JP6388382B2 - 走査光学装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
本発明は、光源からのレーザ光を偏向して像担持体上に露光走査する走査光学装置及びこれを備える画像形成装置に関する。
レーザビームプリンタやデジタル複写機などの電子写真方式を用いた画像形成装置には、光源からのレーザ光を光偏向器により偏向して像担持体上に露光走査する走査光学装置が備えられている。カラー画像形成装置においては、各色に対応して複数の走査光学系が備えられているが、画像形成装置の小型化を図るために、一つの光偏向器に対して、複数のレーザ光を入射する技術が採用されている(特許文献1参照)。この場合、光偏向器の厚みを低減させ、かつ偏向後の光束を分離し易くさせるために、光偏向器の偏向面に対して入射させる光束を副走査方向に対して斜めに入射させるのが一般的である。また、コストの関係上、各走査光学系にそれぞれ用いる光学部品を共通化するために、各走査光学系の光路長を等しくするのが一般的である。しかしながら、各走査光学系の光路長を等しくするためには、光偏向器に近い位置に配置される走査光学系については、複数の反射ミラーが必要となる。反射ミラーを用いる場合、ミラーの表面に付着するゴミや傷などにより画像に筋が出やすくなり、また、ミラーの振動による走査線のバンディングが課題となる。更には、ミラーの枚数が多くなれば、それだけ装置全体が複雑な構成になる。従って、反射ミラーの数は必要最小限の枚数で走査光学装置を構成することが望ましい。そこで、反射ミラーの数を最小限に抑えることで、各走査光学系の光路長が異なってしまっても、光偏向器に入射させる光束の収束度を変えることで、装置の小型化を図る技術が知られている(特許文献2参照)。
特許文献2に開示されている技術においては、光偏向器に対して最も遠い位置に配置される被走査面に走査される光束のうち、光源から光偏向器に入射させる光束を略平行光束としている。一方、光偏向器に対して最も近い位置に配置される被走査面に走査される光束のうち、光源から光偏向器に入射させる光束を収束光束としている。そして、これらの光束は、共に光偏向器の偏向面に対し上方向と下方向からそれぞれ斜入射させる構成としている。
ここで、光偏向器の偏向面に対して斜入射させた場合、副走査方向における相対的な偏向面の倒れ(面倒れ)により特に画像の書き終わり側では幾何学的に主走査方向の走査位置ずれ(ジッター)が大きくなる。また、収束光束を偏向面に入射させた場合、偏向面の面偏心等により同様にジッターが生じる。そのため、収束光束を偏向面に対して斜入射させる走査光学系においては、上記の2種類のジッターが重畳してしまい、ジッターが大きくなり易いという問題がある。
本発明の目的は、ジッターの抑制を図った走査光学装置及び画像形成装置を提供することにある。
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
すなわち、本発明の走査光学装置は、
第1光源と、
第1光源から出射した光束に対応して設けられる第1入射光学系と、
第2光源と、
第2光源から出射した光束に対応して設けられる第2入射光学系と、
第1入射光学系からの光束と第2入射光学系からの光束がそれぞれ入射される光偏向器と、
第1入射光学系からの光束が前記光偏向器により偏向走査された光束に対応して設けられ、第1被走査面に光束を結像させる第1結像光学系と、
第2入射光学系からの光束が前記光偏向器により偏向走査された光束に対応して設けられ、第2被走査面に光束を結像させる第2結像光学系と、
を備える走査光学装置において、
主走査断面内における結像光学系の後側主平面から被走査面までの距離をSkとし、結像光学系の主走査断面内の焦点距離をfとする場合に、[1−(Sk÷f)]を収束度とすると、
第1入射光学系における収束度と第2入射光学系における収束度はいずれも0以上であり、かつ第2入射光学系における収束度は第1入射光学系における収束度よりも高く、
第2入射光学系から前記光偏向器の偏向面に入射する光束の副走査断面における入射角度は、第1入射光学系から前記光偏向器の偏向面に入射する光束の副走査断面における入射角度よりも小さいことを特徴とする。
第1光源と、
第1光源から出射した光束に対応して設けられる第1入射光学系と、
第2光源と、
第2光源から出射した光束に対応して設けられる第2入射光学系と、
第1入射光学系からの光束と第2入射光学系からの光束がそれぞれ入射される光偏向器と、
第1入射光学系からの光束が前記光偏向器により偏向走査された光束に対応して設けられ、第1被走査面に光束を結像させる第1結像光学系と、
第2入射光学系からの光束が前記光偏向器により偏向走査された光束に対応して設けられ、第2被走査面に光束を結像させる第2結像光学系と、
を備える走査光学装置において、
主走査断面内における結像光学系の後側主平面から被走査面までの距離をSkとし、結像光学系の主走査断面内の焦点距離をfとする場合に、[1−(Sk÷f)]を収束度とすると、
第1入射光学系における収束度と第2入射光学系における収束度はいずれも0以上であり、かつ第2入射光学系における収束度は第1入射光学系における収束度よりも高く、
第2入射光学系から前記光偏向器の偏向面に入射する光束の副走査断面における入射角度は、第1入射光学系から前記光偏向器の偏向面に入射する光束の副走査断面における入射角度よりも小さいことを特徴とする。
ここで、「主走査断面」とは走査光学系の光軸と主走査方向を含む平面であり、「副走査断面」とは走査光学系の光軸を含み主走査断面に垂直な断面である。また、「主走査方向」とは光偏向器で光束が偏向走査される方向であり、「副走査方向」とは主走査方向に垂直な方向である。
本発明の画像形成装置は、
上記の走査光学装置と、
該走査光学装置により像担持体における被走査面を走査し、この走査された画像に基づいて記録材に画像形成を行う画像形成手段と、を備えることを特徴とする。
上記の走査光学装置と、
該走査光学装置により像担持体における被走査面を走査し、この走査された画像に基づいて記録材に画像形成を行う画像形成手段と、を備えることを特徴とする。
以上説明したように、本発明によれば、ジッターの抑制を図ることができる。
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
(実施例1)
<画像形成装置>
図6を参照して、本実施例に係る走査光学装置S1を適用可能なカラー画像形成装置Dの構成について説明する。図6は走査光学装置S1を具備したカラー画像形成装置Dの概略構成図である。なお、図に示す符号中、数字の後に記載している「k」,「c」,「m」,「y」は、それぞれブラック,シアン,マゼンタ,イエローのトナー像をそれぞれ形成するための部材であることを意味する添え字である。以下の説明においては、適宜、これらの添え字を省略する。
<画像形成装置>
図6を参照して、本実施例に係る走査光学装置S1を適用可能なカラー画像形成装置Dの構成について説明する。図6は走査光学装置S1を具備したカラー画像形成装置Dの概略構成図である。なお、図に示す符号中、数字の後に記載している「k」,「c」,「m」,「y」は、それぞれブラック,シアン,マゼンタ,イエローのトナー像をそれぞれ形成するための部材であることを意味する添え字である。以下の説明においては、適宜、これらの添え字を省略する。
画像形成プロセスについて簡単に説明する。まず、各感光体(像担持体)90の表面が、一次帯電器91によって各々一様に帯電される。そして、画像情報に基づいて光変調された光束(レーザ光束)Lが走査光学装置S1から各々出射され、それぞれに対応する像担持体としての感光体90の表面に照射されて静電潜像がそれぞれ形成される。感光体90の表面上に形成された静電潜像は、現像器92によって各々ブラック,シアン,マゼンタ,イエローのトナー像に可視像化される。一方、給送トレイに載置された記録材Pが給送ローラ93a,93bにより給送され、転写ベルト94と感光体90とのニップ部へ搬送される。可視像化された各色のトナー像は、各ニップ部において記録材P上に転写されてカラー画像が形成される。駆動ローラ95は転写ベルト94の送りを精度良く行っており、図示しない回転ムラの小さな駆動モータと接続されている。記録材P上に形成されたカラー画像は、定着器96によって熱定着された後、排出ローラ97などによって装置外に排出される。なお、感光体90,一次帯電器91,現像器92,転写ベルト94及び定着器96は、画像形成手段を構成する主要な部材である。
<走査光学装置>
次に、図1〜図3を参照して、本実施例に係る走査光学装置S1について説明する。なお、以下の説明において、結像光学系(走査光学系)の光軸と表現する場合は、被走査面における走査領域の中央(中央像高)を通る軸を示す。また、レンズの光軸と表現する場合は、レンズの入射面および出射面の面頂点を結んだ直線のことを示す。
次に、図1〜図3を参照して、本実施例に係る走査光学装置S1について説明する。なお、以下の説明において、結像光学系(走査光学系)の光軸と表現する場合は、被走査面における走査領域の中央(中央像高)を通る軸を示す。また、レンズの光軸と表現する場合は、レンズの入射面および出射面の面頂点を結んだ直線のことを示す。
図1は本実施例に係る走査光学装置S1の要部断面図(副走査断面図)である。本実施例に係る走査光学装置S1は、タンデム方式のカラー画像形成装置に搭載されるユニットであり、前述した画像形成装置の枠体に不図示のバネやビスなどの固定部材等によって固定される。なお、以下の説明において、便宜上、各色に対応した走査光学系について、それぞれKステーション,Cステーション,Mステーション,Yステーションと称す。
走査光学装置S1においては、回転多面鏡101を具備した光偏向器102が略直方体を呈したハウジング部材103の略中央に設けられている。そして、光偏向器102の回転軸104に対して一方側(図中右側)に第1走査光学系(Yステーション及びMステーション)が設けられ、他方側(図中左側)に第2走査光学系(Cステーション及びKステーション)が設けられている。第1走査光学系と第2走査光学系とは類似した構成である。そして、光偏向器102の回転軸104を中心として、YステーションとKステーション、及びMステーションとCステーションがそれぞれ略対称の構成となっている。
第1走査光学系は、第1走査レンズ105ymと、第2走査レンズ106y,106mと、折り返しミラー107y1,107m1,107m2とを備えている。第2走査光学系も同様に、第1走査レンズ105ckと、第2走査レンズ106c,106kと、折り返しミラー107c1,107c2,107k1とを備えている。これら第1走査光学系と第2走査光学系は、それぞれ2つの独立した光束を走査する。第1走査光学系を構成する各種光学部品,これらの配置位置及び光学的作用と、第2走査光学系を構成する各種光
学部品,これらの配置位置及び光学的作用とは基本的に同一である。そのため、以下、第1走査光学系を中心に説明し、第2走査光学系についての説明は適宜省略する。
学部品,これらの配置位置及び光学的作用とは基本的に同一である。そのため、以下、第1走査光学系を中心に説明し、第2走査光学系についての説明は適宜省略する。
第1走査レンズ105ymはYステーションとMステーションで共用され、第2走査レンズ106y,106mはYステーションおよびMステーションにそれぞれ設けられている。第2走査レンズ106y,106mはそれぞれ焦点距離が異なっている。これら光学部品は、ガラス強化樹脂などで成形されたハウジング部材103に収納され、防塵ガラス108で覆われた出射口を有する蓋110によって密閉されている。Yステーションにおいては、回転多面鏡101を備えた光偏向器102により偏向された光束Lyが第1走査レンズ105ymと第2走査レンズ106yを通過した後、平面鏡の折り返しミラー107y1によって感光体90yに導かれ、走査される。Mステーションにおいては、回転多面鏡101を備えた光偏向器102により偏向された光束Lmが第1走査レンズ105ymを通過する。その後、光束Lmは、折り返しミラー107m1によって方向を変えられ、第2走査レンズ106mを通過し、折り返しミラー107m2によって感光体90mに導かれ、走査される。
図2は本実施例に係る走査光学装置の要部断面図(主走査断面図)である。図2(a)は第1走査光学系のYステーションにおける主走査断面図である。図中、C0は軸上光束の主光線の偏向点(基準点)である。偏向点C0は結像光学系の基準点であり、偏向点C0から被走査面までの距離を、以下「結像光学系の光路長」と称する。
第1入射光学系と第1結像光学系について説明する。第1入射光学系は第1光源から出射した光束に対応して設けられる複数の光学部品により構成される。第1結像光学系は、第1入射光学系からの光束が光偏向器102により偏向走査された光束に対応して設けられ、第1被走査面に光束を結像させる複数の光学部品により構成される。本実施例においては、YステーションとKステーションに第1入射光学系と第1結像光学系が設けられている。これらは同様の構成であるので、以下の説明においては、Yステーションについて説明する。第1光源としての半導体レーザ111yから出射された光束Lyは、コリメータレンズ112yにより略平行光化され、開口絞り113yにより光量が制限され、シリンドリカルレンズ114yに入射する。シリンドリカルレンズ114yに入射した略平行光束は、主走査断面においてはそのまま平行光束の状態で出射され、回転多面鏡101を備えた光偏向器102により偏向される。なお、コリメータレンズ112y,開口絞り113y、及びシリンドリカルレンズ114yが第1入射光学系を構成する光学部品である。そして、光偏向器102により偏向された光束Lyは、第1走査レンズ105ymと第2走査レンズ106yを通過し、折り返しミラー107y1で反射されることで、感光体90yに結像されつつ等速に走査される。なお、第1走査レンズ105ym,第2走査レンズ106y及び折り返しミラー107y1が第1結像光学系を構成する光学部品である。また、感光体90yの表面が第1被走査面に相当する。
第2入射光学系と第2結像光学系について説明する。第2入射光学系は第2光源から出射した光束に対応して設けられる複数の光学部品により構成される。第2結像光学系は、第2入射光学系からの光束が光偏向器102により偏向走査された光束に対応して設けられ、第2被走査面に光束を結像させる複数の光学部品により構成される。本実施例においては、MステーションとCステーションに第2入射光学系と第2結像光学系が設けられている。これらは同様の構成であるので、以下の説明においては、Mステーションについて説明する。図2(b)は第1走査光学系のMステーションにおける主走査断面図である。第2光源としての半導体レーザ111mから出射された光束は、コリメータレンズ112mにより収束光化され、開口絞り113mにより光量が制限され、シリンドリカルレンズ114mに入射する。シリンドリカルレンズ114mに入射した収束光束は、主走査断面においてはそのまま回転多面鏡101の方向に向かって収束しながら出射され、回転多面
鏡101を備えた光偏向器102により偏向される。なお、コリメータレンズ112m,開口絞り113m、及びシリンドリカルレンズ114mが第2入射光学系を構成する光学部品である。そして、光偏向器102により偏向された光束Lmは、第1走査レンズ105ymを通過し、折り返しミラー107m1で反射されて、第2走査レンズ106mを通過後、更に折り返しミラー107m2で反射される。これにより、光束Lmが感光体90mに結像されつつ等速に走査される。なお、第1走査レンズ105ymと第2走査レンズ106mと折り返しミラー107m1,107m2が第2結像光学系を構成する光学部品である。また、感光体90mの表面が第2被走査面に相当する。
鏡101を備えた光偏向器102により偏向される。なお、コリメータレンズ112m,開口絞り113m、及びシリンドリカルレンズ114mが第2入射光学系を構成する光学部品である。そして、光偏向器102により偏向された光束Lmは、第1走査レンズ105ymを通過し、折り返しミラー107m1で反射されて、第2走査レンズ106mを通過後、更に折り返しミラー107m2で反射される。これにより、光束Lmが感光体90mに結像されつつ等速に走査される。なお、第1走査レンズ105ymと第2走査レンズ106mと折り返しミラー107m1,107m2が第2結像光学系を構成する光学部品である。また、感光体90mの表面が第2被走査面に相当する。
図2(a)に示す結像光学系の光路長をT1a、図2(b)に示す結像光学系における光路長をT1bとするとき、T1a>T1bである。つまり、本実施例においては、光偏向器102の偏向点から第2被走査面(感光体90mの表面)までの光学的な距離が、前記偏向点から第1被走査面(感光体90yの表面)までの光学的な距離よりも短くなるように構成されている。このように2つの走査光学系の光路長を異ならせることで、光学部品の部品点数を削減している。なお、光路長差をつけて、かつ、品質上問題のない画像を形成させるためには、回転多面鏡101の偏向面に入射する光束の主走査方向の収束度を夫々異ならせればよい。ここで、「収束度」について説明する。光偏向器の偏向面に入射する光束の主走査方向の収束度合いが「収束度」であり、この収束度mは、以下のように導くことができる。
すなわち、m=1−[Sk÷f]であり、Skは主走査断面内における結像光学系の後側主平面から被走査面までの距離(mm)であり、fは結像光学系の主走査断面内の焦点距離(mm)である。そして、m=0のときは、主走査方向において、光偏向器に平行光束が入射した場合に相当する。また、m<0のときは、主走査方向において、光偏向器に発散光束が入射した場合に相当する。更に、m>0のときは、主走査方向において、光偏向器に収束光束が入射した場合に相当する。本実施例においては、第1入射光学系における収束度mと第2入射光学系における収束度mはいずれも0以上であり、かつ第2入射光学系における収束度mは第1入射光学系における収束度mよりも高くなるように設計されている。より具体的には、本実施例では、YステーションとKステーションにおいては、収束度mが0となるように設計されており、光偏向器102の偏向面(回転多面鏡101の鏡面)に対して、(略)平行光束が入射する。また、MステーションとCステーションにおいては、収束度mが0よりも大きくなるように設計されており、光偏向器102の偏向面に対して、収束光束が入射する。
また、回転多面鏡101への入射光束の光路と、回転多面鏡101で偏向走査され、被走査面上に入射する走査光束(実走査光束)の光路とに挟まれた非有効領域には、ビーム書き出し位置を検知する同期検出用センサ115は設けられている。4つの半導体レーザ111y,111m,111c,111kから出射される複数の光束の書き出しタイミングは、この同期検出用センサ115により制御される。また、同期検出用センサ115に向かう光束は、書き出し位置検知用レンズ116を通過し、走査光束とは別光路を辿るように構成されている。
図3は本実施例に係る走査光学装置の入射系の要部断面図(副走査断面図)である。回転多面鏡101の偏向面101aに対して垂直で且つ基準点C0を通過する面をP0としたとき、Mステーションにおいて、走査する光束LmはP0に対して略同一平面内にて偏向面101aに入射される。すなわち、本実施例においては、第2入射光学系から光偏向器102における回転多面鏡101の偏向面101aに入射する光束の副走査断面における入射角度が0°となるように設計されている。また、Yステーションにおいて、走査する光束LyはP0に対して角度βyをもって偏向面101aに入射される。一方の光束をP0に対して角度βyを有して入射することで光路の分離を容易にしている。このように
、第2入射光学系から光偏向器102の偏向面101aに入射する光束の副走査断面における入射角度は、第1入射光学系から光偏向器102の偏向面101aに入射する光束の副走査断面における入射角度よりも小さくなるように構成されている。
、第2入射光学系から光偏向器102の偏向面101aに入射する光束の副走査断面における入射角度は、第1入射光学系から光偏向器102の偏向面101aに入射する光束の副走査断面における入射角度よりも小さくなるように構成されている。
本実施例では、光源として半導体レーザ111y,111mを使用し、半導体レーザ111yから出射した発散光束を入射結像レンズとしてのコリメータレンズ112yで平行光束もしくは弱発散光束に変換している。また、半導体レーザ111mから出射した発散光束をコリメータレンズ112mで収束光束に変換している。副走査断面内においては、コリメータレンズ112y,112mで集光された光束を、入射結像レンズとしてのシリンドリカルレンズ114y,114mで回転多面鏡101の偏向面101aに結像させている。また、開口絞り113y,113mは,それぞれに対応する感光体90y,90mの被走査面でのスポット径が等しくなるように、副走査方向に異なる径としている。
また、本実施例では、半導体レーザ111y,111mから偏向面101aまでの光学系(入射光学系)を構成する光学部品については、開口絞り113y,113m以外は形状が全く同じ光学部品(入射結像レンズ)を使用している。同じ光学部品を用いて収束度が異なる光束を出射させるためには、コリメータレンズ112y,112mと半導体レーザ111y,111mとの距離d0y,d0mを変えればよい。また、収束度の異なる光束を回転多面鏡101の偏向面101aに一旦結像させるためには、シリンドリカルレンズ114y,114mと偏向面101aとの距離d5y,d5mを変えればよい。
以上のように、本実施例に係る走査光学装置S1によれば、複数の光源から出射した光束を、一つの回転多面鏡101の異なる偏向面に対して、各々に対応する入射光学系を介して入射させることで、4つの各ステーションを同時に走査することができる。
次に、光束を偏向面に対して入射させる走査光学系において生じる2種類のジッターに関して説明する。すなわち、走査光学系においては、光束を偏向面に対して斜入射させることを原因とするジッターと、収束光束を偏向面に対して入射させることを原因とするジッターが生じ得る。前者については、光源として複数の発光点を有するマルチビーム光源を用いることにより、光束を偏向面に対して斜入射させると、ジッターが生じることが知られている。この場合、副走査方向における相対的な偏向面の倒れ(面倒れ)により特に画像の書き終わり側では幾何学的に主走査方向の走査位置ずれ(ジッター)が大きくなることが知られている。後者については、相対的な偏向面の倒れの差により主走査方向のジッターが生じてしまう。これは幾何学的な現象であり、例えば偏向面に対し斜め下方から入射する系については、偏向面が煽り方向に倒れている場合には、走査終了側では偏向面が倒れていない場合に比べて書き終わり側に進んだ位置に走査位置がずれてしまう。一方、偏向面がお辞儀方向に倒れている場合には、走査終了側では偏向面が倒れていない場合に比べて書き終わり側とは反対側に走査位置がずれてしまう。このように、単一の回転多面鏡において、偏向面の相対的な倒れが存在する場合、偏向面によって走査位置が異なるため、主走査方向のジッターとなる。なお、煽り方向とは偏向面に入射する光束が向かう方向であり、お辞儀方向とはその反対側の方向である。
従って、収束光束を偏向面に対して斜入射させる走査光学系においては、上記の2種類のジッターが重畳してしまい、ジッターが大きくなってしまい易い。そのため、収束光束を偏向面に入射させる際の副走査断面における入射角度は小さくするほど、ジッターを抑制することが可能となる。本実施例に係る走査光学装置S1においては、上記の通り、収束光束については、偏向面に対して(略)垂直に入射させており、斜入射を原因とするジッターが生じないようにしている。ただし、必ずしも収束光束を偏向面に対して垂直に入射させる必要はなく、上記の通り、偏向面に対する入射角を小さくするほど、ジッターを抑制することができる。
ここで、一般的に、単一の光偏向器の両側に走査光学系をそれぞれ近接して配し、複数の光束を偏向走査する走査光学装置の場合、光偏向器102に対して対向する結像光学系間のフレア光(表面反射光)が画像上、問題となる。なお、フレア光とは、光偏向器102に対して対向側の結像レンズ系のレンズ面で反射した光束が感光体に入射する不要な光のことを言う。仮に、回転多面鏡101に対して、図1中、光束を上方から斜入射させた場合には、第1走査レンズ105ymの入射面を透過する際に、その一部が反射してフレア光となる。反射したフレア光は、回転多面鏡101と、この回転多面鏡101と一体に回転するロータフレーム120との間を通過し、金属製のロータフレーム120の天面で反射して第1走査レンズ105ck方向へと向かう。第1走査レンズ105ckを透過したフレア光はそのまま第2走査レンズ106kを透過し、折り返しミラー107k1で反射され、感光体90kへと到達する。これは主に回転多面鏡101に対して副走査方向において斜め上方から入射される光学系において起こり易い。
本実施例の場合には、回転多面鏡101に対して入射する光束は、副走査方向において垂直に入射する光線と斜め下方から入射する光束だけである(図3参照)。つまり、本実施例においては、第1入射光学系からの光束は、ロータフレーム120側から回転多面鏡101の偏向面101aに入射するように構成されている。そのため、第1走査レンズ105ymの入射面で反射したフレア光はロータフレーム120の方向に反射することはない。従って、フレア光が問題となることはない。
(実施例2)
図4及び図5には、本発明の実施例2が示されている。本実施例においては、上記実施例1で示した構成に対して、副走査方向における光束の走査方向を上下反転させ、かつ光束の折返し回数を減らし、折り返しミラーの枚数を削減させる場合の構成について説明する。その他の基本的な構成および作用については実施例1と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は適宜省略する。
図4及び図5には、本発明の実施例2が示されている。本実施例においては、上記実施例1で示した構成に対して、副走査方向における光束の走査方向を上下反転させ、かつ光束の折返し回数を減らし、折り返しミラーの枚数を削減させる場合の構成について説明する。その他の基本的な構成および作用については実施例1と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は適宜省略する。
図4は本発明の実施例2に係る走査光学装置の副走査断面図である。本実施例に係る走査光学装置S2においても、上記実施例1の場合と同様に、光偏向器102の回転軸104に対して一方側(図中右側)に第1走査光学系が設けられ、他方側(図中左側)に第2走査光学系が設けられている。また、第1走査光学系(Yステーション及びMステーション)と第2走査光学系(Cステーション及びKステーション)とは類似した構成である。そして、光偏向器102の回転軸104を中心として、YステーションとKステーション、及びMステーションとCステーションがそれぞれ略対称の構成となっている。
第1走査光学系は、第1走査レンズ201ymと、第2走査レンズ202y,202mと、折り返しミラー203y,203mとを備えている。また、第2走査光学系は、第1走査レンズ201ckと、第2走査レンズ202c,202kと、折り返しミラー203c,203kとを備えている。これら第1走査光学系と第2走査光学系は、それぞれ2つの独立した光束を走査する。上記実施例1の場合と同様に、第1走査光学系を構成する各種光学部品,これらの配置位置及び光学的作用と、第2走査光学系を構成する各種光学部品,これらの配置位置及び光学的作用とは基本的に同一である。
第1走査レンズ201ymはYステーションとMステーションで共用され、第2走査レンズ202y,202mはYステーションとMステーションにそれぞれ設けられている。また、これらの第2走査レンズ202y,202mは、主走査断面内及び副走査断面内ともに形状が異なっている。
図5は本実施例に係る走査光学装置の要部断面図(主走査断面図)である。図5(a)
はYステーションにおける主走査断面図である。本実施例においても、YステーションとKステーションに第1入射光学系と第1結像光学系が設けられている。第1入射光学系を構成する光学部品及びこれらの機能や役割については、上記実施例1と同様である。また、本実施例に係る第1結像光学系を構成する光学部品は、Yステーションにおいては、第1走査レンズ201ym,第2走査レンズ202y、及び折り返しミラー203yである。
はYステーションにおける主走査断面図である。本実施例においても、YステーションとKステーションに第1入射光学系と第1結像光学系が設けられている。第1入射光学系を構成する光学部品及びこれらの機能や役割については、上記実施例1と同様である。また、本実施例に係る第1結像光学系を構成する光学部品は、Yステーションにおいては、第1走査レンズ201ym,第2走査レンズ202y、及び折り返しミラー203yである。
図5(b)はMステーションにおける主走査断面図である。本実施例においても、MステーションとCステーションに第2入射光学系と第2結像光学系が設けられている。第2入射光学系を構成する光学部品及びこれらの機能や役割については、上記実施例1と同様である。また、本実施例に係る第2結像光学系を構成する光学部品は、Mステーションにおいては、第1走査レンズ201ym,第2走査レンズ202m、及び折り返しミラー203mである。
そして、Yステーションにおける結像光学系の光路長をT2a、Mステーションにおける結像光学系の光路長をT2bとすると、T2a>T2bである。このように光路長差をつけて、かつ、品質上問題のない画像を形成させるために、回転多面鏡101の偏向面に入射する光束の主走査方向の収束度を夫々異ならせ、かつ第2走査レンズ202y,202mの形状を更に異ならせている。これにより、走査面上で所望のスポット形状が得られ、かつ等速走査を可能とすることができる。なお、第1入射光学系においては収束度mを0となるように設計しており、第2入射光学系においては収束度mを0よりも大きくなるように設計している点については、上記実施例1の場合と同様である。また、本実施例においても、第2入射光学系から光偏向器の偏向面に入射する光束の副走査断面における入射角度は、第1入射光学系から光偏向器の偏向面に入射する光束の副走査断面における入射角度よりも小さくなるように構成されている。更に、本実施例においても、第2入射光学系から光偏向器の偏向面に入射する光束の副走査断面における入射角度は0°となるように設計されている。
本実施例によれば、光偏向器に最も近い位置に配置される走査面に走査される光路において、折り返しミラーなどの光学部品を削減することができ、更に走査光学装置の小型化を図ることができる。
S1・・・走査光学装置、90・・・感光体、L・・・光束、102・・・光偏向器,
105ym,105ck・・・第1走査レンズ、106y,106m,106c,106k・・・第2走査レンズ、107y1,107m1,107m2,107c1,107c2,107k1・・・折り返しミラー、111y,111m,111c,111k・・・半導体レーザ、112y,112m,112c,112k・・・コリメータレンズ、113y,113m,113c,113k・・・開口絞り、114y,114m,114c,114k・・・シリンドリカルレンズ
105ym,105ck・・・第1走査レンズ、106y,106m,106c,106k・・・第2走査レンズ、107y1,107m1,107m2,107c1,107c2,107k1・・・折り返しミラー、111y,111m,111c,111k・・・半導体レーザ、112y,112m,112c,112k・・・コリメータレンズ、113y,113m,113c,113k・・・開口絞り、114y,114m,114c,114k・・・シリンドリカルレンズ
Claims (6)
- 第1光源と、
第1光源から出射した光束に対応して設けられる第1入射光学系と、
第2光源と、
第2光源から出射した光束に対応して設けられる第2入射光学系と、
第1入射光学系からの光束と第2入射光学系からの光束がそれぞれ入射される光偏向器と、
第1入射光学系からの光束が前記光偏向器により偏向走査された光束に対応して設けられ、第1被走査面に光束を結像させる第1結像光学系と、
第2入射光学系からの光束が前記光偏向器により偏向走査された光束に対応して設けられ、第2被走査面に光束を結像させる第2結像光学系と、
を備える走査光学装置において、
主走査断面内における結像光学系の後側主平面から被走査面までの距離をSkとし、結像光学系の主走査断面内の焦点距離をfとする場合に、[1−(Sk÷f)]を収束度とすると、
第1入射光学系における収束度と第2入射光学系における収束度はいずれも0以上であり、かつ第2入射光学系における収束度は第1入射光学系における収束度よりも高く、
第2入射光学系から前記光偏向器の偏向面に入射する光束の副走査断面における入射角度は、第1入射光学系から前記光偏向器の偏向面に入射する光束の副走査断面における入射角度よりも小さいことを特徴とする走査光学装置。 - 前記光偏向器の偏向点から第2被走査面までの光学的な距離は、前記偏向点から第1被走査面までの光学的な距離よりも短いことを特徴とする請求項1に記載の走査光学装置。
- 第2入射光学系から前記光偏向器の偏向面に入射する光束の副走査断面における入射角度が0°となるように設計されていることを特徴とする請求項1または2に記載の走査光学装置。
- 第1入射光学系における収束度は0となるように設計されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の走査光学装置。
- 前記光偏向器は、回転多面鏡と、該回転多面鏡と一体に回転するロータフレームとを有しており、第1入射光学系からの光束は、前記ロータフレームが設けられている側から前記回転多面鏡の偏向面に入射することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の走査光学装置。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の走査光学装置と、
該走査光学装置により像担持体における被走査面を走査し、この走査された画像に基づいて記録材に画像形成を行う画像形成手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
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