aの位置決め穴202などの位置決め部に位置決めする位置決め突起35a、35bなどの被位置決め部を変更するだけで、光量の調整を行うことができる。これにより、実施形態で説明したように、簡単に光量の調整を行うことができる。
(態様1)乃至(態様4)いずれかにおいて、光源1、偏光ビームスプリッタ5などの分割素子、偏光子3および(1/4)波長板4を収納する光学ハウジング20aに保持部材30を紫外線硬化型の接着剤により固定する構成であって、保持部材30を紫外線を透過する材質とした。
(態様5)によれば、実施形態で説明したように、保持部材30を介して紫外線硬化型の接着剤に紫外線を照射することができ、容易に保持部材30を光学ハウジング20aに接着固定することができる。
画像情報に応じた走査光で光走査装置100により複数の感光体を走査してこれら複数の感光体上に潜像を形成し、各潜像を現像することにより得た画像を最終的に記録材上に転移させて該記録材上に画像を形成する画像形成装置において、上記光走査装置として、(態様1)乃至(態様5)いずれかの光走査装置を用いた。
(態様6)によれば、安価な画像形成装置を提供することができる。
2:カップリングレンズ
3:偏光子
4:(1/4)波長板
5:偏光ビームスプリッタ
10:偏向器
20a:光学ハウジング
30:保持部材
30a:円弧状の部分
31:偏光子取り付け部
32:波長板取り付け部
35a,35b:位置決め突起
36:ネジ固定部
37:長穴
38:押し当て部
100:光走査装置
201:位置決め部
202:位置決め穴
205:保持部材取り付け面
210:ネジ
211:板バネ
500:カラープリンタ
501,502,503,504:感光体ドラム
Claims (5)
- 光源と、
前記光源の光束を偏向して光走査する偏向手段とを備え、
前記光源から前記偏向手段までの光路上に(1/4)波長板が配置されている光走査装置において、
前記光源から前記偏向手段までの光路上に、ある特定の偏光方向の光だけを通す偏光子を配置し、
前記偏光子の偏光軸と、前記(1/4)波長板の遅相軸とのなす角度が45°となるように、前記偏光子と前記(1/4)波長板とを保持する保持部材を設け、
前記(1/4)波長板から前記偏向手段までの光路上に前記光源の光束を第1光束と第2光束に分割する分割素子を配置したことを特徴とする光走査装置。 - 請求項1に記載の光走査装置において、
前記保持部材を光軸方向から見たとき、外周に円弧状部分を有することを特徴とする光走査装置。 - 請求項1または2に記載の光走査装置において、
前記光源、前記偏光子および前記(1/4)波長板を収納する光学ハウジングの位置決め部に位置決めしたとき、偏光子の偏光軸と、光源の光束の偏光方向とのなす角度が互いに異なる複数の被位置決め部を備えたことを特徴とする光走査装置。 - 請求項1乃至3いずれかに記載の光走査装置において、
前記光源、前記偏光子および前記(1/4)波長板を収納する光学ハウジングに前記保持部材を紫外線硬化型の接着剤により固定する構成であって、
前記保持部材を紫外線を透過する材質としたことを特徴とする光走査装置。 - 画像情報に応じた走査光で光走査装置により複数の感光体を走査してこれら複数の感光体上に潜像を形成し、各潜像を現像することにより得た画像を最終的に記録材上に転移させて該記録材上に画像を形成する画像形成装置において、
上記光走査装置として、請求項1乃至4いずれかの光走査装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
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