JPWO2003096101A1 - 光走査装置及び光走査装置のカバーガラス清掃機構 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザービームプリンタ等の画像形成装置の画像書き込み露光用に用いられる光走査装置に係り、特に、回転多面鏡等の偏向反射面に光ビームを順に2度入射させる光走査装置に関するものである。
本発明は、また、カバーガラスの表面に付着している塵埃等を確実に除去することができる構成とした、光走査装置のカバーガラス清掃機構に関するものである。
背 景 技 術
従来、回転軸を中心に回転又は振動する偏向反射面に面して2枚の固定平面鏡を配置し、偏向反射面で反射された偏向光ビームを2枚の固定平面鏡で順に反射させ、再びその偏向反射面に入射させて光偏向を行うことで、偏向反射面の回転軸の倒れや偏向反射面そのものの面毎の倒れによる偏向光ビームの射出方向の変化を補正するものが特開昭51−6563号で提案されている。
また、回転軸を中心に回転又は振動する偏向反射面に面して2枚の固定平面鏡を配置し、その2枚の固定平面鏡の稜線が偏向反射面の回転軸に直交する平面内に位置させるようにして、偏向反射面と2枚の固定平面鏡の間から偏向反射面へ向けて光ビームを入射させ、反射された偏向光ビームをその2枚の固定平面鏡を順に反射させて再びその偏向反射面に入射させて反射させ、その反射された偏向光ビームを偏向反射面と2枚の固定平面鏡の間あるいは2枚の固定平面鏡の間の間隙を通して射出するようにて、走査線の歪みを補正する光偏向光学系が特開昭61−7818号(米国特許第4,796,965号)で提案されている。
しかしながら、特開昭61−7818号のものにおいては、解析的な検討はなされておらず、また、入射角度20°以下について言及されていないため、適切に走査線の歪みを補正することができない。
特開昭61−7818号のもののように、同一偏光反射面で2回偏向される光学系では、光ビームの入射角度によって2回偏向反射後の光ビームの偏向軌跡に湾曲が生じる。このため、偏向後の走査光学系のレンズ等の光学部品の光軸方向の位置によっては、副走査方向(走査と垂直方向)に広い有効範囲が必要になる場合がある。しかしながら、走査光学系のアナモルフィックなレンズを製造する際に、主走査方向、副走査方向共に広い有効範囲を持つレンズを製造することは容易ではない。このため、複数のレンズ配置の自由度が小さくなるといった問題がある。
また、レンズ等の光学部品に要求される有効範囲が狭ければ、高精度に光学面が作りやすくなる。
何れにしても、光軸方向の任意の位置で走査線軌跡の湾曲を非常に小さく抑えることが可能であれば、大変有用なことである。
ところで、特開昭51−6563号で提案されている光走査装置のように偶数枚の固定平面鏡で順に反射させ、同一偏向反射面に2度入射させて光偏向を行う光走査装置においては、偏向反射面の面倒れに起因する走査線変位補正の観点からは、面倒れ補正光学系を盛り込む必要がない。
しかしながら、特開昭51−6563号のように偏向反射面に副走査方向直角に光線が入射・射出する場合、固定平面鏡に光線が干渉するため、走査角を大きくとることができないので、偏向反射面に直角ではない角度で入射・射出させる必要がある。そうすると、走査線軌跡の湾曲の原因となる射出角度差が発生してしまう。
また、面倒れによって生じる2回目偏向点の変位に走査光学系の副走査横倍率βを掛けた量だけ被走査面での走査線変位が発生してしまう。
さらに、偏向反射面に捩じれあるいは湾曲があって、偏向反射面の回転に伴いビーム入射位置での面倒れの値が変化する場合には、偏向反射面が正しく平面からなる場合と比較して射出角度に差が発生し、さらなる走査線軌跡の湾曲が生じる。また、偏向反射面の捩じれあるいは湾曲の度合いが偏向反射面毎に異なる場合には、偏向反射面毎に射出角度の変化が生じ、被走査面での走査線変位が発生する。
発 明 の 開 示
本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その第1の目的は、偏向反射面に光ビームを2度入射させる光走査装置において、走査線軌跡の湾曲量を小さくし、あるいは、走査線軌跡の湾曲量を任意の位置で略ゼロとして、光軸方向の走査光学系のレンズ配置の制限を緩和することである。
本発明の第2の目的は、偶数枚の固定平面鏡で順に反射させ、同一偏向反射面に2度入射させて光偏向を行う光走査装置において、射出角度差によって生じる走査線軌跡の湾曲に基づく走査線湾曲がなく、面倒れや射出角度の変化によって生じる走線変位が補正された光走査装置を提供することである。
本発明の第3の目的は、カバーガラスの表面に付着している塵埃等を確実に除去することができる構成とした、光走査装置のカバーガラス清掃機構を提供することである。
上記第1の目的を達成する本発明の第1の光走査装置は、回転軸に平行でその回転軸を中心に回転又は振動する偏向反射面に面して2枚の固定平面鏡が配置され、前記偏向反射面に入射して反射された光ビームが前記2枚の固定平面鏡で順に反射され、その反射された光ビームが再び前記偏向反射面に入射して反射される光偏向光学系を備えた光走査装置において、
前記偏向反射面に最初に入射する光ビームを含み前記回転軸に平行な面を入射平面とするとき、前記2枚の固定平面鏡は前記入射平面に対して垂直に配置され、
前記偏向反射面から2回目に反射された射出光ビームが前記入射平面内にあるときの射出光ビームの中心光線と、前記偏向反射面が最大の回転角度を取るときの射出光ビームの中心光線を前記入射平面に投影した直線とが略平行になるように設定されていることを特徴とするものである。
この場合に、偏向反射面に最初に入射する光ビームが2枚の固定平面鏡の間の間隙を通して入射され、偏向反射面で2回目に反射された偏向光ビームが2枚の固定平面鏡の間の間隙を通して射出するように構成されているものであっても、2枚の固定平面鏡の中の1つの固定平面鏡が、偏向反射面に最初に入射する光ビームと偏向反射面から2回目に反射された射出光ビームとによって挟まれるように構成されているものであってもよい。
また、偏向反射面が前記入射平面に対して垂直な位置における偏向反射面に最初に入射する光ビームの中心光線の入射角をθ1、偏向反射面から2回目に反射された射出光ビームの中心光線の射出角をθ2とするとき、次の関係を満たすように構成されていることが望ましい。
0.33・θ1≦θ2≦0.37・θ1 ・・・(21)
本発明の第2の光走査装置は、回転軸に平行でその回転軸を中心に回転又は振動する偏向反射面に面して2枚の固定平面鏡が配置され、前記偏向反射面に入射して反射された光ビームが前記2枚の固定平面鏡で順に反射され、その反射された光ビームが再び前記偏向反射面に入射して反射される光偏向光学系を備えた光走査装置において、
前記偏向反射面に最初に入射する光ビームを含み前記回転軸に平行な面を入射平面とするとき、前記2枚の固定平面鏡は前記入射平面に対して垂直に配置され、
前記偏向反射面が前記入射平面に対して垂直な位置における前記偏向反射面に最初に入射する光ビームの中心光線の入射角をθ1、前記偏向反射面から2回目に反射された射出光ビームの中心光線の射出角をθ2とするとき、次の関係を満たすように構成されていることを特徴とするものである。
0.33・θ1−1.27≦θ2≦0.35・θ1−1.50
・・・(22)
この場合にも、偏向反射面に最初に入射する光ビームが2枚の固定平面鏡の間の間隙を通して入射され、偏向反射面で2回目に反射された偏向光ビームが2枚の固定平面鏡の間の間隙を通して射出するように構成されているものであっても、2枚の固定平面鏡の中の1つの固定平面鏡が、偏向反射面に最初に入射する光ビームと偏向反射面から2回目に反射された射出光ビームとによって挟まれるように構成されているものであってもよい。
本発明の第3の光走査装置は、回転軸に平行でその回転軸を中心に回転又は振動する偏向反射面に面して2枚の固定平面鏡が配置され、前記偏向反射面に入射して反射された光ビームが前記2枚の固定平面鏡で順に反射され、その反射された光ビームが再び前記偏向反射面に入射して反射される光偏向光学系を備えた光走査装置において、
前記偏向反射面に最初に入射する光ビームを含み前記回転軸に平行な面を入射平面とするとき、前記2枚の固定平面鏡は前記入射平面に対して垂直に配置され、
前記偏向反射面から2回目に反射された射出光ビームが前記入射平面内にあるときの射出光ビームの中心光線と、前記偏向反射面が最大の回転角度を取るときの射出光ビームの中心光線を前記入射平面に投影した直線とが、前記偏向反射面から被走査面の間の走査光学系の光軸方向に配置された光学面の中の少なくとも1つ光学面の近傍で交差するように設定されていることを特徴とするものである。
この場合にも、偏向反射面に最初に入射する光ビームが2枚の固定平面鏡の間の間隙を通して入射され、偏向反射面で2回目に反射された偏向光ビームが2枚の固定平面鏡の間の間隙を通して射出するように構成されているものであっても、2枚の固定平面鏡の中の1つの固定平面鏡が、偏向反射面に最初に入射する光ビームと偏向反射面から2回目に反射された射出光ビームとによって挟まれるように構成されているものであってもよい。
上記第2の目的を達成する本発明の第4の光走査装置は、回転軸に平行でその回転軸を中心に回転又は振動する偏向反射面に面して2枚の固定平面鏡が配置され、前記偏向反射面に入射して反射された光ビームが前記2枚の固定平面鏡で順に反射され、その反射された光ビームが再び前記偏向反射面に入射して反射される光偏向光学系と、前記偏向反射面に向けて光ビームを入射させる照明光学系と、前記光偏向光学系で偏向された光ビームを被走査面に入射させて走査線を形成する走査光学系とを備えた光走査装置において、
前記偏向反射面に前記照明光学系から最初に入射する光ビームを含み前記回転軸に平行な面を入射平面とするとき、前記2枚の固定平面鏡は前記入射平面に対して垂直に配置され、
前記偏向反射面から2回目に反射された射出光ビームが前記入射平面内にあるときのその2回目の反射点と前記被走査面が前記入射平面内で略共役となっていることを特徴とするものである。
この場合、偏向反射面に最初に入射する光ビームが2枚の固定平面鏡の間の間隙を通して入射され、偏向反射面で2回目に反射された偏向光ビームが2枚の固定平面鏡の間の間隙を通して射出するように構成されていることが望ましい。
また、偏向反射面から2回目に反射された射出光ビームが入射平面内にあるとき、照明光学系から入射する光ビームが入射平面内で2回目の反射点近傍に集光することが望ましい。
また、偏向反射面から2回目に反射された射出光ビームが入射平面内にあるときの1回目偏向点から2回目偏向点までの伝達距離をLd、偏向反射面の面倒れ角度をε、走査光学系の入射平面の方向の横倍率をβ、被走査面での走査線ピッチをLPとするとき、
|β・Ld・tan(2ε)/cos(2ε)|≦0.25・LP
・・・(30)
の関係を満足するように構成されているか、あるいは、
|β・Ld・tan(2ε)/cos(2ε)|≦0.125・LP
・・・(31)
の関係を満足するように構成されていることが望ましい。
以上のこれら本発明の光走査装置は、例えば画像形成装置の画像書き込み露光用に用いられる。
本発明の第1〜第3の光走査装置においては、偏向反射面と2枚の固定平面鏡を備えた2度入射光偏向光学系を用いた光走査装置において、偏向反射面から2回目に反射された射出光ビームが入射平面内にあるときの射出光ビームの中心光線と、偏向反射面が最大の回転角度を取るときの射出光ビームの中心光線を入射平面に投影した直線とが略平行になるように設定されるか、あるいは、式(22)を満たすか、あるいは、走査光学系の光軸方向に配置された光学面の中の少なくとも1つ光学面の近傍で交差するように設定されているので、走査光学系の光学面での走査線軌跡の湾曲量が小さくなるかあるいは略ゼロとなるので、走査光学系の配置位置の自由度が高まると共に、走査光学系の副走査方向の寸法が小さくてすみ、小型で高精度の走査光学装置を低コストで提供することができる。
また、本発明の第4の光走査装置においては、偏向反射面と2枚の固定平面鏡を備えた2度入射光偏向光学系を用いた光走査装置において、偏向反射面から2回目に反射された射出光ビームが入射平面内にあるときのその2回目の反射点と被走査面が入射平面内で略共役となっているので、被走査面に集光する射出光ビームの副走査方向の位置は偏向反射面の回転角の変化によっても移動することがなくなり、射出角度差に基づく走査線軌跡の湾曲があっても走査線湾曲は生じず、被走査面上での走査線を略直線とすることができる。
本発明の光走査装置のカバーガラス清掃機構は、光走査の光学系と、光の被走査面と、前記光学系からの走査光を前記被走査面に向けて通過させるためのカバーガラスと、前記カバーガラスの取り付け部材と、前記カバーガラスの表面を拭き取る清掃部材を先端部に設けた清掃レバーとを有する光走査装置のカバーガラス清掃機構であって、前記カバーガラスを取り付け部材上に突出して設け、前記清掃レバーの動作方向端の少なくとも一方で、前記清掃部材がカバーガラス端部よりも外側で動かせるように清掃レバーのストローク長を設定したしたことを特徴とする。
また、本発明は、前記前記清掃レバーのストローク長を、前記カバーガラスの長手方向の長さよりも大きく設定したことを特徴とする。
また、本発明は、光走査の光学系と、光の被走査面と、前記光学系からの走査光を前記被走査面に向けて通過させるためのカバーガラスと、前記カバーガラスの取り付け部材と、前記カバーガラスの表面を拭き取る清掃部材を先端部に有する清掃レバーとを有する光走査装置のカバーガラス清掃機構であって、前記カバーガラス上にガイド部材を設け、前記清掃レバーを当該ガイド部材に沿って、カバーガラスと並行に往復動させることを特徴とする。
また、本発明は、前記ガイド部材はカバーガラスの全長に亘って設けられていることを特徴とする。
また、本発明は、光走査の光学系と、光の被走査面と、前記光学系からの走査光を前記被走査面に向けて通過させるためのカバーガラスと、前記カバーガラスの取り付け部材と、前記カバーガラスの表面を拭き取る清掃部材を先端部に有する清掃レバーとを有する光走査装置のカバーガラス清掃機構であって、前記清掃レバーの長手方向に細長い穴を形成し、当該清掃レバーを押し込んだ状態で走査光が遮蔽されない構成としたことを特徴とする。
また、本発明は、光走査の光学系と、光の被走査面と、前記光学系からの走査光を前記被走査面に向けて通過させるためのカバーガラスと、前記カバーガラスの取り付け部材と、前記カバーガラスの表面を拭き取る清掃部材を先端部に有する清掃レバーとを有する光走査装置のカバーガラス清掃機構であって、前記清掃レバーを押し込んだ際に、清掃レバー終端部の進行を阻止する停止部材を設けたことを特徴とする。
また、本発明は、前記停止部材を前記カバーガラスの取り付け部材に設けたことを特徴とする。
また、本発明は、前記停止部材を前記ガイド部材に設けたことを特徴とする。
また、本発明は、光走査の光学系と、光の被走査面と、前記光学系からの走査光を前記被走査面に向けて通過させるためのカバーガラスと、前記カバーガラスの取り付け部材と、前記カバーガラスの表面を拭き取る清掃部材を先端部に有する清掃レバーとを有する光走査装置のカバーガラス清掃機構であって、前記清掃レバーを押し込んだ際に、清掃レバーの移動を規制する移動規制手段と、前記移動規制手段と係合する係合手段とを設けたことを特徴とする。
また、本発明は、前記移動規制手段を前記清掃レバーに設け、前記係合手段をカバーガラスの取り付け部材に設けたことを特徴とする。
また、本発明は、前記移動規制手段を前記清掃レバーに設け、前記係合手段を前記ガイド部材に設けたことを特徴とする。
また、本発明は、前記移動規制手段を前記カバーガラスの取り付け部材に設け、前記係合手段を前記清掃レバーに設けたことを特徴とする。
また、本発明は、前記移動規制手段を前記ガイド部材に設け、前記係合手段を前記清掃レバーに設けたことを特徴とする。
また、本発明は、光走査の光学系と、光の被走査面と、前記光学系からの走査光を前記被走査面に向けて通過させるためのカバーガラスと、前記カバーガラスの取り付け部材と、前記カバーガラスの表面を拭き取る清掃部材を先端部に有する清掃レバーとを有する光走査装置のカバーガラス清掃機構であって、前記清掃レバーを引き出した際に清掃レバーが前記ガイド部材から離脱することを防止するストッパーを設けたことを特徴とする。
また、本発明は、前記ストッパーの解除手段を設け、清掃レバーを前記ガイド部材から離脱させて装置本体から取り外し可能としたことを特徴とする。
また、本発明は、光走査の光学系と、光の被走査面と、前記光学系からの走査光を前記被走査面に向けて通過させるためのカバーガラスと、前記カバーガラスの取り付け部材と、前記カバーガラスの表面を拭き取る清掃部材を先端部に有する清掃レバーとを有する光走査装置のカバーガラス清掃機構であって、前記清掃レバーの先端部に、前記清掃部材を着脱自在に取り付けたことを特徴とする。
また、本発明は、光走査の光学系と、光の被走査面と、前記光学系からの走査光を前記被走査面に向けて通過させるためのカバーガラスと、前記カバーガラスの取り付け部材と、前記カバーガラスの表面を拭き取る清掃部材を先端部に有する清掃レバーとを有する光走査装置のカバーガラス清掃機構であって、前記清掃部材をカバーガラス上に押圧する弾性材を設けたことを特徴とする。
本発明に係る光走査装置のカバーガラス清掃機構は、カバーガラスを取り付け部材上に突出して設けると共に、前記カバーガラスの表面を拭き取る清掃部材を先端部に設けた清掃レバーを有し、前記清掃レバーを押し込んだ際の先端部のストローク長を、前記清掃レバーの動作方向端の少なくとも一方で、前記清掃部材がカバーガラス端部よりも外側で動かせるように設定している。このため、清掃レバーを押し込んだ際に、清掃部材はカバーガラスから外れて下部に落下し、清掃部材に付着した汚れや塵挨を振り落とす。また、清掃部材に残存している汚れや塵埃はカバーガラスの端部で掻き取られ、清掃レバーを復帰させた際に清掃部材に残存している汚れや塵埃が再びカバーガラス上に付着する事態の発生を防止して、複数回の清掃動作を行った場合でも清掃部材やカバーガラスの表面を清浄な状態に維持することができる。
また、カバーガラス上にガイド部材を設け、前記清掃レバーを当該ガイド部材に沿って、カバーガラスと並行に往復動させている。このため、カバーガラスに対し、清掃部材が一定の押圧で押し付けられ、拭きむらを残すことなく適正にカバーガラスを清掃することができる。さらに、当該ガイド部材によって、作業者や異物の付着によるカバーガラスの汚染を防止することができる。
また、ガイド部材は、カバーガラスの全長に亘って設けられている。このため、清掃部材が清掃レバーから外れてカバーガラス以外の部分に接触することによる清掃部材の汚染を防止することができる。なお、このようなガイド部材を設けることにより、カバーガラスと清掃部材との位置精度を高めることができる。
また、清掃レバーの長手方向に細長い穴を形成し、当該清掃レバーを押し込んだ状態で走査光が遮蔽されない構成としている。このため、清掃レバーを常時取り付けた状態で光走査装置を使用できるので、清掃レバーを取り外して保管する必要がなく、清掃レバーの紛失を防止できる。また、清掃レバーを別の場所に保管する際の汚染を防止することができる。
また、清掃レバーを押し込んだ際に、清掃レバー終端部の進行を阻止する停止部材を設けている。このため、清掃レバーの行き過ぎた進行を防止して、清掃レバーを無駄なく移動させることができる。
また、清掃レバーを押し込んだ際に、清掃レバー終端部に設けた移動規制手段と係合する係合手段を設けている。このため、清掃レバーが振動して清掃部材に付着した塵埃などがカバーガラスに飛散するような事態の発生を防ぐことができる。また、前記のような凹凸部を係合させる係合手段はクリック機構として機能するので、作業者は清掃レバーを押し込んだときの移動経路終端位置であることが感覚的に確認できる利点がある。なお、前記係合手段を取り付け部材と一体に形成することにより、部品点数を低減することができる。
また、清掃レバーを引き出した際に、ガイド部材から離脱しないようにストッパーを設けている。このため、再度清掃レバーを押し込む際にガイド部材との位置合わせが不要となり、操作性が高められる。また、清掃レバーの紛失を防止できる。
また、ストッパーの解除手段を設け、清掃レバーを前記ガイド部材から離脱させて装置本体から取り外し可能としている。このため、清掃部材のクリーニングや劣化に伴う交換などのメンテナンスを行う際の利便性を高めることができる。
また、清掃レバーの先端部に、清掃部材を着脱自在に取り付けている。このため、清掃部材の点検や交換を簡単に行うことができる。
また、清掃部材をカバーガラス上に押圧する弾性材を設けたので、カバーガラスの表面に付着した塵埃や汚れを効果的に除去することができる。
発明を実施するための最良の形態
以下、図面に基づき本発明の光走査装置の原理と実施例について詳細に説明する。
図1は、本発明の第1の形態の光走査装置の全体構成を示す斜視図であり、図2は、その主要部の光偏向光学系を示す斜視図である。
この構成では、光偏向部は多面柱の側面に複数(図の場合は6面)の偏向反射面11を有するポリゴンミラー10で構成され、その回転軸12の周りで偏向反射面11が回転する構成になっている。そして、光偏向に関与する偏向反射面11に面して2枚の固定平面鏡13、14が相互に角度をなして、かつ、間に間隙15を開けて配置されている。
そして、光源21からの光がレンズ22により平行光ビームa0に変換され、その光ビームa0は固定平面鏡13と14の間隙15を通って回転軸12に沿った図の場合は斜め下方から偏向反射面11に入射する。その偏向反射面11で1回目の反射を行った光ビームa0は斜め上方へ進み、一方の固定平面鏡13に入射し、そこで反射された光ビームa2は下方へ進み、今度は他方の固定平面鏡14に入射し、そこで反射された光ビームa3は再度偏向反射面11に入射し、その偏向反射面11で2回目の反射を行った光ビームa4は、固定平面鏡13と14の間隙15を通って斜め上方へ進み、走査光学系23を経て集束光ビームに変換され、被走査面24に入射して集束する。偏向反射面11は回転軸12の周りで回転するので、その集束光ビームは偏向反射面11の回転速度の略4倍の回転速度で回転して被走査面24上に走査線bを描く。ポリゴンミラー10の回転に伴って入射光ビームa0の入射位置に隣接する偏向反射面11が順次入っては出るので、ポリゴンミラー10の回転に伴って被走査面24上の同じ位置に走査線bが一端から他端へ順次描かれる。この方向の走査が主走査になる。被走査面24上の被走査体を走査線bと直交する方向へ一定速度で副走査することにより、被走査体上には走査線bが一定ピッチで並ぶラスター走査が行われることになる。
ここで、入射光ビームa0の中心光線を含み、回転軸12に平行な平面を入射平面と定義すると、2枚の固定平面鏡13、14は入射平面に対して垂直に配置されている。
図3は、偏向反射面11で1回目の反射を行った光ビームa1の走査線軌跡b’の湾曲を説明するための図である。入射光ビームa0が偏向反射面11の回転面(回転軸12に垂直な面)に平行でない場合に、偏向反射面11で反射された光ビームa1の走査線軌跡b’は、図3に示すように湾曲する。図3において、走査線軌跡b’の湾曲量δは入射平面内にある光ビームa1に垂直な面内での湾曲のない走査線軌跡b”からのずれ量で定義される。なお、走査線bと走査線軌跡b’、b”の違いは、走査光学系23を経て被走査面24上に集光された走査線軌跡が走査線bとなるもので、偏向反射面11から被走査面24に至る任意の位置での射出光ビームa4の軌跡が走査線軌跡である。
図1、図2に示す2度入射光偏向光学系においても、入射光ビームa0及び射出光ビームa4の角度θ1、θ2(図4)によって、走査線bに湾曲が生じないように走査光学系23が構成されていても、走査線軌跡の湾曲が生じる。角度θ1、θ2の定義は後記する。
また、このような2度入射光偏向光学系では、図3から明らかなように、1回目偏向反射から2回目偏向反射の間でも走査線軌跡の湾曲が生じる。しかし、現実的には、1回目偏向から2回目偏向の間の光路長は、走査光学装置全体の光路長(偏向反射面11で1回目の反射点から被走査面24までの光路長)に比べてかなり短く、ここで生じる湾曲量は小さい。むしろ、光偏向光学系での偏向に伴って生じる射出光ビームa4の射出角度差のために、偏向反射面11からの距離に応じて発生する走査線軌跡の湾曲が支配的である。
ここで、図1、図2のような構成で、射出光ビームa4の偏向により生じる射出角度差について検討する。
図4に示すように、偏向反射面11が入射平面に垂直で正面を向いているときには、光ビームa0〜a4は全て紙面の入射平面内にあり、このときの入射光ビームa0の偏向反射面11に対する入射角をθ1、射出光ビームa4の射出角をθ2とする。
図5は、光ビームa0〜a4を入射平面に投影した図であり、実線は偏向反射面11が正面を向き光ビームa0〜a4が入射平面内にあるときであり、破線は偏向反射面11を正面を向いているときより回転角ωだけ回転したときの光ビームa0〜a4を入射平面に投影した図である。また、図6は、偏向反射面11が正面を向いているときより回転角ωだけ回転したときの光ビームa0〜a4を偏向反射面11の回転軸12に垂直な平面(回転面)に投影した図である。
また、図7は、光ビームa0とa1の偏向反射面11が正面を向いているとき(a)と回転角ωだけ回転したとき(b)の角度関係を示す図であり、図8は、光ビームa3とa4の偏向反射面11が回転角ωだけ回転したときの角度関係を示す図である。ここで、φ1は、図5に図示のように、光ビームa1を入射平面に投影したときの、偏向反射面11が正面を向いているときと回転角ωだけ回転したときとの射出角の差であり、φ2は、図5に図示のように、光ビームa4を入射平面に投影したときの、偏向反射面11が正面を向いているときと回転角ωだけ回転したときとの射出角の差(射出角度差)である。また、2ω’は、図6に図示のように、偏向反射面11が回転角ωだけ回転したときの、偏向反射面11の回転軸12に垂直な平面に投影した光ビームa3の入射平面に対する角度である。
以上のように、射出光ビームa4の偏向により生じる射出角度差とは、入射平面への投影図である図5において、射出光ビームa4が入射平面内にあるときの射出光ビームa4と、偏向反射面11が最大の回転角度ωを取るときの射出光ビームa4を入射平面に投影した直線のなす角度φ2である。
光走査装置の走査光学系23としては、図1に示すように、一般的に光ビームa4の走査方向に細長いプラスチック等で成型された光学部品を用いることが多い。プラスチック成型された光学部品では、短手方向の有効範囲を5mm程度より広くすることが難しいため、走査光学系23の位置での走査線軌跡の湾曲量δも5mm程度以下に抑えることが望まれる。
したがって、射出光ビームa4が入射平面内にあるときの射出光ビームa4の中心光線と、偏向反射面11が最大の回転角度ωを取るときの射出光ビームa4の中心光線を入射平面に投影した直線(図5の実線と破線の射出光ビームa4)を略平行にすることにより、走査線軌跡の湾曲量を走査光学系23を構成するレンズ有効範囲の制限内にすることができる。ここで言う略平行の意味は、上記のように、走査光学系23を構成するレンズ面上で走査線軌跡の湾曲量が、上記のプラスチック成型による光学部品の短手方向の有効範囲の制限から決まる5mm以下となる範囲である。なお、中心光線とは、照明光学系を構成するレンズ22の光軸を経た光線を言うもので、以下の光ビームa0〜a4はその光線を意味する。
ここで、上記の射出角度差φ2について検討する。
まず、1回目の偏向に注目する。図7(b)から明らかなように、φ1は次のように表わされる。
L・tan(θ1+φ1)=L・tanθ1/cos2ω ・・・(1)
∴ φ1=tan−1(tanθ1/cos2ω)−θ1 ・・・(2)
次に、偏向反射面11へ2回目に入射する光ビームa3の状態を考える。
図9示すように、入射平面をS−U面、偏向反射面11の回転軸12と垂直な面をT−U面とするような座標系を考え、偏向反射面11で1回目の反射を行った光ビームa1の方向ベクトル(単位ベクトル)の各座標方向への成分を(s,t,u)とすると、
√(s2+t2+u2)=1 ・・・(3)
である。この光ビームa1の方向ベクトルをS−U面へ投影した大きさdは次のように表される。
d=√(s2+u2) ・・・(4)
また、偏向反射面11の回転角はωであるので、
u・tan2ω=t ・・・(5)
u・tan(θ1+φ1)=s ・・・(6)
となる。
式(3)、式(5)、式(6)から、
u2=1/{tan2(θ1+φ1)+tan22ω+1} ・・・(7)
となり、式(4)、式(6)、式(7)から、
d2=u2・{tan2(θ1+φ1)+1}
={tan2(θ1+φ1)+1}
/{tan2(θ1+φ1)+tan22ω+1} ・・・(8)
となる。
図9の場合と同様の座標系を図10にとり、偏向反射面11へ2回目に入射する光ビームa3の方向ベクトル(単位ベクトル)の各座標方向への成分を(s’,t’,u’)とすると、
√(s’2+t’2+u’2)=1 ・・・(9)
である。1回目の偏向から2回目の偏向の間は、S−U面(入射平面)に垂直な固定平面鏡13と14で折り返されるので、(s’,t’,u’)をS−U面に投影したときの大きさ(光ビームa3の方向ベクトルをS−U面へ投影したときの大きさ)d’は、d’=dである。したがって、
d’=d=√(s’2+u’2)=√(s2+u2) ・・・(10)
また、
u’・tan2ω’=t’ ・・・(11)
u’・tan(θ2−φ1)=s’ ・・・(12)
となる。
式(9)、式(10)から、
t’2=1−d2 ・・・(13)
であり、式(9)、式(12)、式(13)から、
u’2・{tan2(θ2−φ1)+1}+(1−d2)=1
・・・(14)
∴ u’2=d2/{tan2(θ2−φ1)+1} ・・・(15)
となる。
式(11)、式(15)から、
|2ω’|=|tan−1(t’/u’)|
=tan−1[√〔(1−d2){tan2(θ2−φ1)+1}/d2〕]
・・・(16)
となる。式(16)中のd2は式(8)で表される。
次に、光ビームa3から光ビームa4への2回目の偏向について考える。図8のA−A断面とB−B断面(入射平面に平行な断面)に注目して、
tanγ=tan(θ2−φ1)・cos2ω’ ・・・(17)
さらに、C−C断面のγ’はγ’=γなので、
tanγ’=tanγ=tan(θ2−φ1)・cos2ω’
・・・(18)
となる。
C−C断面を入射平面に投影すると、
tan(θ2+φ2)=tanγ’/cos(2ω+2ω’)
=cos2ω’・tan(θ2−φ1)/cos(2ω+2ω’)
・・・(19)
となる。この式(19)をφ2について展開すると、
φ2=tan−1{cos2ω’・tan(θ2−φ1)
/cos(2ω+2ω’)}−θ2
・・・(20)
となる。
以上の式(20)、式(16)、式(8)により、射出光ビームa4が入射平面内にあるときの射出光ビームa4と、偏向反射面11が最大の回転角度ωを取るときの射出光ビームa4を入射平面に投影した直線のなす射出角度差φ2は、既知の値をもって表すことができる。
さて、図11は、φ2=0となるθ1、θ2の関係を、ω=7.5°、10°、12.5°、17.5°に対してプロットしたものである。ここで、ωの上下限を7.5°〜17.5°としたのは、偏向光ビームa4の偏向角は略±4ωであり、この最小値と最大値としては、±30°〜±70°程度とするのが現実的であるからである。図11の結果から、以下の式(21)で表される範囲で走査線軌跡の湾曲量の光軸方向位置による変化を非常に小さく抑えることができることが分かる。
0.33・θ1≦θ2≦0.37・θ1 ・・・(21)
また、近年の電子写真プロセスの走査光学装置においては、コスト削減等のために、走査光学系23にトーリック面等の非球面のプラスチック成形光学部品を利用してレンズ枚数を削減することが多い。しかしながら、球面でない光学面は、球面に比べて精度良く製造することが難しく、確保できる副走査方向の有効範囲がより一層狭くなるため、このような光学面での走査線軌跡の湾曲量はより狭く3mm程度以下に抑えることが必要である。この条件を満足するためには、射出角度差φ2を、φ2≦0.6°とすることが望ましい。
すなわち、例えば、偏向光ビームa4の偏向角(全角)を65°とすると、被走査面24の主走査方向の長さとして、A3版の短辺の長さに走査の同期信号を検出するための距離を加えた310mmとする場合に、およそ277mmの焦点距離が必要になる。偏向反射面11から非球面の光学面を持つ部品(走査光学系23)までの距離を長くて焦点距離の277mm程度として、φ2=0.6°とすると、277×tan(0.6°)=2.9mmとなり、走査線軌跡の湾曲を3mm以下にすることができる。上記の例では偏向反射面11から走査光学系23の光学面までの距離を277mmとして計算しているが、この数値に限定されたものではなく、φ2≦0.6°とすることで、単純な球面ではなく比較的加工が困難な面を持つ光学部品を走査光学系23として偏向反射面11からの距離が286mm以下になるよう配置すれば、その光学面上での走査線軌跡の湾曲量は3mm程度に抑えられる。
図12は、光ビーム偏向角度(半角)50°以下に対して、φ2≦0.6°となる範囲の境界を示している。この図12より、
0.33・θ1−1.27≦θ2≦0.35・θ1−1.50
・・・(22)
となり、この関係を満たすように、θ1、θ2を設定することにより、現実的な走査光学系23の位置で走査線軌跡の湾曲を3mm以下にすることができる。
さらに、高い結像特性を得るために走査光学系23中の光学面で高い面精度が要求される場合において、図5の交差点P(偏向反射面11が正面を向いていて射出光ビームa4が入射平面内にあるときの射出光ビームa4(実線)と、偏向反射面11が最大の回転角度ωを取るときの射出光ビームa4を入射平面に投影したときの射出光ビームa4(破線)との交点)の近傍にそのような光学面を配置すれば、交差点P近傍のレンズ面での走査線軌跡の湾曲量が略ゼロとなり、要求される副走査方向の有効範囲を非常に小さく抑えた走査光学系23を構成することが可能となる。
例えば、偏向反射面11として回転多面鏡(ポリゴンミラー)10を想定して、射出光ビームa4が入射平面内にあるときの、1回目偏向反射点から2回目偏向反射点の間の光路長DL、2回目偏向反射点から走査光学系23の交差点P近傍のレンズ面までの距離をS、偏向反射面11からその回転軸12までの距離をRとすると、次のように湾曲量δをゼロにする入射角度θ1と射出角度θ2の関係を計算で求めることができる。
図13(a)は偏向反射面11の回転による1回目偏向反射点のサグ量Δ1、及び、2回目偏向反射点のサグ量Δ2の説明図、図13(b)は1回目偏向反射点近傍の拡大図である。ここで、Δ’=Δ1+Δ2とおく。なお、図13(a)、(b)において、実線は回転多面鏡10の偏向反射面11が最大の回転角度ωを取るときの位置を示し、破線は正面を向いているときの位置を示す。
図13(b)より、Δ1は、偏向反射面11に回転多面鏡10を仮定し、回転多面鏡10の内接円半径をRとして、
Δ1=R(1−cosω)/cosω ・・・(23)
となる。
図14(a)は偏向反射面11の回転による1回目偏向反射点のサグ量Δ1と2回目偏向反射点のサグ量Δ2を足したΔ’の説明図、図14(b)は2回目偏向反射点近傍の拡大図である。D0を図14(a)のように取ると、Δ’は、図14より、
Δ’=D0・tanω
+D0・tanω・tan2ω・tanω
+D0・tanω・(tan2ω・tanω)2
+・・・・ ・・・(24)
となる。この式は、初項D0・tanω、公比tan2ω・tanωの無限等比級数和なので、
Δ’=D0・tanω/(1−tan2ω・tanω) ・・・(25)
となる。よって、
Δ2=Δ’−Δ1
=D0・tanω/(1−tan2ω・tanω)−Δ1
≒[{DL(cosθ1+cosθ2)/2−2・Δ1}・tan2ω
×tanω/(1−tan2ω・tanω)]−Δ1 ・・(26)
となる。このときの当該光学面での湾曲量δは、図15(a)、(b)を参考にして、次のように表される。ただし、図15(a)、(b)はそれぞれ1回目偏向反射点のサグ量Δ1、2回目偏向反射点のサグ量Δ2の基づく反射光ビームa1、a4のずれ量を示す図で、φ1、φ2をゼロとしている。
δ=S・tanφ2−DL・tanφ1
+Δ1・sin(2・θ1+φ1)/cosθ1
+Δ2・sin(2・θ2+φ2−φ1)/cos(θ2−φ1)
・・・(27)
この式の第1項は2回目の反射の前後の射出角の差に基づくものであり、第2項は1回目の反射の前後の射出角の差に基づくものであり、これは、先にも述べた通り、値は大きくないものの、1回目偏向反射点から2回目偏向反射点の間に生じる走査線軌跡の湾曲を表す。第3項は1回目偏向反射点のサグ量Δ1に基づくもの、第4項は2回目偏向反射点のサグ量Δ2に基づくものである。このとき、φ1は(2)式、φ2は(20)式で表されるものである。
(27)式と(23)式、(26)式を用い、1回目偏向から2回目偏向の間の光路長DL=20mm、2回目偏向反射点から当該光学面までの距離S=100mm、偏向反射面11からその回転軸12までの距離R=20mm、偏向反射面11の最大偏向角度ω=15°とすると、湾曲量δが略ゼロとなるθ1とθ2の関係が求まり、図16のようになり、次式で表される関係を満たすならば、当該光学面での走査線軌跡の湾曲量δは略ゼロとなることが分かる。
θ2=0.39・θ1 ・・・(28)
以上の実施例では、パラメータを実際のレーザービームプリンタ等の画像形成装置の値に設定して説明しているが、本発明は(28)式や前記の各パラメータに設定された数値に限定されるものではない。
なお、以上の検討は、図4に示すように、2枚の固定平面鏡13、14の間隙15から偏向反射面11に光ビームa0が入射し、その2枚の固定平面鏡13、14の間隙15から偏向光ビームa4が射出する場合であったが、図17に示すように、偏向光ビームa0は2枚の固定平面鏡13、14の上側あるいは下側から入射し、射出光ビームa4はその2枚の固定平面鏡13、14の間隙15から射出し、2枚の固定平面鏡13、14の中の1枚の固定平面鏡14が入射光ビームa0と射出光ビームa4に挟まれるような配置あるいは逆の光路を取る光偏向光学系の場合も同様に当てはまる。
なお、図4の配置では、固定平面鏡13、14の大きさの制限がなくなり、低価格なミラーが使用できる利点があり、図17の配置では、1回目と2回目の偏向反射点を相互に近づけることが可能となり、偏向反射面11の回転軸方向の寸法を小さくできる利点がある。
次に、図18を参照にして本発明の第2の形態の光走査装置について説明する。
図18は、本発明の1つの形態の光走査装置の全体構成を示す斜視図であり、図19は、その主要部の光偏向光学系を示す斜視図である。
以上で説明した本発明の第1の形態の光走査装置においては、図1の符号22はコリメートレンズであり、レンズ22により変換された光束は平行光であり、回転軸12に直交する方向、平行な方向何れにおいても平行光であったが、この第2の形態の光走査装置においては、図18の符号22’はアナモルフィックレンズである。この点で異なる。
この構成では、光偏向部は多面住の側面に複数(図の場合は6面)の偏向反射面11を有するポリゴンミラー10で構成され、その回転軸12の周りで偏向反射面11が回転する構成になっている。そして、光偏向に関与する偏向反射面11に面して2枚の固定平面鏡13、14が相互に角度をなして、かつ、間に間隙15を開けて配置されている。
そして、光源21からの光がアナモルフィックレンズ22’により、回転軸12に直交する方向には平行光になり、回転軸12に平行な方向には2回目の反射の際の偏向反射面11近傍に集光するように変換され、その光ビームa0は固定平面鏡13と14の間隙15を通って回転軸12に沿った図の場合は斜め下方から偏向反射面11に入射する。その偏向反射面11で1回目の反射を行った光ビームa1は斜め上方へ進み、一方の固定平面鏡13に入射し、そこで反射された光ビームa2は下方へ進み、今度は他方の固定平面鏡14に入射し、そこで反射された光ビームa3は再度偏向反射面11に入射し、その偏向反射面11で2回目の反射を行った光ビームa4は、固定平面鏡13と14の間隙15を通って斜め上方へ進み、走査光学系23を経て集束光ビームに変換され、被走査面24に入射して集束する。偏向反射面11は回転軸12の周りで回転するので、その集束光ビームは偏向反射面11の回転速度の略4倍の回転速度で回転して被走査面24上に走査線bを描く。ポリゴンミラー10の回転に伴って入射光ビームa0の入射位置に隣接する偏向反射面11が順次入っては出るので、ポリゴンミラー10の回転に伴って被走査面24上の同じ位置に走査線bが一端から他端へ順次描かれる。この方向の走査が主走査になる。被走査面24上の被走査体を走査線bと直交する方向へ一定速度で副走査することにより、被走査体上には走査線bが一定ピッチで並ぶラスター走査が行われることになる。
ここで、入射光ビームa0の中心光線を含み、回転軸12に平行な平面を入射平面と定義すると、2枚の固定平面鏡13、14は入射平面に対して垂直に配置されている。
この第2の形態の光走査装置においても、第1の形態の光走査装置の場合と同様、図1〜図10を参照にして行った説明は同様に適用でき、また、式(1)〜(20)も同様に成り立つ。
図20は、式(20)に基づいてθ1とθ2の比を変化させたときの偏向反射面11の回転角ωに対する射出角度差φ2をプロットした図の1例であり、θ1とθ2の比が特別な場合を除いて、射出角度差φ2の絶対値は偏向反射面11が正面向き(ω=0°)から回転すると増大する。すなわち、偏向反射面11で2回目の反射を行った光ビームa4の走査線軌跡も、図3と同様な湾曲が生じる。
なお、この偏向反射面11で2回目の反射を行った光ビームa4の走査線軌跡の湾曲量を非常に小さく抑えることができるθ1とθ2の比については、前記のように、以下の式(21)で表される範囲にある場合である。
0.33・θ1≦θ2≦0.37・θ1 ・・・(21)
図21に、偏向反射面11から走査光学系23を経て被走査面24に至る部分における入射平面に射出光ビームa4を投影した図を示す。入射平面内において、図21(a)は、偏向反射面11上の2回目偏向点P2が被走査面24と略共役になるように走査光学系23を配置した場合であり、図21(b)は、この2回目偏向点P2が被走査面24と共役にならないように、例えば走査光学系23の前側焦点面に配置した場合である。図21において、実線の射出光ビームa4は偏向反射面11が正面を向いているときの射出光ビームa4、破線の射出光ビームa4は偏向反射面11を正面を向いているときより回転角ωだけ回転したときに入射平面に投影したときの射出光ビームa4である。
前記したように、2枚の固定平面鏡で順に反射させ、同一偏向反射面に2度入射させて光偏向を行う光偏向光学系においては、面倒れ補正光学系を盛り込む必要がないのが特徴であったが、偏向反射面11の2回目偏向点P2に入射する光ビームa3が副走査方向に直角でない角度(θ2≠0°)で入射する限り、上記のような射出角度差φ2が生じ、走査線軌跡の湾曲が発生する。そのため、図21(b)のように、偏向反射面11上の2回目偏向点P2が被走査面24と共役にならないように走査光学系23が配置されていると、被走査面24に集光する射出光ビームa4の副走査方向の位置は回転角ωに応じて変化することになり、走査線湾曲が発生してしまう。
そこで、本発明の第2の形態においては、図21(a)に示すように、偏向反射面11上の2回目偏向点P2が被走査面24と略共役となるように走査光学系23を配置し、かつ、光源21からの光が回転軸12に平行な副走査方向においてこの2回目偏向点P2近傍に集光するように、照明光路中にアナモルフィックレンズ22(図1)を配置する。なお、アナモルフィックレンズ22の代わりに、回転対称なコリメートレンズと副走査方向にのみ集光性を持つシリンドリカルレンズとを組み合わせた光学系からレンズ22を構成してもよい。このように、偏向反射面11上の2回目偏向点P2が被走査面24と略共役となるように走査光学系23を配置すると、被走査面24に集光する射出光ビームa4の副走査方向の位置は回転角ωの変化によっても移動することがなくなり、射出角度差φ2に基づく走査線軌跡の湾曲があっても走査線湾曲は生じず、被走査面24上での走査線bを略直線とすることができる。
図22(a)に、偏向反射面11に角度εの面倒れがある場合の図5と同様の図を示す。実線は面倒れがない場合、破線は角度εの面倒れ後を示す。偏向反射面11に面倒れがあっても、入射平面に投影した射出光ビームa4は平行移動するだけであるが、偏向反射面11上の2回目偏向点はP2からP2’へ移動する。この移動量Yは、図22(b)の補助図を参照にすると、射出光ビームa4が入射平面内にあるときの1回目偏向点から2回目偏向点までの伝達距離をLdとすると、
Y=Ld・tan(2ε)/cos(2ε) ・・・(28)
となる。偏向反射面11上の2回目偏向点がこの距離移動すると、図23に示すように、被走査面24上では走査光学系23の副走査方向の2回目偏向点の結像により走査線bが距離Y’だけ移動する。走査光学系23の副走査方向横倍率をβとすると、
Y’=β・Ld・tan(2ε)/cos(2ε) ・・・(29)
となる。
このY’は2回目偏向点が偏向反射面11の面倒れによる被走査面24上での走査線の変位であり、濃度の中間階調が重要でないモノクロ電子写真装置では、走査線ピッチLPの1/4程度以下、濃度の中間階調が重要なカラー電子写真装置では、走査線ピッチLPの1/8程度以下にする必要がある。これらを考慮すると、
モノクロ電子写真装置に対して、
|β・Ld・tan(2ε)/cos(2ε)|≦0.25・LP
・・・(30)
カラー電子写真装置に対して、
|β・Ld・tan(2ε)/cos(2ε)|≦0.125・LP
・・・(31)
を満足するように設定する必要がある。
ところで、図24に表すように、偏向反射面11が実線で示した正しい平面でなく破線で示すような捩じれあるいは湾曲していると、入射平面に投影した射出光ビームa4は、図22(a)のような平行移動ではなく、偏向反射面11が正しい平面の場合の射出光ビームa4と角度をなすことになる。この射出角度差が原因となってさらなる走査線軌跡の湾曲が引き起こされる。さらに、偏向反射面の捩じれや湾曲の度合いが面毎に異なると、偏向反射面11が正しい平面の場合の射出光ビームa4となす角度が面毎に変化することになる。この射出角度の変化によって走査線軌跡の副走査方向位置変動が引き起こされる。
しかしながら、本発明の第2の形態のように、偏向反射面11上の2回目偏向点P2が被走査面24と略共役となるように走査光学系23を配置し、かつ、光源21からの光が回転軸12に平行な副走査方向においてこの2回目偏向点P2近傍に集光するように、照明光路中にアナモルフィックレンズ22(図1)を配置すると、偏向反射面に捩じれあるいは湾曲があっても、被走査面24上での走査線bを略直線とすることができ、さらに、偏向反射面毎に捩じれあるいは湾曲の度合いが異なっていても、射出光ビームa4が被走査面24に集光して形成される走査線bの走査線変位を補正できるという効果もある。
また、図25(a)、(b)には、それぞれ図21(a)、(b)に対応するポリゴンミラー10近傍の入射平面に入射光ビームa0と射出光ビームa4を投影した図を示す。図25(a)のように、本発明により偏向反射面11上の2回目偏向点P2が被走査面24と略共役となるようにすると、副走査方向では、固定平面鏡13と14の間隙15を通る光ビームa0とa4はその近傍での集光のためにビーム径が小さくなっている。これに対して、偏向反射面11上の2回目偏向点P2と被走査面24とが共役となっていない場合には、図25(b)に示すように、間隙15を通る光ビームa0とa4のビーム径は相対的に太い。したがって、図25(a)の本発明の第2の形態の方が、固定平面鏡13と14をポリゴンミラー10により近接させて、偏向反射面11上の1回目偏向点P1と2回目偏向点P2の間に距離をより近くできる。また、偏向反射面11近傍に副走査方向の集光点があるので、その方向のビーム径もより小さくなっている。そのため、図25(a)の本発明の第2の形態の場合には、ポリゴンミラー10の回転軸12方向の厚さDをより薄くすることができ、光走査装置をより小型に低コストに構成することができる利点がある。
また、2枚の固定平面鏡13と14の間隙15を通って照明光学系から偏向反射面11に光ビームa0が入射し、その間隙15を通って光ビームa4が射出するように光偏向光学系を構成することで、固定平面鏡13及び14の間隙15と反対側の大きさが制限されないので、加工が難しく高価になりやすい高精度で反射面が非常に小さいミラーを使う必要なく、1回目偏向点P1から2回目偏向点P2の間の伝達距離を短くすることができる。
なお、以上の説明では、偏向反射面11としてポリゴンミラー(回転多面鏡)10を使用するものについて説明したが、振動するガルバノミラーの場合でも同様の効果を達成することができる。
以上、本発明の光走査装置をその原理と実施例に基づいて説明してきたが、本発明はこれらに限定されず、種々の変形が可能である。
ところで、図26は、例えば以上のようなこのような光走査装置50の例を示す説明図である。図26において、図示しない光源から出力される光ビームa0は、折り返しミラー56により、副走査断面(回転多面鏡10の回転軸12と、入射光ビームa0を含む断面)内で、回転多面鏡10の回転軸12に対して垂直方向ではなく、右斜め上方に入射するように反射される。
回転多面鏡10の入射光ビームa0は、偏向反射面11で図の左斜め上方に偏向反射光ビームa4として偏向反射される。この偏向反射光ビームa4は、走査光学系(結像レンズ)23を経て折り返しミラー57に入射する。
折り返しミラー57の入射光は、図の右斜め下方に折り曲げられ、偏向反射側の2番目の折り返しミラー58で図の上方に折り曲げられる。この上方に折り曲げられた光ビームは、矢視A方向に回転する感光体ドラムのような被走査面24に入射する。被走査面24に入射した光ビームは、紙面に垂直方向の走査線を描く。
51は、回転多面鏡10の駆動モータ、60は、前記回転多面鏡10、駆動モータ51、走査光学系(結像レンズ)23、折り返しミラー56〜58を支持する本体フレームである。また、71は走査光を通過させるためのカバーガラスが設けられているカバーガラス設置部である。
図45は、カバーガラス設置部71の一例を示す概略の斜視図である。図45において、カバーガラス72は、取り付け部材73に枠体74を介して設置されている。このように、カバーガラス72を取り付け部材73に対して凹所に設置しているのは、他の部材などとの接触によりカバーガラス72が損傷することを防止するためである。
また、作業者がカバーガラスの表面に触れてカバーガラスを汚染する可能性を低くするためである。カバーガラスの表面は、塵埃の付着などにより光の通過が妨げられないように、専用の清掃部材を用いて清掃されている。このように、光走査の光学系と、光の被走査面との間に、光学系からの光を被走査面に向けて通過させるためのカバーガラスを有する光走査装置においては、カバーガラス清掃機構が設けられている。
前記のように、カバーガラス72は取り付け部材73の表面よりも下部の位置に枠体74で形成される凹所に設置されている。このため、清掃部材でカバーガラス72の表面に付着している塵埃等をふき取った後に、これらの塵埃等の付着物が枠体74内に残存して、カバーガラス72の清掃が効果的に行えないという問題があった。
そこで、図を参照して本発明による光走査装置のカバーガラス清掃機構を説明する。図27は、本発明の実施形態に係るカバーガラス清掃機構を示す概略の斜視図である。図27において、カバーガラス清掃機構31は、取り付け部材33上にカバーガラス32を突出させて設けている(図30参照)。
取り付け部材33上には、ガイド部材36が設置されており、ガイド部材36内を清掃レバー35が往復動する構成としている。清掃レバー35の先端部35aには、図30に示されているように清掃部材37、クッション部材38が設けられている。35bは清掃レバー35の根元部を示している。
また、34は本体フレームの側壁側を部分的に示しており、その開口部34aを通して清掃レバー85が移動する。41はガイド部材36の先端に設けられている清掃レバー85の保持用凸部、43は清掃レバー35の抜け落ち防止ストッパーである。前記保持用凸部41、抜け落ち防止ストッパー43についての詳細は後述する。
図28は、清掃レバー35の先端35aを本体フレーム34の位置まで引き出した状態を示す概略の斜視図である。また、図29は清掃レバー35をガイド部材36に沿って押し込み、根元部35bを本体フレーム34の位置まで到達させた状態を示す概略の斜視図である。
図30はカバーガラス清掃機構を部分的に示す概略の縦断正面図である。図30(b)は、清掃部材37がカバーガラス32上にある状態を示している。また、図30(a)は、清掃レバー35が矢視B方向に進行して清掃部材37がカバーガラス32上から外れた状態を示している。
清掃部材37は、その両端に形成されているフランジ部37a、37bが、清掃レバー35の先端35aに取り付けられている保持部材39a、39bと係合して保持される。清掃レバー35の内側凹所35cと清掃部材37間には、クッション材38が収納されている。
清掃レバー35が図30(b)に示されている位置から図示を省略しているガイド部材に沿って矢視B方向に進行すると、クッション材38に押圧されて清掃部材37がカバーガラス32の表面に付着した塵埃や汚れを除去し、汚れをふき取る。清掃部材37は、バックスキンのように起毛面が形成されている人工皮革などを用いる。このように、クッション材38のような弾性部材で清掃部材37をカバーガラス32の表面に押圧するので、カバーガラス32の表面に付着した塵埃や汚れを効果的に除去することができる。
清掃レバー35が図30(a)に示されている位置、すなわち、カバーガラスから外れた位置に到達した状態では、清掃部材37はクッション材38の弾性でカバーガラス82の表面位置よりも下部に落ちる。このため、カバーガラス32からふき取られて清掃部材37に付着した汚れや塵埃は、カバーガラス32外に落下する。
このように、本発明においては清掃レバー35のストローク長は、その先端部35aの凹所35c内に収納されている清掃部材37がカバーガラス32の端部を外れた外側の位置までの長さに設定し、カバーガラスの表面に付着した汚れや塵埃が清掃部材37でふき取られた際にカバーガラス上には滞留しない構成としている。
清掃レバー35が再度元の位置に引き戻される際には、カバーガラス32の先端角部32aを経由して清掃部材37がカバーガラス32上に載置される。このため、清掃部材37に残存している付着物もカバーガラス32の先端角部32aで効果的に掻き落とされて、複数回の清掃動作を行った後でも清掃部材37の表面を清浄に保つことができる。すなわち、本発明においては、清掃部材がカバーガラスの一方端部よりも外側で動かせるように清掃レバー35のストローク長が設定されている。
図31は、取り付け部材33上に清掃レバー35のガイド部材36を設けた状態を示す概略の斜視図である。このガイド部材36は、清掃レバー35がカバーガラス32上で正規の位置から上下、左右方向に変動しないようにして、カバーガラス32と清掃機構との位置精度を高く保つ機能を有している。また、カバーガラス32の上部にガイド部材36を設けているので、作業者の接触や異物の付着によるカバーガラスの汚染を防止することができる。
図32は、ガイド部材36の一例を示す概略の縦断側面図である。図32に示されているように、ガイド部材36は門型に形成されてカバーガラス32を覆っており、脚部36a、36bは取り付け部材33上に固定される。ガイド部材36は、カバーガラス32の全長に亘って設けられており、清掃レバー35は、ガイド部材36の略門型に形成された内部空間に沿って、カバーガラス32と並行に往復動する。このため、カバーガラス32に対し、清掃部材37が一定の押圧で押し付けられ、拭きむらを残すことなく適正にカバーガラス32を清掃することができる。
このため、清掃部材37はカバーガラス32上で正規の位置から上下、左右方向に変動せず、両者の位置精度を高く保つことができるという利点がある。また、カバーガラス32の全長に亘って設けられたガイド部材36により清掃レバー35を保持しているので、清掃部材37が清掃レバー35から外れてカバーガラス32以外の部分に接触することによる清掃部材37の汚染を防止することができる。
図33は他の実施形態に係るガイド部材36の一例を示す概略の縦断側面図である。図33に示されているように、ガイド部材36Xはカバーガラス32上の両側上部に突出部36c、36dを形成している。清掃レバー35の両側側面には溝部35p、35qが形成されており、前記ガイド部材36Xの突出部36c、36dと係合されて、清掃レバー35の不要な位置変動を規制している。この例でも、ガイド部材36は清掃部材37とカバーガラス32の両者の位置精度を高く保つことができる。
図34は、本発明の実施形態に係る清掃レバー35を示す概略の斜視図である。図34において、清掃レバー35の中央部には、長手方向に細長い穴を設け、走査光通過穴40を構成している。このような走査光通過穴40を設けることにより、図29に示したように清掃レバー35を押し込んだ状態でも感光体ドラムに入射する光線が遮蔽されないので、画像形成が可能となる。
このように、清掃レバー35を常時取り付けた状態で光走査装置を使用できるので、清掃レバー35を取り外して保管する必要がなく、清掃レバー35の紛失を防止できる。また、清掃レバー35を別の場所に保管する際の汚染を防止することができる。
図35は、ガイド部材36の長手方向における一方端部を部分的に示す概略の斜視図である。図35において、ガイド部材36の長手方向における一方端部には、平行に切り溝36p、36qを設ける。また、前記切り溝36p、36qで切り離された先端部に折り曲げ加工して凸部41を形成する。なお、ガイド部材36の先端には、断面略L字状の折曲部42を形成する。
図36は、清掃レバー35の長手方向における一方端部を部分的に示す概略の斜視図である。図35において、清掃レバー35の長手方向における一方端部35aには、凹部35xを形成する。この凹部35xは、清掃レバー35を押し込んだ状態で、前記ガイド部材36の先端に形成した凸部41と対向する位置に形成され、移動規制手段として機能する。
図37は、清掃レバー35を押し込んだ状態のときのガイド部材36と清掃レバー35との関係を部分的に示す縦断正面図である。この例では、清掃部材37はカバーガラス32の一方端部からは外れた状態を示している。図37に示すように、ガイド部材36に形成した凸部41は清掃レバー35に形成した凹部35xと係合して、清掃レバー35を押し込んだ状態のときに、清掃レバー35が不要な移動をしないように規制する。
このため、清掃レバー35が振動して清掃部材37に付着した塵埃などがカバーガラス32上に飛散するような事態の発生を防ぐことができる。また、前記のような凹凸部を係合させる係合手段はクリック機構として機能するので、作業者は清掃レバー35を押し込んだときの移動経路終端位置であることが感覚的に確認できる利点がある。
ガイド部材36の端部に形成した断面略L字状の折曲部42は、清掃レバー35を押し込んだときの終端部の進行を阻止して位置規制を行う停止部材として機能するものであり、清掃レバー35の行き過ぎた進行を防止する。このため、清掃レバー35を無駄なく移動させることができる。
なお、清掃部材37の端部37bと保持部材39bには、それぞれ鋸歯状に形成されて両者が噛み合うように配置されており、清掃部材37が確実に保持されるように構成されている。
図38は、他の実施形態に係る図37と同様の縦断正面図である。図37と異なる部分についてのみ説明する。図38の例では、取り付け部材33に凸部46を形成している。また、清掃レバー35には前記凸部46に対応する位置に移動規制手段の凹部35yを形成して両者を係合する。
図示を省略しているが、本発明においては、前記移動規制手段を清掃レバーに設け、係合手段をガイド部材に設ける構成とすることができる。また、移動規制手段を清掃レバーに設け、係合手段をカバーガラスの取り付け部材に設ける構成とすることもできる。
なお、取り付け部材33の先端に清掃レバー35の先端位置を規制する停止部材として機能する折曲部42aを設けている。図38の例では、取り付け部材33は例えば、レーザスキャニングユニット(LSU)カバーとして構成されている。このため、部品点数を低減することができる。
図39は、本発明の実施形態を示す概略の斜視図、図40は図39の概略の縦断正面図である。図39、図40において、清掃レバー35の表面にはストッパー43を設けている。このストッパー43は、清掃レバー35を引き出したときに、本体フレーム34の壁面と当接し、清掃レバー35がガイド部材36から外れないようにしている。
すなわち、図40に示されているように、清掃レバー35を引き出すと清掃部材37はカバーガラス32の本体フレーム34側の端部から外れる位置に移動する。この位置は、ガイド部材36の終端付近となり、更に清掃レバー35を引き出すとガイド部材36から外れてしまうことになる。
この場合には、再度清掃レバー35を押し込む際にガイド部材36との位置合わせが必要となり、操作が煩雑になる。しかしながら、本発明においては清掃レバー35に前記ストッパー43を設けている。このため、清掃レバー35の移動は、本体フレーム34の位置でストッパー43により規制されてガイド部材36から外れることがない。したがって、再度清掃レバー35を押し込む際に支障がなく、操作性が高められる。
図41は、ストッパー43の詳細を示す斜視図、図42はストッパー43の動作を示す概略の縦断正面図である。図41に示すように、清掃レバー35の表面に切り溝43xを形成して弾性変形部43bを設ける。また、ストッパー43の先端側には鉤状部43aを形成する。
ストッパー43には、弾性変形部43bが設けられている。このため、図42に示しているように弾性変形部43bを押圧することにより矢視C方向に回転し、鉤状部43aは本体フレーム34から外れる。したがって、清掃レバー35をガイド部材36の端部から離脱させて光走査装置本体から抜き出すことができる。
このように、清掃レバー35を光走査装置本体から抜き出せる構成としているので、清掃部材37のクリーニングや劣化に伴う交換などのメンテナンスを行う際の利便性を高めることができる。
図43は、清掃レバー35の分解斜視図、図44は清掃レバー35を下からみた状態を示す概略の斜視図である。図43に示しているように、保持板47に清掃部材37とクッション材38を取り付ける。保持板47の両側端部は折り曲げて脚部44a、44bを形成する。
清掃レバー35の端部には、前記脚部44a、44bに対応する位置に、挿入穴45a、45bを形成する。保持477の脚部44a、44bを挿入穴45a、45bに挿入し、図44に示すように清掃部材37を清掃レバー35の下側に突出させる。このように、清掃部材37を清掃レバー35に対して着脱自在に取り付けているので、清掃部材37の点検や交換を簡単に行うことができる。
上記の説明は実施形態の一例であり、本発明はこれら実施形態に限定されず種々の変形が可能である。
産業上の利用可能性
以上の説明から明らかなように、本発明の第1〜第3の光走査装置によれば、偏向反射面と2枚の固定平面鏡を備えた2度入射光偏向光学系を用いた光走査装置において、偏向反射面から2回目に反射された射出光ビームが入射平面内にあるときの射出光ビームの中心光線と、偏向反射面が最大の回転角度を取るときの射出光ビームの中心光線を入射平面に投影した直線とが略平行になるように設定されるか、あるいは、式(22)を満たすか、あるいは、走査光学系の光軸方向に配置された光学面の中の少なくとも1つ光学面の近傍で交差するように設定されているので、走査光学系の光学面での走査線軌跡の湾曲量が小さくなるかあるいは略ゼロとなるので、走査光学系の配置位置の自由度が高まると共に、走査光学系の副走査方向の寸法が小さくてすみ、小型で高精度の走査光学装置を低コストで提供することができる。
また、本発明の第4の光走査装置によれば、偏向反射面と2枚の固定平面鏡を備えた2度入射光偏向光学系を用いた光走査装置において、偏向反射面から2回目に反射された射出光ビームが入射平面内にあるときのその2回目の反射点と被走査面が入射平面内で略共役となっているので、被走査面に集光する射出光ビームの副走査方向の位置は偏向反射面の回転角の変化によっても移動することがなくなり、射出角度差に基づく走査線軌跡の湾曲があっても走査線湾曲は生じず、被走査面上での走査線を略直線とすることができると共に、偏向反射面の捩じれや湾曲に基づく射出角度差や射出角度の変化があっても被走査面上での走査線を略直線とし、走査線変位の発生を防ぐことができる。また、偏向反射面の面倒れに起因する走査線変位を小さな値に抑えることができる。さらに、低価格で高精度の固定平面鏡を使用しながら、偏向反射面の回転軸方向の寸法をより小さくすることができ、光走査装置をより小型、低コストに構成することができる。
さらに、本発明光走査装置のカバーガラス清掃機構によれば、カバーガラスの表面に付着している塵埃等を確実に除去することができる構成とした、光走査装置のカバーガラス清掃機構を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
図1は本発明の第1の形態の光走査装置の全体構成を示す斜視図である。
図2は図1の光走査装置の主要部の光偏向光学系を示す斜視図である。
図3は偏向反射面で1回目の反射を行った光ビームの走査線軌跡の湾曲を説明するための図である。
図4は入射光ビームの偏向反射面に対する入射角θ1と射出光ビームの射出角θ2との定義を説明するための図である。
図5は光ビームを入射平面に投影した図である。
図6は光ビームを偏向反射面の回転軸に垂直な平面に投影した図である。
図7は光ビームa0とa1の偏向反射面が正面を向いているときと回転角ωだけ回転したときの角度関係を示す図である。
図8は光ビームa3とa4の偏向反射面が回転角ωだけ回転したときの角度関係を示す図である。
図9は偏向反射面で1回目の反射を行った光ビームa1の方向ベクトルの成分を考察するための図である。
図10は偏向反射面へ2回目に入射する光ビームa3の方向ベクトルの成分を考察するための図である。
図11はφ2=0となるθ1、θ2の関係をプロットした図である。
図12はφ2≦0.6°となる範囲の境界を示す図である。
図13は偏向反射面の回転による1回目偏向反射点のサグ量Δ1、及び、2回目偏向反射点のサグ量Δ2を説明するための図である。
図14は偏向反射面の回転による1回目偏向反射点のサグ量Δ1と2回目偏向反射点のサグ量Δ2を足したΔ’の説明図と2回目偏向反射点近傍の拡大図である。
図15は1回目偏向反射点のサグ量Δ1、2回目偏向反射点のサグ量Δ2の基づく反射光ビームa1、a4のずれ量を示す図である。
図16は第1の形態の1具体例における湾曲量δが略ゼロとなるθ1とθ2の関係を示す図である。
図17は本発明の第1の形態中における別の形態の光走査装置の主要部の光偏向光学系の偏向反射面が正面を向いているときの光ビームa1とa4の角度関係を示す図である。
図18は本発明の第2の形態の光走査装置の全体構成を示す斜視図である。
図19は図18の光走査装置の主要部の光偏向光学系を示す斜視図である。
図20はθ1とθ2の比を変化させたときの偏向反射面の回転角ωに対する射出角度差φ2をプロットした図である。
図21は本発明の第2の形態の光走査装置を説明するために、偏向反射面から走査光学系を経て被走査面に至る部分における入射平面に射出光ビームa4を投影した図である。
図22は偏向反射面に面倒れがある場合の図5と同様の図と補助図である。
図23は2回目偏向点に移動がある場合の被走査面での走査線の移動を説明するための図である。
図24は偏向反射面に捩じれあるいは湾曲がある場合の射出光ビームa4の様子を示すための図である。
図25は本発明の第2形態の光走査装置に基づくとポリゴンミラーの厚さを薄くできることを説明するための図である。
図26は光走査装置の例を示す説明図である。
図27は本発明に基づく光走査装置のカバーガラス清掃機構の一例を示す概略の斜視図である。
図28は図27の清掃レバーが引き出された状態を示す斜視図である。
図29は図27の清掃レバーが押し込まれた状態を示す斜視図である。
図30はカバーガラス清掃機構を部分的に示す概略の縦断正面図である。
図31は本発明の実施形態を示す概略の斜視図である。
図32はガイド部材の一例を示す概略の縦断側面図である。
図33はガイド部材の他の例を示す概略の縦断側面である。
図34は本発明の実施形態に係る清掃レバーの例を示す概略の斜視図である。図である。
図35はガイド部材の長手方向における一方端部を部分的に示す概略の斜視図である。
図36は清掃レバーの長手方向における一方端部を部分的に示す概略の斜視図である。
図37は本発明の実施形態を部分的に示す縦断正面図である。
図38は本発明の実施形態を部分的に示す縦断正面図である。
図39は本発明の実施形態を示す概略の斜視図である。
図40は図39の概略の縦断正面図である。
図41はストッパーの詳細を示す斜視図である。
図42はストッパーの動作を示す概略の縦断正面図である。
図43は清掃レバーの分解斜視図である。
図44は清掃レバーを下からみた状態を示す概略の斜視図である。
図45は従来のカバーガラス設置部の一例を示す概略の斜視図である。
Claims (33)
- 回転軸に平行でその回転軸を中心に回転又は振動する偏向反射面に面して2枚の固定平面鏡が配置され、前記偏向反射面に入射して反射された光ビームが前記2枚の固定平面鏡で順に反射され、その反射された光ビームが再び前記偏向反射面に入射して反射される光偏向光学系を備えた光走査装置において、
前記偏向反射面に最初に入射する光ビームを含み前記回転軸に平行な面を入射平面とするとき、前記2枚の固定平面鏡は前記入射平面に対して垂直に配置され、
前記偏向反射面から2回目に反射された射出光ビームが前記入射面内にあるときの射出光ビームの中心光線と、前記偏向反射面が最大の回転角度を取るときの射出光ビームの中心光線を前記入射平面に投影した直線とが略平行になるように設定されていることを特徴とする光走査装置。 - 請求項1において、前記偏向反射面に最初に入射する光ビームが前記2枚の固定平面鏡の間の間隙を通して入射され、前記偏向反射面で2回目に反射された偏向光ビームが前記2枚の固定平面鏡の間の間隙を通して射出するように構成されていることを特徴とする光走査装置。
- 請求項1において、前記2枚の固定平面鏡の中の1つの固定平面鏡が、前記偏向反射面に最初に入射する光ビームと前記偏向反射面から2回目に反射された射出光ビームとによって挟まれるように構成されていることを特徴とする光走査装置。
- 請求項1〜3の何れか1項において、前記偏向反射面が前記入射平面に対して垂直な位置における前記偏向反射面に最初に入射する光ビームの中心光線の入射角をθ1、前記偏向反射面から2回目に反射された射出光ビームの中心光線の射出角をθ2とするとき、次の関係を満たすように構成されていることを特徴とする光走査装置。
0.33・θ1≦θ2≦0.37・θ1 ・・・(21) - 回転軸に平行でその回転軸を中心に回転又は振動する偏向反射面に面して2枚の固定平面鏡が配置され、前記偏向反射面に入射して反射された光ビームが前記2枚の固定平面鏡で順に反射され、その反射された光ビームが再び前記偏向反射面に入射して反射される光偏向光学系を備えた光走査装置において、
前記偏向反射面に最初に入射する光ビームを含み前記回転軸に平行な面を入射平面とするとき、前記2枚の固定平面鏡は前記入射平面に対して垂直に配置され、
前記偏向反射面が前記入射平面に対して垂直な位置における前記偏向反射面に最初に入射する光ビームの中心光線の入射角をθ1、前記偏向反射面から2回目に反射された射出光ビームの中心光線の射出角をθ2とするとき、次の関係を満たすように構成されていることを特徴とする光走査装置。
0.33・θ1−1.27≦θ2≦0.35・θ1−1.50
・・・(22) - 請求項5において、前記偏向反射面に最初に入射する光ビームが前記2枚の固定平面鏡の間の間隙を通して入射され、前記偏向反射面で2回目に反射された偏向光ビームが前記2枚の固定平面鏡の間の間隙を通して射出するように構成されていることを特徴とする光走査装置。
- 請求項5において、前記2枚の固定平面鏡の中の1つの固定平面鏡が、前記偏向反射面に最初に入射する光ビームと前記偏向反射面から2回目に反射された射出光ビームとによって挟まれるように構成されていることを特徴とする光走査装置。
- 回転軸に平行でその回転軸を中心に回転又は振動する偏向反射面に面して2枚の固定平面鏡が配置され、前記偏向反射面に入射して反射された光ビームが前記2枚の固定平面鏡で順に反射され、その反射された光ビームが再び前記偏向反射面に入射して反射される光偏向光学系を備えた光走査装置において、
前記偏向反射面に最初に入射する光ビームを含み前記回転軸に平行な面を入射平面とするとき、前記2枚の固定平面鏡は前記入射平面に対して垂直に配置され、
前記偏向反射面から2回目に反射された射出光ビームが前記入射面内にあるときの射出光ビームの中心光線と、前記偏向反射面が最大の回転角度を取るときの射出光ビームの中心光線を前記入射平面に投影した直線とが、前記偏向反射面から被走査面の間の走査光学系の光軸方向に配置された光学面の中の少なくとも1つ光学面の近傍で交差するように設定されていることを特徴とする光走査装置。 - 請求項8において、前記偏向反射面に最初に入射する光ビームが前記2枚の固定平面鏡の間の間隙を通して入射され、前記偏向反射面で2回目に反射された偏向光ビームが前記2枚の固定平面鏡の間の間隙を通して射出するように構成されていることを特徴とする光走査装置。
- 請求項8において、前記2枚の固定平面鏡の中の1つの固定平面鏡が、前記偏向反射面に最初に入射する光ビームと前記偏向反射面から2回目に反射された射出光ビームとによって挟まれるように構成されていることを特徴とする光走査装置。
- 回転軸に平行でその回転軸を中心に回転又は振動する偏向反射面に面して2枚の固定平面鏡が配置され、前記偏向反射面に入射して反射された光ビームが前記2枚の固定平面鏡で順に反射され、その反射された光ビームが再び前記偏向反射面に入射して反射される光偏向光学系と、前記偏向反射面に向けて光ビームを入射させる照明光学系と、前記光偏向光学系で偏向された光ビームを被走査面に入射させて走査線を形成する走査光学系とを備えた光走査装置において、
前記偏向反射面に前記照明光学系から最初に入射する光ビームを含み前記回転軸に平行な面を入射平面とするとき、前記2枚の固定平面鏡は前記入射平面に対して垂直に配置され、
前記偏向反射面から2回目に反射された射出光ビームが前記入射平面内にあるときのその2回目の反射点と前記被走査面が前記入射平面内で略共役となっていることを特徴とする光走査装置。 - 前記偏向反射面に最初に入射する光ビームが前記2枚の固定平面鏡の間の間隙を通して入射され、前記偏向反射面で2回目に反射された偏向光ビームが前記2枚の固定平面鏡の間の間隙を通して射出するように構成されていることを特徴とする請求項11記載の光走査装置。
- 前記偏向反射面から2回目に反射された射出光ビームが前記入射平面内にあるとき、前記照明光学系から入射する光ビームが前記入射面内で前記2回目の反射点近傍に集光することを特徴とする請求項11又は12記載の光走査装置。
- 前記偏向反射面から2回目に反射された射出光ビームが前記入射平面内にあるときの1回目偏向点から2回目偏向点までの伝達距離をLd、前記偏向反射面の面倒れ角度をε、前記走査光学系の前記入射平面の方向の横倍率をβ、前記被走査面での走査線ピッチをLPとするとき、
|β・Ld・tan(2ε)/cos(2ε)|≦0.25・LP
・・・(30)
の関係を満足するように構成されていることを特徴とする請求項11から13の何れか1項記載の光光走査装置。 - 前記偏向反射面から2回目に反射された射出光ビームが前記入射平面内にあるときの1回目偏向点から2回目偏向点までの伝達距離をLd、前記偏向反射面の面倒れ角度をε、前記走査光学系の前記入射平面の方向の横倍率をβ、前記被走査面での走査線ピッチをLPとするとき、
|β・Ld・tan(2ε)/cos(2ε)|≦0.125・LP
・・・(31)
の関係を満足するように構成されていることを特徴とする請求項11から13の何れか1項記載の光光走査装置。 - 請求項1から15の何れか1項記載の光走査装置を画像書き込み露光用に用いているいることを特徴とする画像形成装置。
- 光走査の光学系と、光の被走査面と、前記光学系からの走査光を前記被走査面に向けて通過させるためのカバーガラスと、前記カバーガラスの取り付け部材と、前記カバーガラスの表面を拭き取る清掃部材を先端部に設けた清掃レバーとを有する光走査装置のカバーガラス清掃機構であって、
前記カバーガラスを取り付け部材上に突出して設け、前記清掃レバーの動作方向端の少なくとも一方で、前記清掃部材がカバーガラス端部よりも外側で動かせるように清掃レバーのストローク長を設定したことを特徴とする光走査装置のカバーガラス清掃機構。 - 前記清掃レバーのストローク長を、前記カバーガラスの長手方向の長さよりも大きく設定したことを特徴とする請求項17記載の光走査装置のカバーガラス清掃機構。
- 光走査の光学系と、光の被走査面と、前記光学系からの走査光を前記被走査面に向けて通過させるためのカバーガラスと、前記カバーガラスの取り付け部材と、前記カバーガラスの表面を拭き取る清掃部材を先端部に有する清掃レバーとを有する光走査装置のカバーガラス清掃機構であって、
前記カバーガラス上にガイド部材を設け、前記清掃レバーを当該ガイド部材に沿って、カバーガラスと並行に往復動させることを特徴とする光走査装置のカバーガラス清掃機構。 - 前記ガイド部材は、カバーガラスの全長に亘って設けられていることを特徴とする請求項19記載の光走査装置のカバーガラス清掃機構。
- 光走査の光学系と、光の被走査面と、前記光学系からの走査光を前記被走査面に向けて通過させるためのカバーガラスと、前記カバーガラスの取り付け部材と、前記カバーガラスの表面を拭き取る清掃部材を先端部に有する清掃レバーとを有する光走査装置のカバーガラス清掃機構であって、
前記清掃レバーの長手方向に細長い穴を形成し、当該清掃レバーを押し込んだ状態で走査光が遮蔽されない構成としたことを特徴とする光走査装置のカバーガラス清掃機構。 - 光走査の光学系と、光の被走査面と、前記光学系からの走査光を前記被走査面に向けて通過させるためのカバーガラスと、前記カバーガラスの取り付け部材と、前記カバーガラスの表面を拭き取る清掃部材を先端部に有する清掃レバーとを有する光走査装置のカバーガラス清掃機構であって、
前記清掃レバーを押し込んだ際に、清掃レバー終端部の進行を阻止する停止部材を設けたことを特徴とする光走査装置のカバーガラス清掃機構。 - 前記停止部材を前記カバーガラスの取り付け部材に設けたことを特徴とする請求項22記載の光走査装置のカバーガラス清掃機構。
- 前記停止部材を前記ガイド部材に設けたことを特徴とする請求項22記載の光走査装置のカバーガラス清掃機構。
- 光走査の光学系と、光の被走査面と、前記光学系からの走査光を前記被走査面に向けて通過させるためのカバーガラスと、前記カバーガラスの取り付け部材と、前記カバーガラスの表面を拭き取る清掃部材を先端部に有する清掃レバーとを有する光走査装置のカバーガラス清掃機構であって、
前記清掃レバーを押し込んだ際に、清掃レバーの移動を規制する移動規制手段と、前記移動規制手段と係合する係合手段とを設けたことを特徴とする光走査装置のカバーガラス清掃機構。 - 前記移動規制手段を前記清掃レバーに設け、前記係合手段をカバーガラスの取り付け部材に設けたことを特徴とする請求項25記載の光走査装置のカバーガラス清掃機構。
- 前記移動規制手段を前記清掃レバーに設け、前記係合手段を前記ガイド部材に設けたことを特徴とする請求項25記載の光走査装置のカバーガラス清掃機構。
- 前記移動規制手段を前記カバーガラスの取り付け部材に設け、前記係合手段を前記清掃レバーに設けたことを特徴とする請求項25記載の光走査装置のカバーガラス清掃機構。
- 前記移動規制手段を前記ガイド部材に設け、前記係合手段を前記清掃レバーに設けたことを特徴とする請求項25記載の光走査装置のカバーガラス清掃機構。
- 光走査の光学系と、光の被走査面と、前記光学系からの走査光を前記被走査面に向けて通過させるためのカバーガラスと、前記カバーガラスの取り付け部材と、前記カバーガラスの表面を拭き取る清掃部材を先端部に有する清掃レバーとを有する光走査装置のカバーガラス清掃機構であって、
前記清掃レバーを引き出した際に清掃レバーが前記ガイド部材から離脱することを防止するストッパーを設けたことを特徴とする光走査装置のカバーガラス清掃機構。 - 前記ストッパーの解除手段を設け、清掃レバーを前記ガイド部材から離脱させて装置本体から取り外し可能としたことを特徴とする請求項30記載の光走査装置のカバーガラス清掃機構。
- 光走査の光学系と、光の被走査面と、前記光学系からの走査光を前記被走査面に向けて通過させるためのカバーガラスと、前記カバーガラスの取り付け部材と、前記カバーガラスの表面を拭き取る清掃部材を先端部に有する清掃レバーとを有する光走査装置のカバーガラス清掃機構であって、
前記清掃レバーの先端部に、前記清掃部材を着脱自在に取り付けたことを特徴とする光走査装置のカバーガラス清掃機構。 - 光走査の光学系と、光の被走査面と、前記光学系からの走査光を前記被走査面に向けて通過させるためのカバーガラスと、前記カバーガラスの取り付け部材と、前記カバーガラスの表面を拭き取る清掃部材を先端部に有する清掃レバーとを有する光走査装置のカバーガラス清掃機構であって、
前記清掃部材をカバーガラス上に押圧する弾性材を設けたことを特徴とする光走査装置のカバーガラス清掃機構。
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