JP2002031772A - 走査光学装置及び画像形成装置 - Google Patents
走査光学装置及び画像形成装置Info
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Abstract
ができるとともに、コストダウンを図ることができる画
像形成装置を提供すること。 【構成】 光源と、該光源から出射される光を回転によ
り偏向する偏向器(偏向手段)500と、該偏向器50
0で偏向された光LC,LM,LY,LBKを偏向する
折り返しミラー503a〜503dと、該折り返しミラ
ー503a〜503dで偏向された光LC,LM,L
Y,LBKが照射される像担持体1C,1M,1Y,1
BKと、前記偏向器500で偏向された光LC,LM,
LY,LBKを前記像担持体1C,1M,1Y,1BK
に結像するための走査レンズ504a〜504d,50
5a〜505dを備える画像形成装置において、1つの
前記偏向器500で複数の光LC,LM(1Y,1B
K)を偏向し、該偏向器500で偏向された1つの光L
C(LM,1Y,1BK)が前記像担持体1C(1M,
1Y,1BK)に到達するまでの光路中に折り返しミラ
ーを1つ配置する。
Description
タ、ファクシミリ装置等に使用される走査光学装置及び
これを有する画像形成装置に関する。
P)やデジタル複写機等に用いられる走査光学装置にお
いては、画像信号に応じて光源手段から光変調されて出
射した光束を例えばポリゴンミラー(回転多面鏡)から
成る光偏向器によって周期的に偏向させ、fθ特性を有
する走査光学素子(結像素子)によって感光性を有する
記録媒体(感光ドラム)面上にスポット状に集束させ、
その記録媒体面上を光走査して画像記録を行っている。
概略図である。
段91から出射した発散光束はコリメータレンズ92に
より略平行光束とされ、絞り93によって該光束(光
量)を制限して副走査方向にのみ所定の屈折力を有する
シリンダレンズ(シリンドリカルレンズ)94に入射す
る。そして、シリンダレンズ94に入射した略平行光束
は主走査断面内においてはそのまま略平行光束の状態で
出射し、副走査断面内においては集束してポリゴンミラ
ーから成る光偏向器95の偏向面(反射面)95aにほ
ぼ線像として結像する。
向反射された光束は、fθ特性を有する走査光学素子
(fθレンズ)96を介して被走査面としての感光ドラ
ム面98上に導光され、光偏向器95を矢印A方向に回
転させることによって感光ドラム面98上を矢印B方向
に光走査する。これによって記録媒体である感光ドラム
面98上に画像記録を行っている。
査を行う光学装置を有するカラー画像形成装置が提案さ
れている(特開平6−183056号、特開平10−1
86254号公報参照)。
ーを用いた従来のカラー画像形成装置においては、環境
変動によって複数枚の折り返しミラーそれぞれの傾きや
位置が変化して走査光学装置の照射位置が大きく変動す
るという問題があった。
合、走査光学装置自体の占有体積が大きくなり、カラー
画像形成装置が大型化するという問題もあった。
をそのまま並列して用いた場合、走査光学装置のコスト
が高いためにカラー画像形成装置が高価になっていた。
で、その目的とする処は、環境変動による照射位置の変
動を抑えることができるとともに、コストダウンを図る
ことができる走査光学装置及び画像形成装置を提供する
ことにある。
め、本発明は、光源と、該光源から出射される光を回転
により偏向する偏向手段と、該偏向手段で偏向された光
を偏向するミラーと、該ミラーで偏向された光が照射さ
れる像担持体と、前記偏向手段で偏向された光を前記像
担持体に結像するためのレンズを備える画像形成装置に
おいて、1つの前記偏向手段で複数の光を偏向し、該偏
向手段で偏向された1つの光が前記像担持体に到達する
までの光路中に前記ミラーを1つ配置したことを特徴と
する。
れる光を回転により偏向する偏向手段と、該偏向手段で
偏向された光を偏向するミラーと、該ミラーで偏向され
た光が照射される像担持体と、前記偏向手段で偏向され
た光を前記像担持体に結像するためのレンズを備える画
像形成装置において、前記偏向手段で偏向された光が前
記像担持体に向かう光路において前記レンズを前記ミラ
ーの下流側に設けたことを特徴とする。
される光を回転により偏向する偏向手段と、該偏向手段
で偏向された光を偏向するミラーと、該ミラーで偏向さ
れた光が透過するレンズを含んで走査光学装置を構成し
たことを特徴とする。
図面に基づいて説明する。
部の概略断面図であり、同図において、51,52は走
査光学装置、1C,1M,1Y,1BKは像担持体、2
C,2M,2Y,2BKは1次帯電器、4C,4M,4
Y,4BKは現像器、5C,5M,5Y,5BKは転写
ローラ、6C,6M,6Y,6BKはクリーナである。
Kは1次帯電器2C,2M,2Y,2BKによって一様
に帯電されており、画像情報に基づいて各々光変調され
た各光束(レーザー光)LC,LM,LY,LBKがそ
れぞれ対応する像担持体1C,1M,1Y,1BK面上
に照射されることによって各像担持体1C,1M,1
Y,1BK上に潜像が形成される。そして、各潜像は現
像器4C,4M,4Y,4BKによってそれぞれシア
ン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各画像に可視像化
され、転写ベルト7上を搬送されて来る記録材である転
写材Pに転写ローラ5C,5M,5Y,5BKによって
画像が順次転写されることによってカラー画像が形成さ
れる。尚、像担持体1C,1M,1Y,1BK面上に残
っている残留トナーはクリーナ6C,6M,6Y,6B
Kによって除去され、像担持体1C,1M,1Y,1B
Kは次のカラー画像を形成するために再び1次帯電器2
C,2M,2Y,2BKによってそれぞれ一様に帯電さ
れる。
積載されており、この転写材Pは給紙ローラ22によっ
て1枚ずつ順に給紙され、レジストローラ23によって
画像の書き出しタイミングに同期を取って転写ベルト7
上に送り出される。そして、転写材Pは転写ベルト7上
を精度良く搬送されている間に像担持体1C,1M,1
Y,1BK面上にそれぞれ形成されたシアン画像、マゼ
ンタ画像、イエロー画像、ブラック画像が順に転写材P
上に転写されてカラー画像が形成される。尚、駆動ロー
ラ24は転写ベルト7の送りを精度良く行っており、こ
れは回転むらの小さな不図示の駆動モータに接続されて
いる。
像は定着器25によって熱定着され、カラー画像が熱定
着された転写材Pは排紙ローラ26等によって搬送され
て装置外に出力される。
担持体1C,1Mを走査するための光束LC,LMを出
射するものであり、前記走査光学装置52は前記像担持
体1Y,1BKを走査するための光束LY,LBKを出
射するものである。
細を図2及び図3に基づいて説明する。尚、他方の走査
光学装置52の構成は走査光学装置51のそれと全く同
じであるため、これについての説明は省略する。
同走査光学装置51の平面図であり、これらの図におい
て506は光学箱であり、この光学箱506には、光源
である半導体レーザー610a,610bから発光され
た光束LC,LMを略平行光にするためのレーザーユニ
ット600a,600b、光束LC,LMを回転多面鏡
(ポリゴンミラー)501の反射面上で線像に結ぶため
のシリンドリカルレンズ601a,601b、光束L
C,LMを回転により偏向走査させるためのポリゴンミ
ラー501を備えた偏向手段である偏向器500及び書
き出し同期信号を取るためのビームディテクトセンサー
(以後、BDセンサーと称する)508a,508b、
偏向された光束LC,LMを折り返し偏向するための折
り返しミラー503a,503b、光束LC,LMを像
担持体1C,1M上に結像させるための走査レンズ50
4a,504b,505a,505b等が取り付けられ
ている。
は、レーザーユニット600a,600b、シリンドリ
カルレンズ601a,601b、BDセンサー508
a,508b、折り返しミラー503a,503b及び
走査レンズ504a,504b,505a,505bは
2系統(シアン及びマゼンタの2系統)分設けられてい
るが、ポリゴンミラー501を備えた偏向器500及び
光学箱506は各1つで2系統分を賄っている。
器500は1つで2つの光を偏向し、該偏向器500で
偏向された1つの光が像担持体(1C又は1M)に到達
するまでの光路中に折り返しミラー(503a又は50
3b)は1つだけ存在する。尚、走査光学装置52は走
査光学装置51と同様に構成されている。
しミラー503a,503b,503c,503d及び
像担持体1C,1M,1Y,1BKはそれぞれ4つであ
り、2つの偏向器500で偏向された4つの光束LC,
LM,LY,LBKのそれぞれに対して折り返しミラー
503a,503b,503c,503d及び像担持体
1C,1M,1Y,1BKが設けられている。ここで、
折り返しミラー503a,503b,503c,503
dの配列ピッチと像担持体1C,1M,1Y,1BKの
配列ピッチは略同一である。
手段を2個の偏向器500とし、1つの走査系を1枚の
折り返しミラー(503a,503b,503c,50
3d)で構成したため、走査光学装置51,52の環境
変動による照射位置の変動を抑えることができるととも
に、走査光学装置51,52のコストダウンを図ること
ができる。
503c,503dの配列ピッチを像担持体1C,1
M,1Y,1BYの配列ピッチと同一とすることによっ
て像担持体1C,1M,1Y,1BYを同一平面内に配
置することができ、該像担持体1C,1M,1Y,1B
Yの位置決めと交換を容易に行うことができる。
ザーユニット600a,600b、シリンドリカルレン
ズ601a,601b、折り返しミラー503a,50
3b及び走査レンズ504a,504b,505a,5
05bを偏向器500を中心として対称に配置し、同様
に、走査光学装置52においても、レーザーユニットと
シリンドリカルレンズ及び図1に示す折り返しミラー5
03c,503d、走査レンズ504c,504d,5
05c,505dを偏向器500を中心として対称に配
置しているため、各ポリゴンミラー501から像担持体
1C,1M,1Y,1BKまでの距離を同一とすること
ができる。このため、4つの像担持体1C,1M,1
Y,1BKが段差なく同一面上に配置され、これらの像
担持体1C,1M,1Y,1BKの位置決めと交換を容
易に行うことができる。
の数が2個で済むため、装置の大幅なコストダウンが可
能となる。
返しミラー503a〜503dをポリゴンミラー501
の近傍に配置、つまり偏向器500で偏向された光束L
C,LM,LY,LBKが像担持体1C,1M,1Y,
1BKに向かう光路において走査504a〜504d、
505a〜505dが折り返しミラー503a〜503
dの下流側に配置されているため、以下に説明するよう
なメリットが得られる。
倒れによるピッチムラを補正するため、副走査方向にお
いてポリゴンミラーの偏向面と像担持体面を共役関係と
なるように構成する。そのため、ポリゴンミラー面が副
走査方向に傾いたとしても、ポリゴンミラーの反射面の
倒れを補正するレンズによって常に像担持体の或る一走
査線上を走査することが可能となる(面倒れ補正効
果)。走査光学系中の折り返しミラーは、光路を曲げる
ことによって配置自由度が増すとともに、光学系のコン
パクト化に寄与するが、その配置に関しては前述の点に
のみ注目して考えられ、折り返しミラーは通常は走査レ
ンズと像担持体の間に配置されていた。
ミラー503a〜503dを偏向器500の近傍に配置
した場合、前述の面倒れ補正効果によって折り返しミラ
ー503a〜503dの位置精度のバラツキによる走査
線の傾き及び曲がりが発生しずらくなる。これは、複数
の走査光学装置とそれに対応する像担持体を有するカラ
ー画像形成装置において特に重要なメリットである。
画像を正確に重ね合わせるために、色ずれ量を検知する
検知機構及び検知量をフィードバックして補正する種々
の補正機構が設けられている。特に、走査線の傾きや曲
がりは電気的に補正することが不可能であるため、従
来、傾きの補正には光学系の一部や走査光学装置自体を
変位させたり、又、曲がり補正には光学系の一部を変位
させて逆方向の曲がりを発生させることによって曲がり
をキャンセルしていた。このようにカラー画像形成装置
は大掛かりな調整機構を有するため、そのコストが高く
なってしまうという問題があった。
返しミラーを光軸方向(x軸)に50μmシフトした場
合、主走査方向に平行な軸(y軸)を中心として3分間
回転させた場合、x軸とy軸に垂直な軸(z軸)を中心
として3分間回転させた場合の各像高による走査線の変
動量を示す(各軸は図4参照)。これにより、曲がりが
最大でも6μm、傾きが最大でも5μmと非常に少な
く、複数の走査光学装置を有するカラー画像形成装置に
適した色ずれ(曲がりや傾き)の少ない走査光学系を構
成することが可能となる。この結果、調整機構を簡略化
し、カラー画像形成装置のコストダウンを図ることがで
きる。
は、図5に示すような非球面プラスチックレンズから成
る2枚の走査レンズ504a〜504d、505a〜5
05dを含んでおり、これらの走査レンズ504a〜5
04d、505a〜505dの形状は、主走査方向が1
0次までの関数で表すことができる非球面、光軸との交
点を原点とし、光軸方向をx軸、主走査断面内において
光軸と直交する軸をz軸としたとき、主走査方向と対応
する母線方向が、 (但し、Rは曲率半径、K,B4 ,B6 ,B8 ,B10は
非球面係数) 副走査方向(光軸を含む主走査方向に対して直交する方
向)と対応する子線方向が、 ここで、 r’=r0 (1+D2 Y2 +D4 Y4 +D6 Y6 +D8
Y8 +D10Y10) (但し、r0 は光軸上の子線曲率半径、D2 ,D4 ,D
6 ,D8 ,D10は非球面係数)なる非球面である。
配列ピッチと折り返しミラー503a〜503dの配列
ピッチを何らかの理由で同一にできない場合でも、図6
に示すように像担持体1C,1M(1Y,1BK)の配
列ピッチに合うように折り返しミラー503a,503
b(503c,503d)を90度反射でなく、(90
±α)度反射にして走査レンズ504a,504b(5
04c,504d),505a,505b(505c,
505d)も所望の角度に傾斜させて配置することによ
って像担持体1C,1M,1Y,1BKの配列ピッチを
所望の値に設定することができる。
用することもできる。
返しミラー53a,503b,503c,503d及び
像担持体1C,1M,1Y,1BKが設けられ、偏向手
段として2つのポリゴンミラー501a,501bが設
けられ、各ポリゴンミラー501a,501bはそれぞ
れ2つの光束LM,LYとLC,LBKを偏向し、偏向
された4つの光束LC,LM,LY,LBKのそれぞれ
に対して折り返しミラー503a,503b,503
c,503d及び像担持体1C,1M,1Y,1BKが
設けられている。
の配列ピッチと等間隔に偏向器500の上下の位置にポ
リゴンミラー501a,501bが取り付けられてお
り、上側のポリゴンミラー501aの両側には折り返し
ミラー503b,503cが配され、各折り返しミラー
503b,503cの下方に走査レンズ504b,50
4cと505b,505cが配置されている。
には走査レンズ504a,504d,505a,505
d及び折り返しミラー503a,503dが水平に配置
されている。
503cの配列ピッチは、像担持体1M,1Yの配列ピ
ッチと略同一であるため、ポリゴンミラー501a、折
り返しミラー503b、走査レンズ504b,505b
を通過した光束LMは像担持体1Mに照射される。同様
にポリゴンミラー501a、折り返しミラー503c、
走査レンズ504c,504cを通過した光束LYは像
担持体1Yに照射される。
された2つの光束はそれぞれ走査レンズ504a,50
5a、折り返しミラー503aを通過する光束LCと走
査レンズ504d,505d、折り返しミラー503d
を通過する光束LBKとなり、これらの光束LC,LB
Kはそれぞれ像担持体1C,1BKに照射される。尚、
折り返しミラー503a,503dの配列ピッチは像担
持体1C,1M,1Y,1BKの配列ピッチの略3倍に
設定されている。
偏向された2つの光束LM,LYのそれぞれに設けられ
た折り返しミラー503b,503cの配置ピッチは像
担持体の配置ピッチと略同一であり、他方のポリゴンミ
ラー501bで偏向された2つの光束LC,LBKのそ
れぞれに設けられた折り返しミラー503a,503d
の配列ピッチは像担持体1C,1BKの配列ピッチの略
3倍である。
段を2つのポリゴンミラー501a,501bを備えた
1個の偏向手段とし、1つの走査系を各1枚の折り返し
ミラー503a,503b,503c,503dで構成
したため、走査光学装置の環境変動による照射位置の変
動を抑えることができるとともに、走査光学装置のコス
トダウンを図ることができる。
ンミラー501a,501bの配列ピッチを像担持体1
C,1M,1Y,1BKの配列ピッチと同一にし、4枚
の折り返しミラー503a,503b,503c,50
3dの1組503b,503cの配列ピッチを像担持体
1M,1Yの配列ピッチと略同一とし、他の1組の折り
返しミラー503a,503dの配列ピッチを像担持体
1C,1BKの配列ピッチの略3倍に設定したため、像
担持体1C,1M,1Y,1BKを同一平面内に配置す
ることができ、該像担持体1C,1M,1Y,1BKの
位置決めと交換を容易に行うことができるという効果が
得られる。
たが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるもので
はなく、本発明の技術思想内であらゆる変形が可能であ
る。
記偏向手段で複数の光を偏向し、該偏向手段で偏向され
た1つの光が像担持体に到達するまでの光路中にミラー
を1つ配置したため、環境変動による照射位置の変動を
抑えることができるとともに、走査光学装置及び画像形
成装置のコストダウンを図ることができるという効果が
得られる。
置)要部の概略断面図である。
ある。
系の構成図である。
図である。
図である。
ー) 504a〜504d 走査レンズ(レンズ) 505a〜505d 走査レンズ(レンズ) 506 光学箱 600a,600b レーザーユニット 610a,610b 半導体レーザー(光源) LC,LM,LY,LBK 光束
Claims (14)
- 【請求項1】 光源と、該光源から出射される光を回転
により偏向する偏向手段と、該偏向手段で偏向された光
を偏向するミラーと、該ミラーで偏向された光が照射さ
れる像担持体と、前記偏向手段で偏向された光を前記像
担持体に結像するためのレンズを備える画像形成装置に
おいて、 1つの前記偏向手段で複数の光を偏向し、該偏向手段で
偏向された1つの光が前記像担持体に到達するまでの光
路中に前記ミラーを1つ配置したことを特徴とする画像
形成装置。 - 【請求項2】 前記ミラー及び前記像担持体を複数設
け、前記偏向手段で偏向された複数の光のそれぞれに対
して前記ミラー及び前記像担持体を設けたことを特徴と
する請求項1記載の画像形成装置。 - 【請求項3】 前記ミラーの配列ピッチと前記像担持体
の配列ピッチを略同一に設定したことを特徴とする請求
項2記載の画像形成装置。 - 【請求項4】 2つの光を偏向する1つのポリゴンミラ
ーを前記偏向手段に設け、偏向された2つの光のそれぞ
れに対して前記ミラーを配置したことを特徴とする請求
項1記載の画像形成装置。 - 【請求項5】 少なくとも前記偏向手段と2つのミラー
を収容する光学箱を有することを特徴とする請求項4記
載の画像形成装置。 - 【請求項6】 前記偏向手段を2つ有することを特徴と
する請求項4記載の画像形成装置。 - 【請求項7】 前記ミラー及び前記像担持体を複数設
け、2つの光を偏光する2つのポリゴンミラーを前記偏
向手段に設け、偏向された4つの光のそれぞれに対して
前記ミラー及び前記像担持体を配置したことを特徴とす
る請求項1記載の画像形成装置。 - 【請求項8】 一方の前記ポリゴンミラーで偏向された
2つの光のそれぞれに設けられた前記ミラーの配置ピッ
チを前記像担持体の配置ピッチと略同一に設定するとと
もに、他方の前記ポリゴンミラーで偏向された2つの光
のそれぞれに設けられた前記ミラーの配列ピッチを前記
像担持体の配列ピッチの略3倍に設定したことを特徴と
する請求項7記載の画像形成装置。 - 【請求項9】 少なくとも前記偏向手段と4つのミラー
を収容する光学箱を有することを特徴とする請求項7記
載の画像形成装置。 - 【請求項10】 前記偏向手段で偏向された光が前記レ
ンズに到達するまでの光路中に前記ミラーを配置したこ
とを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。 - 【請求項11】 光源と、該光源から出射される光を回
転により偏向する偏向手段と、該偏向手段で偏向された
光を偏向するミラーと、該ミラーで偏向された光が照射
される像担持体と、前記偏向手段で偏向された光を前記
像担持体に結像するためのレンズを備える画像形成装置
において、 前記偏向手段で偏向された光が前記像担持体に向かう光
路において前記レンズを前記ミラーの下流側に設けたこ
とを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項12】 前記偏向手段は反射面を備えたポリゴ
ンミラーを有し、前記レンズは前記ポリゴンミラーの反
射面の倒れを補正することを特徴とする請求項11記載
の画像形成装置。 - 【請求項13】 光源と、該光源から出射される光を回
転により偏向する偏向手段と、該偏向手段で偏向された
光を偏向するミラーと、該ミラーで偏向された光が透過
するレンズを含んで構成されることを特徴とする走査光
学装置。 - 【請求項14】 前記偏向手段は反射面を備えたポリゴ
ンミラーを有し、前記レンズは前記ポリゴンミラーの反
射面の倒れを補正することを特徴とする請求項13記載
の走査光学装置。
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