JP6702776B2 - 光走査装置 - Google Patents

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Description

本発明は、光走査装置に関し、特に、レーザービームプリンタや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。
近年、レーザービームプリンタ等の画像形成装置用の露光装置として光走査装置が用いられている。
特許文献1は、図6に示されるような光走査装置500を開示している。
図6に示されるように、共通の光源(不図示)から射出された光束が、光ビーム分割手段(不図示)により2本の光束L1及びL2へ分割される。そして、光束L2が折り返しミラーM51及びM52によって反射されて、光束L1及びL2が、主走査断面内における入射角の差が45°になるように、ポリゴンミラー505の偏向反射面551に入射する。
このとき、2本の光束L1及びL2は、対応する2つの被走査面のそれぞれを、時間をずらして交互に光走査するようになっている。
特開2005−92129号公報
しかしながら、特許文献1に開示されている光走査装置では、複数の被走査面を交互に光走査するタイミングが正確に設定されていない。また、光束が偏向器の偏向反射面へ入射する角度によっては、戻り光が生じるという課題も発生する。
すなわち、被走査面上を走査する時間について考慮されておらず、共通の光源から出射した光束を分割することによって得られた複数の光束が各被走査面上を交互に光走査する際の時間的なずれ量が制御されていない。そのため、被走査面を印字していないタイミングで行うべき同期検知やAPC制御を適切に行うことができない。
そこで、本発明は、共通の光源から出射した光束を分割することによって得られた複数の光束が各被走査面上を交互に光走査する際の時間的なずれ量を適切に制御することができる光走査装置を提供することを目的とする。
本発明に係る光走査装置は、光源から出射した光束を第1及び第2の光束に分割する分割素子と、第1及び第2の光束を偏向して第1及び第2の被走査面を主走査方向に走査する偏向器と、偏向器によって偏向された第1及び第2の光束を第1及び第2の被走査面に導光する結像光学系とを備え、第1及び第2の光束の偏向器への入射方向の主走査断面への投影と結像光学系の光軸とがなす角度をそれぞれα1[°]及びα2[°]、偏向器が有する偏向面の数をN、偏向器の全走査角に対する有効走査角の比率をDとするとき、
α2≦α1−2×360/N×D
α2≧α1−2×360/N×(1−D)
なる条件を満たし、且つ
α2>2×α1−360/N×(2−D)
もしくは
α2<2×α1−360/N×(2+D)
なる条件を満たすことを特徴とする。
本発明によれば、共通の光源から出射した光束を分割することによって得られた複数の光束が各被走査面上を交互に光走査する際の時間的なずれ量を適切に制御することができる光走査装置を提供することができる。
第一実施形態に係る光走査装置の一部拡大主走査断面図。 第一実施形態に係る光走査装置の一部拡大主走査断面図及び各光束の光路を示した図。 第一実施形態に係る光走査装置の主走査断面図、各光束の光路を示した図及び一部拡大副走査断面図。 第二実施形態に係る光走査装置の主走査断面図及び各光束の光路を示した図。 本発明の実施形態に係る光走査装置が搭載されたカラー画像形成装置の要部副走査断面図。 従来の光走査装置の一部拡大主走査断面図。
以下、本実施形態に係る光走査装置について図面に基づいて説明する。なお、以下に示す図面は、本実施形態を容易に理解できるようにするために、実際とは異なる縮尺で描かれている場合がある。
なお、以下の説明において、主走査方向は、偏向器の回転軸及び光学系の光軸に垂直な方向に対応し、副走査方向は、偏向器の回転軸に平行な方向に対応する。また、主走査断面は、副走査方向に垂直な断面に対応し、副走査断面は、主走査方向に垂直な断面に対応する。
図6は、特許文献1に開示されている光走査装置500の一部拡大主走査断面図を示している。
以下に示すように、特許文献1では、光走査装置500における戻り光の議論がなされていないために、共通の光源から出射した光束を分割することによって得られた2本の光束L1及びL2のうちの一方の光束L1が被走査面を印字中に、他方の光束L2の反射光束L21によって、印字中の光束L1の発光量が不安定になるという課題が生じる。
図6に示されるように、共通の光源(不図示)から出射した光束は、不図示の光ビーム分割手段によって、光束L1及びL2に分割される。その後、光束L1は直進して、ポリゴンミラー505の偏向面(偏向反射面)551に入射し、一方で、光束L2は、折り返しミラーM51及びM52によって反射され、偏向反射面551に入射する。
ここで、結像レンズ506の光軸560をX軸としたとき、主走査断面内において光束L1及びL2それぞれの偏向反射面551への入射方向とX軸とがなす角度をそれぞれα1及びα2とすると、α1=90゜、α2=45゜となる。
図6に示されるタイミングでは、偏向反射面551の法線552が主走査断面内においてX軸に対してなす角度θは45゜である。
このとき、偏向反射面551に入射した光束L1は偏向反射され、偏向反射された光束L11は、光軸560に平行に進行し、結像レンズ506によって不図示の被走査面上の軸上像高に結像され、印字を行う。
一方で、光束L2は、偏向反射面551に垂直に入射するために、偏向反射された光束L21は、光束L2の光路を逆にたどって光源へ戻る、いわゆる戻り光となってしまう。
このような戻り光は、光源の発光点へ到達後、光源の発光量をモニターしているAPCセンサー(不図示)に入射する。半導体レーザー等の光源は、このAPCセンサーで検知された光量に基づいて、所望の光量となるように、光源の発光量を制御しているため、戻り光が入射すると、APCセンサーが光源の発光量を正しく計測することができず、発光量が不安定になってしまう。
また、図6に示されるタイミングでは、偏向反射面551によって偏向反射された光束L11が不図示の被走査面上を印字している際に、偏向反射面551によって偏向反射された光束L21が戻り光となるが、もちろん、光束L21が印字している際に、光束L11が戻り光となるタイミングもある。
以下に示すように、本実施形態に係る光走査装置では、このような戻り光を発生させずに、光源の発光量を安定化させることができる。
[第一実施形態]
まず、第一実施形態に係る光走査装置100が満たす各条件式について説明する。
図1(a)及び(b)は、第一実施形態に係る光走査装置100の一例の一部拡大主走査断面図を示している。図1(c)は、第一実施形態に係る光走査装置100の変形例の一部拡大主走査断面図を示している。
なお、図1(b)では、図の簡略化のために、ハーフミラーM1、折り返しミラーM2及び結像レンズ6については図示していない。
図1(a)及び(b)に示されているケースでは、不図示の光源から出射した光束Lは、分割素子としてのハーフミラーM1によって、透過光束(第1の光束)L1及び反射光束(第2の光束)L2に分割される。
ハーフミラーM1を透過した光束L1は、ポリゴンミラー(偏向器)5の偏向反射面51へ入射する。一方で、ハーフミラーM1で反射された光束L2は、折り返しミラーM2によって反射されて、ポリゴンミラー5の偏向反射面51へ入射する。
また、図1(c)に示されているケースでは、不図示の光源から出射した光束Lは、分割素子としてのハーフミラーM1によって、透過光束L1及び反射光束L2に分割される。
ハーフミラーM1を透過した光束L1は、ポリゴンミラー(偏向器)5の偏向反射面54へ入射する。一方で、ハーフミラーM1で反射された光束L2は、折り返しミラーM2によって反射されて、ポリゴンミラー5の偏向反射面51へ入射する。
すなわち、ポリゴンミラー5の回転に伴い、偏向反射面51は、光束L1を偏向走査した後に、光束L2を偏向走査する。そして、偏向反射面51に隣接する偏向反射面54が、光束L1を偏向走査した後に、光束L2を偏向走査する。
ここで、結像レンズの光軸60をX軸としたとき、光束L1の偏向反射面への入射方向の主走査断面への投影とX軸とがなす角度(以下、主走査入射角度と称する場合がある)をα1とする。また、光束L2の偏向反射面への入射方向の主走査断面への投影とX軸とがなす角度をα2とする。
角度α1及びα2は、光束L1及びL2がそれぞれ互いに異なる被走査面を時間的にずらして交互に光走査するように、設定される。
以下では、説明を簡単にするために、α1>α2且つα1>0であるとする。
そして、角度α1及びα2については、ポリゴンミラー5の回転軸50に平行な軸回りにX軸から反時計回りになす角度を正とする。
すなわち、図1(a)及び(b)に示されている例では、α2>0且つα1−α2が相対的に小さいケースを示しており、図1(c)に示されている例では、α2<0且つα1−α2が相対的に大きいケースを示している。
また、ポリゴンミラー5は、矢印53の方向に回転しているものとする。
なお、本実施形態は、この条件には限られない。
図1(a)乃至(c)に示されているように、ポリゴンミラー5の偏向反射面51の法線をH1とし、主走査断面内において法線H1とX軸とがなす角度をθとする。
また、ポリゴンミラー5は、4つの偏向反射面を有しており、すなわち、ポリゴンミラー5の面数Nは4である。
ポリゴンミラー5で偏向された光束L1及びL2は、結像レンズ6によって、それぞれ異なる不図示の被走査面を走査する。
ここで、図1(a)乃至(c)に示されているように、被走査面上の走査開始側の最軸外像高Y+に向かう光束の偏向反射面で反射された直後の進行方向G+とX軸とのなす角度を最軸外走査角+ωmaxとする。また、被走査面上の走査終了側の最軸外像高Y−に向かう光束の偏向反射面で反射された直後の進行方向G−とX軸とのなす角度を最軸外走査角−ωmaxとする。
回転するN個の面を持つポリゴンミラーは、反射した光束によって、1つの偏向反射面で走査角度(主走査断面内において偏向反射面によって偏向反射された光束とX軸とがなす角度)2×360/N(度)分だけ偏向走査することができる。ここで、この走査角度2×360/N(度)、すなわち1つの偏向反射面で走査することができる主走査断面内での走査角度の範囲を、全走査角と呼ぶこととする。
一方で、被走査面の有効領域(印字領域)における、最軸外像高Y+から最軸外像高Y−まで全像高を走査する光束の走査角度の範囲を、有効走査角(印字走査角)と呼ぶこととし、これは2×ωmaxに対応する。
従って、全走査角に対する印字走査角の比率Dは、
D=2×ωmax/(2×360/N)
と求まり、これより最軸外角ωmaxは、
ωmax=360/N×D
と表すことができる。
本実施形態に係る光走査装置100では、光束L1及びL2がそれぞれ偏向走査しているので、Dは、光束L1に対する全走査角と印字走査角との比率、もしくは光束L2に対する全走査角と印字走査角との比率と言い換えることもできる。
また、ポリゴンミラー5は一定速度で回転しているため、同一の偏向反射面で光束L1及びL2それぞれを順次偏向して、それにより、光束L1及びL2がそれぞれ互いに異なる被走査面を時間的にずらして交互に光走査するようになる。
従って、本実施形態に係る光走査装置100は、一定時間内で画像を印字する時間の比率がD+D=2×Dとなるように構成されている。
次に、光束L1の主走査入射角度α1及び光束L2の主走査入射角度α2の設定について詳しく述べる。
まず、本実施形態に係る光走査装置100において、光束L1及び光束L2の印字時間の重複を回避する条件について説明する。
もし、角度α1及びα2が十分に近いと、光束L1による印字時間と光束L2による印字時間とが重複してしまい、すなわち、一時的に光束L1と光束L2とが同時に印字を行うことになってしまう。
そこで光束L1による印字時間及び光束L2による印字時間が適切に分離されるように、角度α1及びα2を設定する必要がある。
上で述べたように、本実施形態に係る光走査装置100では、ポリゴンミラー5の回転に伴い、偏向反射面51が、光束L1を偏向走査した後に、光束L2を偏向走査する。そして、偏向反射面51に隣接する偏向反射面54が、光束L1を偏向走査した後に、光束L2を偏向走査する。
この時、2つの条件を考慮する必要がある。
第1の条件は、偏向反射面51が光束L1を偏向走査している際の印字時間と偏向反射面51が光束L2を偏向走査している際の印字時間とが重複しないことである。
第2の条件は、偏向反射面51が光束L2を偏向走査している際の印字時間と偏向反射面54が光束L1を偏向走査している際の印字時間とが重複しないことである。
2つの条件は同時に成立しなければならないが、この第1の条件はα1−α2が小さい時に特に考慮する必要があり、一方で、第2の条件はα1−α2が大きい時に特に考慮する必要がある。
まず、第1の条件について検討する。
第1の条件に関しては、光束L1がG−方向に偏向反射されて、最軸外走査角−ωmaxで印字するタイミングが、光束L2がG+方向に偏向反射されて、最軸外走査角+ωmaxで印字するタイミングより前であれば達成することができる。
具体的には、偏向反射面51による光束L1の偏向角度と、偏向反射面51による光束L2の偏向角度との差が、最軸外像高Y+から最軸外像高Y−までの偏向角度2×ωmax以上になるように、角度α1及びα2を設定すればよい。
光束L1の主走査入射角度及び偏向反射面51の法線角度はそれぞれ、α1及びθであるので、偏向反射面51による光束L1の偏向角度は2×θ−α1である。
また、光束L2の主走査入射角度及び偏向反射面51の法線角度はそれぞれ、α2及びθであるので、偏向反射面51による光束L2の偏向角度は2×θ−α2である。
従って、この偏向反射面51による光束L1の偏向角度と偏向反射面51による光束L2の偏向角度との差が2×ωmax以上になればよいので、以下の条件式(1)を満たせばよい。
(2×θ−α2)−(2×θ−α1)≧2×ωmax ・・・(1)
ここで、条件式(1)から、α1−α2≧2×ωmaxの式が得られ、これにωmax=360/N×Dを代入すると、以下の条件式(2)が得られる。
α1−α2≧2×360/N×D ・・・(2)
次に、第2の条件について検討する。
第2の条件に関しては、光束L2がG−方向に偏向反射されて、最軸外走査角−ωmaxで印字するタイミングが、光束L1がG+方向に偏向反射されて、最軸外走査角+ωmaxで印字するタイミングより前であれば達成することができる。
具体的には、偏向反射面51による光束L2の偏向角度と、偏向反射面54による光束L1の偏向角度との差が、最軸外像高Y+から最軸外像高Y−までの偏向角度2×ωmax以上になるように、角度α1及びα2を設定すればよい。
光束L2の主走査入射角度及び偏向反射面51の法線角度はそれぞれ、α2及びθであるので、偏向反射面51による光束L2の偏向角度は2×θ−α2である。
また、光束L1の主走査入射角度及び偏向反射面54の法線H2の角度はそれぞれ、α1及びθ’=(θ+360/N)であるので、偏向反射面54による光束L1の偏向角度は2×(θ+360/N)−α1である。
従って、この偏向反射面51による光束L2の偏向角度と偏向反射面54による光束L1の偏向角度との差が2×ωmax以上になればよいので、以下の条件式(3)を満たせばよい。
(2×(θ+360/N)−α1)−(2×θ−α2)≧2×ωmax ・・・(3)
ここで、条件式(3)から、α2≧α1+2×(ωmax−360/N)の式が得られ、これにωmax=360/N×Dを代入すると、以下の条件式(4)が得られる。
α2≧α1−2×360/N×(1−D) ・・・(4)
次に、本実施形態に係る光走査装置100において、光束L1及び光束L2の一方が印字中に、他方が光源に戻る、戻り光にならないようにするための第3乃至第9の条件について説明する。
ここでは、図1(b)に示されているように、ポリゴンミラー5の偏向反射面51の法線がH3方向を向いている時に、偏向反射面51に入射した光束L1が、被走査面上の走査開始側の最軸外像高Y+に向かうG+方向に偏向反射されるとする。また、ポリゴンミラー5の偏向反射面51の法線がH4方向を向いている時に、偏向反射面51に入射した光束L1が、被走査面上の走査終了側の最軸外像高Y−に向かうG−方向に偏向反射されるとする。
まず、第3の条件は、偏向反射面51によって光束L1が偏向反射されて印字する間に、偏向反射面51によって光束L2が光束L2の光路に沿って光源へ戻る、戻り光にならない条件である。
この条件は、偏向反射面51によって光束L1が偏向反射されて印字している際、すなわち偏向反射面51の法線がH3方向からH4方向へ変化する間に、光束L2の入射方向が偏向反射面51の法線方向と一致しない様に角度α1及びα2を設定すれば達成できる。
上記のように、偏向反射面51による光束L1の偏向画角は2×θ−α1であるため、以下の式(5)が満たされる。
−ωmax≦2×θ−α≦+ωmax ・・・(5)
ここで、式(5)を変形すると、以下の式(6)が得られる。
(α1−ωmax)/2≦θ≦(α1+ωmax)/2 ・・・(6)
ここで、第3の条件は、α2がθにならないように設定することであるため、以下の条件式(7a)もしくは(7b)が満たされればよい。
α2<(α1−ωmax)/2 ・・・(7a)
α2>(α1+ωmax)/2 ・・・(7b)
また、条件式(7a)及び(7b)にωmax=360/N×Dを代入すると、第3の条件としては、以下の条件式(8a)もしくは(8b)が満たされればよい。
α2<(α1−360/N×D)/2 ・・・(8a)
α2>(α1+360/N×D)/2 ・・・(8b)
次に、第4の条件は、偏向反射面51によって光束L2が偏向反射されて印字する間に、偏向反射面51によって光束L1が光束L1の光路に沿って光源へ戻る、戻り光にならない条件である。
この条件は、偏向反射面51によって光束L2が偏向反射されて印字している際、すなわち偏向反射面51の法線がH3方向からH4方向へ変化する間に、光束L1の入射方向が偏向反射面51の法線方向と一致しない様に角度α1及びα2を設定すれば達成できる。
上記のように、偏向反射面51による光束L2の偏向角度は2×θ−α2であるため、以下の式(9)が満たされる。
−ωmax≦2×θ−α2≦+ωmax ・・・(9)
ここで、式(9)を変形すると以下の式(10)が得られる。
(α2−ωmax)/2≦θ≦(α2+ωmax)/2 ・・・(10)
ここで、第4の条件はα1がθにならないように設定することであるため、以下の条件式(11a)もしくは(11b)が満たされればよい。
α1<(α2−ωmax)/2 ・・・(11a)
α1>(α2+ωmax)/2 ・・・(11b)
また、条件式(11a)及び(11b)にωmax=360/N×Dを代入すると、第4の条件としては、以下の条件式(12a)もしくは(12b)が満たされればよい。
α2>2×α1+360/N×D ・・・(12a)
α2<2×α1−360/N×D ・・・(12b)
次に、第5の条件は、偏向反射面51によって光束L2が偏向反射されて印字する間に、偏向反射面51に隣接する偏向反射面54によって光束L1が光束L1の光路に沿って光源へ戻る、戻り光にならない条件である。
この条件は、偏向反射面51によって光束L2が偏向反射されて印字している際、すなわち偏向反射面51の法線がH3方向からH4方向へ変化する間に、光束L1の入射方向が偏向反射面54の法線方向と一致しない様に角度α1及びα2を設定すれば達成できる。
なお、上記のように、偏向反射面51の法線とX軸とが主走査断面内においてなす角度をθとすると、偏向反射面54の法線とX軸とが主走査断面内においてなす角度θ’はθ+360/Nである。
上記のように、偏向反射面51による光束L2の偏向角度は2×θ−α2であるため、以下の式(13)が満たされる。
−ωmax≦2×θ−α2≦+ωmax ・・・(13)
ここで、式(13)をθ’=(θ+360/N)を用いて変形すると、以下の式(14)が得られる。
(α2−ωmax)/2+360/N≦θ’≦(α2+ωmax)/2+360/N ・・・(14)
ここで、第5の条件は、α1がθ’にならないように設定することであるため、以下の条件式(15a)もしくは(15b)が満たされればよい。
α1<(α2−ωmax)/2+360/N ・・・(15a)
α1>(α2+ωmax)/2+360/N ・・・(15b)
また、条件式(15a)及び(15b)にωmax=360/N×Dを代入すると、第5の条件としては、以下の条件式(16a)もしくは(16b)が満たされればよい。
α2>2×α1−360/N×(2−D) ・・・(16a)
α2<2×α1−360/N×(2+D) ・・・(16b)
次に、第6の条件は、偏向反射面によって光束L1が偏向反射されて印字する間に、同一の偏向反射面によって光束L1が光束L1の光路に沿って光源へ戻る、戻り光にならない条件である。
この条件は、光束L1を、被走査面上の走査開始側の最軸外像高Y+に向かうG+方向に対応する最軸外走査角+ωmaxより大きい角度で偏向反射面に入射させることにより、達成することができる。
すなわち、この条件は、α1>ωmaxに対応し、これにωmax=360/N×Dを代入すると、第6の条件としては、以下の条件式(17)が満たされればよい。
α1>360/N×D ・・・(17)
次に、第7の条件は、偏向反射面によって光束L2が偏向反射されて印字する間に、同一の偏向反射面によって光束L2が光束L2の光路に沿って光源へ戻る、戻り光にならない条件である。
この条件は、光束L2を、被走査面上の走査開始側の最軸外像高Y+に向かうG+方向に対応する最軸外走査角+ωmaxより大きい角度で偏向反射面に入射させる、もしくは被走査面上の走査終了側の最軸外像高Y−に向かうG−方向に対応する最軸外走査角−ωmaxより小さい角度で偏向反射面に入射させることにより、達成することができる。
すなわち、第7の条件としては、以下の条件式(18a)もしくは(18b)が満たされればよい。
α2>ωmax ・・・(18a)
α2<−ωmax ・・・(18a)
また、条件式(18a)及び(18b)にωmax=360/N×Dを代入すると、第7の条件としては、以下の条件式(19a)もしくは(19b)が満たされればよい。
α2>360/N×D ・・・(19a)
α2<−360/N×D ・・・(19b)
次に、第8の条件は、偏向反射面によって光束L1が偏向反射されて印字する間に、同一の偏向反射面によって光束L2が光束L1の光路に沿って光源へ戻る、戻り光にならない条件である。
この条件は、光束L2を、被走査面上の走査開始側の最軸外像高Y+に向かうG+方向に対応する最軸外走査角+ωmaxより大きい角度で偏向反射面に入射させる、若しくは被走査面上の走査終了側の最軸外像高Y−に向かうG−方向に対応する最軸外走査角−ωmaxより小さい角度で偏向反射面に入射させることにより、達成することができる。
すなわち、上記の条件式(19a)もしくは(19b)が満たされればよい。
次に、第9の条件は、偏向反射面によって光束L2が偏向反射されて印字する間に、同一の偏向反射面によって光束L1が光束L2の光路に沿って光源へ戻る、戻り光にならない条件である。
この条件は、光束L1を、被走査面上の走査開始側の最軸外像高Y+に向かうG+方向に対応する最軸外走査角+ωmaxより大きい角度で偏向反射面に入射させることにより、達成することができる。
すなわち、上記の条件式(17)が満たされればよい。
以上のように、本実施形態に係る光走査装置100は、上記の第1乃至第9の条件を満たすことにより、単一の光源から出射した光束Lを、ハーフミラーM1によって光束L1及び光束L2それぞれに分割して、偏向器5へ異なる角度α1及びα2で入射させ、それぞれ異なる被走査面を印字するタイミングをずらして偏向走査することができる。
そして、共通の光源から出射した光束を分割することによって得られた複数の光束が各被走査面上を交互に光走査する際の時間的なずれ量を制御して、被走査面を印字していないタイミングで行うべき同期検知やAPC制御を適切に行うことができる。
また、共通の光源から出射した光束を分割することによって得られた複数の光束が光源に戻ることが無くなり、光源の発光量を安定化させることができる。
従って、本実施形態に係る光走査装置100では、単一の光源から出射した光束を用いて複数の被走査面を光走査する際に、光源の発光タイミング及び発光量を適切に制御することができる。
図2(a)は、第一実施形態に係る光走査装置100の一例の一部拡大主走査断面図である。また、図2(b)及び(c)は、第一実施形態に係る光走査装置100における各光束の光路を示した図である。
図2(a)乃至(c)に示されているように、不図示の光源から出射した光束Lは、分割素子としてのハーフミラーM1によって、透過光束L1及び反射光束L2に分割される。
ハーフミラーM1を透過した光束L1は、ポリゴンミラー5の偏向反射面51へ入射する。一方で、ハーフミラーM1で反射された光束L2は、折り返しミラーM2によって反射されて、ポリゴンミラー5の偏向反射面51へ入射する。
ここで、結像レンズの光軸60をX軸としたとき、光束L1及びL2それぞれの偏向反射面への入射方向の主走査断面への投影とX軸とがなす角度α1及びα2はそれぞれ、90(度)及び45(度)である。
また、主走査断面内において光軸60と直交する軸をY軸としたとき、光束L1及びL2それぞれの偏向反射面への入射方向とXY平面とがなす角度(以下、副走査斜入射角度と称する場合がある。)をそれぞれ、β1及びβ2とする。
図2(a)では、ポリゴンミラー5の偏向反射面51の法線H1が、主走査断面内においてX軸となす角度θが45(度)の場合を示している。
この時、光束L1は、偏向反射面51によって、主走査断面内において光軸60に平行な方向に偏向反射される。一方で、光束L2の主走査入射角度α1は、偏向反射面51の法線角度θと一致する、すなわち、光束L2は、偏向反射面51に正対する。
これにより、偏向反射面51による光束L2の反射光束L21は、光束L2の入射光路に沿って光源に戻ることとなる。
図2(c)は、光束L2及びL21の光路を示している。図2(c)に示されているように、光束L2及びL21は、主光線に加えてマージナル光線も含んでいる。
ここで、光束L2の副走査斜入射角度β2が十分に大きければ、光束L21の光路は、光束L2の光路から十分に離れる。一方で、光束L2の副走査斜入射角度β2が小さいと、光束L21の光路は、光束L2の光路と重なってしまい、光束L21の一部の光線が、光束L2の光路に沿って、光源へ戻る、戻り光になってしまう。
従って、光束L2のマージナル光線の副走査断面内における広がり角度をNA2とする時、|β2|>NA2を満たすようにβ2を設定すれば、光束L21は戻り光にはならない。
実際には、公差によって角度β2及びNA2はバラつきを持つため、それを考慮すると、本実施形態に係る光走査装置100は、以下の条件式(20)を満たすことが望ましい。
|β2|>K×NA2 ・・・(20)
ここで、Kは、角度β2及びNA2の公差によるバラつきの度合いを示す係数である。
特に、公差として波面収差の悪化を考慮しても、K≦1.31となることが経験上分かっている。
また同様に、光束L1についても、光束L1のマージナル光線の副走査断面内における広がり角度をNA1とする時、|β1|>NA1を満たすようにβ1を設定すれば、偏向反射面51による光束L1の反射光束L11は戻り光にはならない。
また、以下の条件式(21)
|β1|>K×NA1 ・・・(21)
を満たすようにβ1を設定することがさらに好ましい。
図3(a)及び(b)は、本実施形態に係る光走査装置100の主走査断面図である。また、図3(c)は、本実施形態に係る光走査装置100における各光束の光路を示した図である。また、図3(d)は、本実施形態に係る光走査装置100の一部拡大副走査断面図である。
なお、図3(a)では、折り返しミラーM3及びシリンダーレンズ42を図示しておらず、ハーフミラーM1を透過した光束L1の光路のみを示している。一方で、図3(b)では、折り返しミラーM2及びシリンダーレンズ41を図示しておらず、ハーフミラーM1によって反射された光束L2の光路のみを示している。
光走査装置100は、光源1、絞り2、集光レンズ3、シリンダーレンズ41及び42、分割素子としてのハーフミラーM1、及び折り返しミラーM2及びM3を備えている。また、光走査装置100は、偏向器としてのポリゴンミラー5、第1結像レンズ61、第2結像レンズ62及び63、及び折り返しミラーM4、M5及びM6を備えている。
光源1としては、発光点を有する半導体レーザーなどが用いられる。なお、発光点は複数有っても良い。また、光源1には、不図示のカバーガラスが設けられている。
絞り2は、矩形状の開口部を有しており、光源1から出射した光束Lの主走査方向及び副走査方向の光束径を制限する。なお、本実施形態に係る絞り2の矩形状の開口部のサイズは、主走査方向5.60mm×副走査方向0.76mmである。また、絞り2の代わりに、光束の主走査方向の光束径を制限する主走査絞りと光束の副走査方向の光束径を制限する副走査絞りを別々に設けてもよい。
集光レンズ3は、絞り2を通過した光束Lを主走査方向及び副走査方向双方に関して略平行光束になるように変換している。なおここで、略平行光束とは、弱発散光束、弱収束光束及び平行光束を含むものとする。
ハーフミラーM1は、集光レンズ3を通過した光束Lを、透過光束(第1の光束)L1及び反射光束(第2の光束)L2に分割している。
折り返しミラーM2及びM3はそれぞれ、ハーフミラーM1によって分割された透過光束L1及び反射光束L2を反射する。
シリンダーレンズ41及び42はそれぞれ、副走査方向にのみ所定の屈折力を有しており、折り返しミラーM2及びM3それぞれによって反射された透過光束L1及び反射光束L2を副走査方向に集光する。
このようにして、光源1から出射し、分割された光束L1及び光束L2は、偏向器5の偏向反射面の近傍において副走査方向にのみ集光され、主走査方向に長い線像として結像される。
なお、絞り2、集光レンズ3、シリンダーレンズ41及び42、ハーフミラーM1、及び折り返しミラーM2及びM3によって、本実施形態に係る光走査装置100の入射光学系が構成される。
ポリゴンミラー5は、不図示のモーター等の駆動手段により回転することにより、光束L1及びL2をそれぞれ、被走査面71及び72に向けて偏向反射する。
第1結像レンズ61は、ポリゴンミラー5によって偏向反射された光束L1及びL2それぞれを被走査面71及び72上に結像するように構成されている。
折り返しミラーM4及びM5は、第1結像レンズ61を通過した光束L1を反射する。
第2結像レンズ62は、折り返しミラーM4及びM5によって反射された光束L1を被走査面(第1の被走査面)71上に結像する。
折り返しミラーM6は、第1結像レンズ61を通過した光束L2を反射する。
第2結像レンズ63は、折り返しミラーM6によって反射された光束L2を被走査面(第2の被走査面)72上に結像する。
なお、第1結像レンズ61、第2結像レンズ62及び63、及び折り返しミラーM4、M5及びM6によって、本実施形態に係る光走査装置100の結像光学系が構成される。
光源1から出射した光束Lは、絞り2によって主走査方向及び副走査方向の光束径が制限され、集光レンズ3によって、主走査方向及び副走査方向双方に関して略平行光束になるように変換され、ハーフミラーM1によって透過光束L1及び反射光束L2に分割される。
そして、透過光束L1及び反射光束L2は、折り返しミラーM2及びM3それぞれによって反射され、シリンダーレンズ41及び42それぞれによって副走査方向に集光され、偏向器5の偏向反射面に入射する。
そして、偏向器5の偏向反射面に入射した光束L1及びL2はそれぞれ、偏向器5の偏向反射面によって偏向反射された後、第1結像レンズ61、第2結像レンズ62及び63、及び折り返しミラーM4、M5及びM6によって、被走査面71及び72上に結像される。
このようにして、主走査断面内及び副走査断面内の両方において、被走査面71及び72の近傍にスポット状の像が形成され、そして、偏向器5を一定速度で回転させることによって、被走査面71及び72を等速走査することができる。
なお、本実施形態に係る光走査装置100の第1結像レンズ61、及び第2結像レンズ62及び63は、樹脂で作製されている。樹脂製のレンズは、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ため、ガラスレンズを使用した従来の結像レンズより安価に製造することができる。
また、図3(c)に示されているように、本実施形態に係る光走査装置100は、光束L1及びL2がそれぞれ、副走査方向下側及び上側から、角度βを有して、偏向器5の偏向反射面に入射する、いわゆる副走査斜入射光学系を採用している。以下、この角度βを、副走査斜入射角度と称する場合がある。
これにより、図3(d)に示されているように、第1結像レンズ61を通過した光束L1及びL2を、折り返しミラーM4によって光路分離することができる。
次に、本実施形態に係る光走査装置100の諸特性を以下の表1乃至表6に示す。
Figure 0006702776
Figure 0006702776
Figure 0006702776
Figure 0006702776
Figure 0006702776
Figure 0006702776
なお、表3及び5において、「E−x」は、「×10-x」を意味している。
また以下においては、第1結像レンズ61の光軸方向、主走査断面内において該光軸と直交する軸、及び副走査断面内において該光軸と直交する軸をそれぞれ、X軸、Y軸及びZ軸とする。
また、表2において、Rは各面の曲率半径、X、Y、Zはそれぞれ各面の面頂点位置の座標、gx(x)、gx(y)、gx(z)はそれぞれ、各面の面頂点位置における法線ベクトルの成分を示している。
表1に示されているように、本実施形態に係る光走査装置100では、光束L1及びL2それぞれの偏向反射面への入射方向の主走査断面への投影とX軸とがなす角度α1及びα2はそれぞれ、50(度)及び−50(度)である。
また、表1に示されているように、本実施形態に係る光走査装置100では、光束L1及びL2それぞれの偏向反射面への入射方向とXY平面とがなす角度β1及びβ2はそれぞれ、1.8(度)及び−1.8(度)である。
また、本実施形態に係る光走査装置100では、光源1から出射した光束Lの、ハーフミラーM1への入射方向とXY平面とがなす角度β0は、4.8(度)である。
このような角度になるように、ハーフミラーM1、及び折り返しミラーM2及びM3は、適切に配置されている。
本実施形態に係る光走査装置100の各レンズの入射面及び出射面の母線形状(主走査断面内でのレンズ面の形状)は、以下の式(22)のような、10次までの関数として表すことができる非球面形状である。
Figure 0006702776
なお、ここでは、各レンズ面と光軸との交点を原点としており、Ryは母線曲率半径、Kyは離心率、bi(i=4、6、8、10)は非球面係数である。
なお、yに関して、光走査装置100の光源1が配置されている側及び配置されていない側をそれぞれ、プラス側及びマイナス側とする。そして、プラス側とマイナス側とで係数Ry、Ky及びbiが異なる場合は、表3及び表5にあるように、プラス側の係数には添字uを付し(すなわち、Ryu、Kyu、biu)、マイナス側の係数には添字lを付している(すなわち、Ryl、Kyl及びbil)。この場合、母線形状は、主走査方向において非対称な形状となる。
また、本実施形態に係る光走査装置100の各レンズの入射面及び出射面の子線形状(任意の像高における副走査断面内でのレンズ面の形状)は、以下の式(23)のような非球面形状である。
Figure 0006702776
ここで、Sは母線方向の各々の位置における母線の法線を含み主走査断面と垂直な面内に定義される子線形状である。
また、子線曲率半径r’は、レンズ面のy座標に従って、以下の式(24)のように連続的に変化する。
Figure 0006702776
ここで、rは光軸上における子線曲率半径、dj(j=2、4、6、8、10)は子線曲率半径の変化係数である。なお、yに関してプラス側とマイナス側で係数djが異なる場合は、表3及び表5にあるように、プラス側の係数には添字uを付し(すなわち、dju)、マイナス側の係数には添字lを付している(すなわち、djl)。この場合、子線形状は、主走査方向において非対称な形状となる。
なお、本実施形態では、各レンズのレンズ面の母線形状及び子線形状をそれぞれ、式(22)及び式(23)に表される関数で定義したが、これに限らず、他の関数で定義しても構わない。
表2乃至表5に示されているように、主に主走査断面内においてパワーを有する第1結像レンズ61のレンズ面形状は、上記の関数で表現される非球面形状である。
第1結像レンズ61は、主走査断面内のパワーが大きく、且つ、主走査断面内のレンズ面形状が非円弧で、偏向器5側に凹面を向けた凸メニスカスレンズである。
また、第1結像レンズ61の主走査断面内の形状は、光軸に対して対称である。
また、第1結像レンズ61は、副走査断面内においては入射面と出射面が同じ曲率の略ノンパワーであるが、例えば両面が副走査方向にフラットなシリンダー形状でもよい。
第1結像レンズ61は、入射した光束に対して、主に主走査方向の結像を担う事になる。
一方で、第2結像レンズ62及び63は、表2乃至表5に示されているように、主に副走査断面内においてパワーを有するアナモフィックレンズである。
第2結像レンズ62及び63のレンズ面形状は、上記の関数で表現される非球面形状である。
第2結像レンズ62及び63は、主走査断面内のパワーよりも副走査断面内のパワーの方が大きく、且つ、入射面の主走査断面内の形状が円弧であり、他の面の形状は非円弧である。
また、第2結像レンズ62及び63の主走査断面内の形状は、光軸に対して非対称であり、軸上近傍の主走査方向については略ノンパワーである。
一方で、第2結像レンズ62及び63の入射面及び出射面の副走査断面内の形状は、軸上から軸外にかけて曲率が徐々に変化する凸形状であり、光軸に対して非対称形状となっている。
第2結像レンズ62及び63は、入射した光束に対して、主に副走査方向の結像及び主走査方向の歪曲収差の補正を担っている。
また、表2乃至表5に示されているように、第2結像レンズ62及び63は、光軸を中心として回転対称な形状となっている。
第1結像レンズ61及び第2結像レンズ62、63は、副走査断面内においては、偏向器5の偏向反射面の近傍と被走査面71及び72の近傍とを共役の関係にすることで、面倒れ補償を行っている。
表6に示されるように、本実施形態に係る光走査装置100は、第1乃至第9の条件の全て、すなわち、条件式(2)、(4)、(8a)若しくは(8b)、(12a)若しくは(12b)、(16a)若しくは(16b)、(17)及び(19a)若しくは(19b)の全てを満たしていることがわかる。
以上のように、本実施形態に係る光走査装置100は、上記の第1乃至第9の条件を満たすことにより、単一の光源から出射した光束Lを、ハーフミラーM1によって光束L1及び光束L2それぞれに分割して、偏向器5へ異なる角度α1及びα2で入射させ、それぞれ異なる被走査面を印字するタイミングをずらして偏向走査することができる。
そして、共通の光源から出射した光束を分割することによって得られた複数の光束が各被走査面上を交互に光走査する際の時間的なずれ量を制御して、被走査面を印字していないタイミングで行うべき同期検知やAPC制御を適切に行うことができる。
なお、同期検知やAPC制御は、光源1への戻り光が発生しないタイミングに行うことが望ましいため、偏向反射面51の法線角度θが、θ=α1、θ=α2若しくはθ=(α1+α2)/2ではない時に行う。
これにより、共通の光源から出射した光束を分割することによって得られた複数の光束が光源に戻ることが無くなり、光源の発光量を安定化させることができる。
従って、本実施形態に係る光走査装置100では、単一の光源から出射した光束を用いて複数の被走査面を光走査する際に、光源の発光タイミング及び発光量を適切に制御することができる。
本実施形態に係る光走査装置100では、光源1から1つの光束が射出されていたが、これに限られない。例えば、光源1として、複数の発光点から複数の光束を射出するエッジエミッター方式のモノリシックレーザーやVCSELを使用してもよい。そして、ハーフミラーM1によって、光源1から射出された複数の光束を複数の透過光束及び複数の反射光束に分割し、それぞれを異なる被走査面に導光するようにしても構わない。
また、本実施形態に係る光走査装置100では、分割素子としてハーフミラーM1を用いたが、これに限られない。例えば、分割素子として、偏向ビームスプリッターを用いて、光束をP偏光の光束とS偏光の光束に分割したり、回折光学素子を用いて、互いに異なる回折次数の光束に分割しても、同様の効果を得ることができる。また、ハーフミラーM1は、平板形状に限らず、プリズムのようなバルク形状でもかまわない。
[第二実施形態]
図4(a)及び(b)は、第二実施形態に係る光走査装置200の主走査断面図である。また、図4(c)は、本実施形態に係る光走査装置200における各光束の光路を示した図である。
なお、図4(a)では、折り返しミラーM4を図示しておらず、ハーフミラーM1を反射した光束L1の光路のみを示している。一方で、図4(b)では、折り返しミラーM2及びM3を図示しておらず、ハーフミラーM1を透過した光束L2の光路のみを示している。
光走査装置200は、光源1、絞り2、集光レンズ3、シリンダーレンズ4、分割素子としてのハーフミラーM1、及び折り返しミラーM2、M3及びM4を備えている。また、光走査装置200は、偏向器としてのポリゴンミラー5、第1結像レンズ61、第2結像レンズ62及び63、及び不図示の折り返しミラーM5、M6及びM7を備えている。
なお、絞り2、集光レンズ3、シリンダーレンズ4、ハーフミラーM1、及び折り返しミラーM2、M3及びM4によって、本実施形態に係る光走査装置200の入射光学系が構成される。
また、第1結像レンズ61、第2結像レンズ62及び63、及び折り返しミラーM5、M6及びM7によって、本実施形態に係る光走査装置200の結像光学系が構成される。
光源1から出射した光束Lは、絞り2によって主走査方向及び副走査方向の光束径が制限され、集光レンズ3によって、主走査方向及び副走査方向双方に関して略平行光束になるように変換され、シリンダーレンズ4によって副走査方向に集光される。
そして、ハーフミラーM1によって、シリンダーレンズ4を通過した光束Lは、反射光束L1及び透過光束L2に分割される。
そして、反射光束L1は、折り返しミラーM2及びM3によって反射され、偏向器5の偏向反射面に入射する。一方で、透過光束L2は、折り返しミラーM4によって反射され、偏向器5の偏向反射面に入射する。
そして、偏向器5の偏向反射面に入射した光束L1及びL2はそれぞれ、偏向器5の偏向反射面によって反射偏向された後、第1結像レンズ61、第2結像レンズ62及び63、及び折り返しミラーM5、M6及びM7によって、被走査面71及び72上に結像される。
このようにして、主走査断面内及び副走査断面内の両方において、被走査面71及び72の近傍にスポット状の像が形成され、そして、偏向器5を一定速度で回転させることによって、被走査面71及び72を等速走査することができる。
なお、本実施形態に係る絞り2の矩形状の開口部のサイズは、主走査方向4.80mm×副走査方向2.20mmである。
次に、本実施形態に係る光走査装置200の諸特性を以下の表7乃至表12に示す。
Figure 0006702776
Figure 0006702776
Figure 0006702776
Figure 0006702776
Figure 0006702776
Figure 0006702776
なお、表9及び11において、「E−x」は、「×10-x」を意味している。
また以下においては、第1結像レンズ61の光軸方向、主走査断面内において該光軸と直交する軸、及び副走査断面内において該光軸と直交する軸をそれぞれ、X軸、Y軸及びZ軸とする。
また、表8において、Rは各面の曲率半径、X、Y、Zはそれぞれ各面の面頂点位置の座標、gx(x)、gx(y)、gx(z)はそれぞれ、各面の面頂点位置における法線ベクトルの成分を示している。
表7に示されているように、本実施形態に係る光走査装置200では、光束L1及びL2それぞれの偏向反射面への入射方向の主走査断面への投影とX軸とがなす角度α1及びα2はそれぞれ、41(度)及び−41(度)である。
また、表7に示されているように、本実施形態に係る光走査装置200では、光束L1及びL2それぞれの偏向反射面への入射方向とXY平面とがなす角度β1及びβ2はそれぞれ、−3.0(度)及び3.0(度)である。
また、本実施形態に係る光走査装置200では、光源1から出射した光束Lの、ハーフミラーM1への入射方向とXY平面とがなす角度β0は、3.0(度)である。
このような角度になるように、ハーフミラーM1、及び折り返しミラーM2及びM3は、適切に配置されている。
表7に示されているように、本実施形態に係る光走査装置200では、主走査断面内において光束L1及びL2それぞれの偏向反射面への入射方向とX軸とがなす角度α1及びα2はそれぞれ、41(度)及び−41(度)である。
また、表7に示されているように、本実施形態に係る光走査装置200では、光束L1及びL2それぞれの偏向反射面への入射方向とXY平面とがなす角度β1及びβ2はそれぞれ、−3.0(度)及び3.0(度)である。
また、本実施形態に係る光走査装置200では、光源1から出射した光束Lの、ハーフミラーM1への入射方向とXY平面とがなす角度β0は、3.0(度)である。
このような角度になるように、ハーフミラーM1、及び折り返しミラーM2及びM3は、適切に配置されている。
表12に示されるように、本実施形態に係る光走査装置200は、第1乃至第9の条件の全て、すなわち、条件式(2)、(4)、(8a)若しくは(8b)、(12a)もしくは(12b)、(16a)若しくは(16b)、(17)及び(19a)若しくは(19b)の全てを満たしていることがわかる。
以上のように、本実施形態に係る光走査装置200は、上記の第1乃至第9の条件を満たすことにより、単一の光源から出射した光束Lを、ハーフミラーM1によって光束L1及び光束L2それぞれに分割して、偏向器5へ異なる角度α1及びα2で入射させ、それぞれ異なる被走査面を印字するタイミングをずらして偏向走査することができる。
そして、共通の光源から出射した光束を分割することによって得られた複数の光束が各被走査面上を交互に光走査する際の時間的なずれ量を制御して、被走査面を印字していないタイミングで行うべき同期検知やAPC制御を適切に行うことができる。
なお、同期検知やAPC制御は、光源1への戻り光が発生しないタイミングに行うことが望ましいため、偏向反射面51の法線角度θが、θ=α1、θ=α2若しくはθ=(α1+α2)/2ではない時に行う。
これにより、共通の光源から出射した光束を分割することによって得られた複数の光束が光源に戻ることが無くなり、光源の発光量を安定化させることができる。
従って、本実施形態に係る光走査装置200では、単一の光源から出射した光束を用いて複数の被走査面を光走査する際に、光源の発光タイミング及び発光量を適切に制御することができる。
[種々の実施形態]
表13乃至18はそれぞれ、種々の実施形態に係る光走査装置における諸特性及び条件式(2)、(4)、(8a)、(8b)、(12a)、(12b)、(16a)、(16b)、(17)、(19a)及び(19b)の計算結果を示している。
なお、この種々の実施形態に係る光走査装置は、上記の第一実施形態に係る光走査装置100又は第二実施形態に係る光走査装置200と同一の構成である。
また、表13乃至18では、諸特性のうち、ポリゴンミラー5のポリゴン面数、光束L1及びL2それぞれの主走査入射角度α1及びα2、及び全走査角に対する印字走査角の比率Dのみが示されている。
表13乃至18に示されているように、この種々の実施形態に係る光走査装置も、第1乃至第9の条件の全て、すなわち、条件式(2)、(4)、(8a)若しくは(8b)、(12a)若しくは(12b)、(16a)若しくは(16b)、(17)及び(19a)若しくは(19b)の全てを満たしていることがわかる。
Figure 0006702776
Figure 0006702776
Figure 0006702776
Figure 0006702776
Figure 0006702776
Figure 0006702776
[画像形成装置]
図5は、上記の実施形態に係る光走査装置が搭載されたカラー画像形成装置90の要部副走査断面図を示している。
画像形成装置90は、光走査装置によって、像担持体である各々の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。
画像形成装置90は、上記の実施形態に係る光走査装置11、像担持体としての感光ドラム23、24、25、26、現像器15、16、17、18、搬送ベルト91、プリンタコントローラ93及び定着器94を備えている。
画像形成装置90には、パーソナルコンピュータ等の外部機器92から出力されたR(レッド)、G(グリーン)、B(ブルー)の各色信号(コードデータ)が入力される。これらの色信号は、画像形成装置90内のプリンタコントローラ93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、光走査装置11に入力される。そして、光走査装置11からは、各画像データに応じて変調された光ビーム79、80、81、82が射出され、これらの光ビーム79、80、81、82によって、感光ドラム23、24、25、26の感光面が主走査方向に走査される。
そして、光走査装置11により各々の画像データに基づいて射出された光ビーム79、80、81、82によって各々対応する感光ドラム23、24、25、26の感光面上に各色の静電潜像が形成される。その後、各色の潜像が現像器15乃至18によって各色トナー像に現像され、現像された各色トナー像が被転写材に転写器によって多重転写され、転写されたトナー像が定着器によって定着され、1枚のフルカラー画像が形成される。
従って、画像形成装置90では、光走査装置11がC、M、Y、Kの各色に対応している感光ドラム23、24、25、26の感光面上に画像信号(画像情報)を記録し、カラー画像を高速に印字することができる。
なお、外部機器92としては、例えばCCDセンサー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90とで、カラーデジタル複写機が構成される。
また、本実施形態に係る画像形成装置の記録密度は、特に限定されない。しかしながら、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、上記の実施形態に係る光走査装置を搭載した場合に、本発明の効果がより発揮される。
1 光源
2 絞り(入射光学系)
3 集光レンズ(入射光学系)
41、42 シリンダーレンズ(入射光学系)
5 ポリゴンミラー(偏向器)
61 第1結像レンズ(結像光学系)
62、63 第2結像レンズ(結像光学系)
71 被走査面(第1の被走査面)
72 被走査面(第2の被走査面)
100 光走査装置
M1 ハーフミラー(入射光学系、分割素子)
M2、M3 折り返しミラー(入射光学系)
M4、M5、M6 折り返しミラー(結像光学系)

Claims (9)

  1. 光源から出射した光束を第1及び第2の光束に分割する分割素子と、
    前記第1及び第2の光束を偏向して第1及び第2の被走査面を主走査方向に走査する偏向器と、
    該偏向器によって偏向された前記第1及び第2の光束を前記第1及び第2の被走査面に導光する結像光学系とを備え、
    記第1及び第2の光束の前記偏向器への入射方向の主走査断面への投影と前記結像光学系の光軸とがなす角度をそれぞれα1[°]及びα2[°]、前記偏向器が有する偏向面の数をN、前記偏向器の全走査角に対する有効走査角の比率をDとするとき、
    α2≦α1−2×360/N×D
    α2≧α1−2×360/N×(1−D)
    なる条件を満たし、且つ
    α2>2×α1−360/N×(2−D)
    もしくは
    α2<2×α1−360/N×(2+D)
    なる条件を満たすことを特徴とする光走査装置。
  2. α2<(α1−360/N×D)/2
    もしくは
    α2>(α1+360/N×D)/2
    なる条件を満たすことを特徴とする請求項1に記載の光走査装置。
  3. α2>2×α1+360/N×D
    もしくは
    α2<2×α1−360/N×D
    なる条件を満たすことを特徴とする請求項1または2に記載の光走査装置。
  4. α1>360/N×D
    なる条件を満たすことを特徴とする請求項1乃至のいずれか一項に記載の光走査装置。
  5. α2>360/N×D
    もしくは
    α2<−360/N×D
    なる条件を満たすことを特徴とする請求項1乃至のいずれか一項に記載の光走査装置。
  6. 前記第1及び第2の光束の前記入射方向の前記光軸に垂直な第1の断面への投影と主走査断面内において前記光軸と直交する軸とがなす角度は、互いに異なることを特徴とする請求項1乃至のいずれか一項に記載の光走査装置。
  7. 前記第1及び第2の光束の前記入射方向の前記光軸に垂直な第1の断面への投影と主走査断面内において前記光軸と直交する軸とがなす角度をそれぞれβ1[°]及びβ2[°]、前記第1及び第2の光束のマージナル光線の副走査断面内における広がり角度をそれぞれNA1[°]及びNA2[°]とするとき、
    |β1|>NA1
    |β2|>NA2
    なる条件を満たすことを特徴とする請求項1乃至のいずれか一項に記載の光走査装置。
  8. 請求項1乃至のいずれか一項に記載の光走査装置と、該光走査装置によって前記第1及び第2の被走査面に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像器と、現像された前記トナー像を被転写材に転写する転写器と、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器とを備えることを特徴とする画像形成装置。
  9. 請求項1乃至のいずれか一項に記載の光走査装置と、外部機器から出力されたコードデータを画像信号に変換して前記光走査装置に入力するプリンタコントローラとを備えることを特徴とする画像形成装置。
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