JP2010250212A - 光走査装置および画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明では、複数の光源を有する光源装置20と、光源からの光を導く第一のレンズ系23と、第一のレンズ系からの光を偏向走査する光偏向装置24と、光偏向装置により偏向走査された光を被走査媒体上に結像させる第二のレンズ系25a,25b,25cとを有する光走査装置において、第二のレンズ系を概略光軸中心に回動させ固定する手段1〜5を有する構成とした。これにより走査線傾きを調整してもスポット径増大やピッチムラが生じないという効果が得られる。
【選択図】図1
Description
また、その他の方法として、特許文献2(特開2008−256862号公報)、特許文献3(特開2005−189791号公報)では、Fθレンズのうち被走査媒体に近い長尺のレンズのみを光軸中心に回動させて走査線曲がり補正を行っている。
さらに特許文献4(特開平11−268336号公報)では光走査装置全体を傾けてスキュー補正を行っている。
また、特許文献5(特開平7−120692号公報)では、回転多面鏡面と感光体ドラム面の間隔を調整し、固定可能とすることで、感光体ドラム面の焦点位置ずれを調整している。
例えば特許文献1に示された光走査装置の構成では、走査線傾きを補正するために、折り返しミラーの設置角度を変えている。しかし、この場合には、被走査媒体までの光路長が変化するから、結像位置が変化してしまう。このため被走査媒体上でのスポット径が増大するという問題があった。特に高精細なスポットで走査する場合、少しの像面ずれでもスポット径の増大量が大きくなることがあり問題であった。
なお、本発明は、走査線傾きの調整についての発明であり、走査線の全体的な曲がり、いわゆるボウの調整を行うものではない。
本発明の第1の手段は、複数の光源と、該光源からの光を導く第一のレンズ系と、該第一のレンズ系からの光を偏向走査する光偏向装置と、該光偏向装置により偏向走査された光を被走査媒体上に結像させる第二のレンズ系とを有する光走査装置において、前記第二のレンズ系を概略光軸中心に回動させ固定する手段を有することを特徴とするものである。
また、本発明の第4の手段は、第1または第2の手段の光走査装置において、前記光源の配列が2次元で、前記第二のレンズ系の固定位置を走査線傾きが概略0となる位置とした後、前記第一の光学系の倍率を変化させ、走査間隔が所定の間隔となる位置で固定することを特徴とするものである。
また、本発明の第6の手段は、第1から第4のいずれか一つの手段の光走査装置において、前記第二のレンズ系の回動中心をレンズ中心にすることを特徴とするものである。
また、本発明の第2の手段の光走査装置によれば、第二のレンズ系を構成する球面レンズを除くレンズを概略光軸中心に回動させ固定する手段を有することにより、第1の手段と同様に、走査線傾きを調整してもスポット径増大やピッチムラが生じないという効果があり、なおかつ、光軸中心に回動させるレンズ枚数を減らせるので構造を簡単にできるという効果がある。
また、本発明の第4の手段の光走査装置によれば、第1または第2の手段の効果に加え、走査線傾き調整後、走査間隔がわずかに変化しても、光源の配列が2次元である場合、第一の光学系の倍率を変化させれば、走査間隔を適正な値に調整できるという効果がある。
また、本発明の第6の手段の光走査装置によれば、第1から第4のいずれか一つの手段の効果に加え、第二のレンズ系の回動中心を第二のレンズの中心にすることで、スポット径増大や、走査ピッチムラを最小限にできるという効果がある。
本発明の第一の実施例の構成を、図1、図2、図3、図4、図5を参照しながら説明する。図1は本発明の第一の実施例に係る光走査装置の斜視図である。図2は本発明の第一の実施例に係る光走査装置の平面図である。図3はその光走査装置を用いた画像形成装置の概略構成図である。図4は本発明の第一の実施例に係る光走査装置の走査線傾き調整機構の概略構成図であり、レンズベース1を折り返しミラー28側から見た図である。図5は被走査媒体である像担持体(具体的には光導電性の感光体)18上のスポット配列を示す図である。
トナー像を形成するための像担持体は図示の例ではドラム形状の感光体18であり、この感光体18は、図示しないモータによって一定の周速度で時計回りに回転している。この感光体18は帯電装置10によって特定の極性に均一に帯電された後、後述する光走査装置11からの光線により露光され、記録される画像情報に対応した静電潜像が形成される。この露光位置の感光体回転方向下流側には現像装置12が配置され、現像装置12により感光体18上にトナー像が形成される。
なお、回転多面鏡24によって偏向走査された光線の一部は、ミラー26によって光センサ27へ導かれ、その信号により、光源装置20から発する光線21の強度変調を開始する。
また、図1、図2には、第一のレンズ系としてシリンドリカルレンズ23のみを図示しているが、必要に応じてコリメートレンズやカップリングレンズ、あるいは後述するズームレンズ等の倍率を変える光学素子が設けられる。
そこで本発明では、第二のレンズ系(Fθレンズ系)全体を上記の走査線傾き調整機構により光軸中心に回動させて走査線傾き調整を行い、固定するようにしており、これにより、全走査範囲において、第二のレンズ系内のレンズ25a、25b、25cの相対位置ずれは生じない。そのため、収差や倍率が像高によって変化しないのでスポット径の増大や走査ピッチムラが生じない。
図10が第二のレンズ系(5枚構成)の構成例を示す表である。図10の表中の面番号(1)は回転多面鏡24の反射面、面番号(2)と(3)は回転多面鏡24の窓の入・出射面である。面番号(4)〜(13)が第二のレンズ系を構成するレンズの面であり、面番号(4)と(5)は両側球面レンズAの入・出射面、面番号(6)と(7)は両側球面レンズBの入・出射面、面番号(8)と(9)はトーリックレンズの入・出射面で、面番号(8)の入射側が平面、面番号(9)の出射側がトーリック面となっている。面番号(10)と(11)はシリンダレンズの入・出射面で、面番号(10)の入射側が副走査方向シリンダ面、面番号(11)の出射側が平面となっている。面番号(12)と(13)は両側非球面レンズの入・出射面で、副走査方向に負の屈折力を有している。面番号(14)は感光体10である。
なお、樹脂製の両側非球面レンズの入・出射面(面番号(12)と(13))は,主走査方向をx、副走査方向をy、光軸方向をzとすると、図11の数式1、図12の数式2で表現される非球面である。ここでrx,ryは、それぞれ母線(主走査方向)及び子線(副走査方向)の曲率半径、kyは副走査方向の円錐定数(但し、ky=0)である。前記数式1の右辺の第1項は基本的なトーリック形状を表し、右辺の第2項は基本形状に光軸非対称成分を付加する追加関数を表す。前記数式1中のPmnは図13の表で与えられる定数であり、これより両側非球面レンズの入・出射面(面番号(12)と(13))の母線は光軸対称の非円弧曲線、任意のyz断面における子線は光軸非対称の非円弧曲線となっている。
本発明の第二の実施例となる光走査装置11の走査線傾き調整機構を折り返しミラー28側から見た図を図6に示す。なお、光走査装置11の基本的な構成は図1、図2と同様である。
この実施例では、レンズベース1の中央下部を凸面の円筒形状7にしているのが特徴であり、円筒形状7の中心を第二のレンズ系のレンズ25a、25b、25cの光軸付近となるような構成としている。また、円筒受け部8も円筒形状7と同じ曲率半径の凹形状にしているので、レンズベース1の回動の中心は概略レンズ25a、25b、25cの光軸となる。その他の構成は第一の実施例と同じである。この構成の場合、光線に対するレンズの走査方向位置ずれが小さいので、よりスポット径の増大量が小さく、副走査方向倍率比のずれの発生がより小さい走査線傾き調整機構となる。
本発明の第三の実施例となる走査線傾き調整部(走査線傾き調整機構)を備えた光走査装置11の斜視図を図7に示す。図7に示す実施例では、走査線傾き調整機構は、第二のレンズ系を構成する球面レンズ25aを除くレンズ25b,25cを概略光軸中心に回動させ固定する手段である。すなわち、この走査線傾き調整機構では、第二レンズ系(Fθレンズ系)のレンズ25b、25cをレンズベース1に固定し、第二のレンズ系(Fθレンズ系)に含まれる球面レンズ25aをレンズベース1に実装せず、光学ベース6上に固定していることに特徴がある。球面レンズ25aは光軸中心に回動させても同じであるので、走査線曲がり調整機構のついたレンズベース1に載せなくてもよい。そこで図7に示すように、光学ベース6上に球面レンズ25aを固定することで、レンズベース1の寸法を小さくすることができ、また、回動調整時に回動角度が大きくなったときの球面レンズ25aから偏向光線が外れるのを防止できる。なお、走査線傾き調整機構の構成、動作は、図4または図6と同様であるので、ここでは説明を省略する。
上記の各実施例では、多数個の光源を一列配列(1次元配列)として考えてきたが、多数個の光源を2次元配列とする場合も同様である。図8は9個の光源素子を3×3の2次元配列とした場合の感光体18上のスポット配列の様子を示した図である。9個の光源素子を3×3の2次元配列とした光源ユニットを光軸中心として回転させると、感光体18上の光スポット50の配列角θが変化するから、それに応じて走査間隔d1、d2も変化する。d1はθが大きくなると小さくなり、d2は大きくなる。そのため配列角θを変化させて走査間隔d1、d2を等しく調整することしかできない。
すなわち、光源の配列が2次元配列の場合には、第一〜第三の実施例で説明した走査線傾き調整機構により第二のレンズ系の固定位置を走査線傾きが概略0となる位置とした後、ズームレンズ等の倍率を変える光学素子により第一のレンズ系の倍率を変化させ、走査間隔が所定の間隔となる位置で固定する。このようにすることにより、走査線傾き調整後、走査間隔が変化した場合にも、適正な値に調整することができる。
2:軸受け
3:調整ネジ
5:軸
4:ばね
6:光学ベース
7:円筒形状
8:円筒受け部
10:帯電装置
11:光走査装置
12:現像装置
13:印刷用紙(被記録媒体)
14:搬送装置
15:転写装置
16:清掃装置
17:定着装置
17a:ヒートローラ
17b:加圧ローラ
18:感光体(像担持体(被走査媒体))
20:光源装置
21:光線
23:シリンドリカルレンズ
24:回転多面鏡(光偏向装置)
25a:球面レンズ
25b,25c:レンズ
26:ミラー
27:光センサ
28:折り返しミラー
40:横線印刷
50:光スポット
Claims (8)
- 複数の光源と、該光源からの光を導く第一のレンズ系と、該第一のレンズ系からの光を偏向走査する光偏向装置と、該光偏向装置により偏向走査された光を被走査媒体上に結像させる第二のレンズ系とを有する光走査装置において、
前記第二のレンズ系を概略光軸中心に回動させ固定する手段を有することを特徴とする光走査装置。 - 複数の光源と、該光源からの光を導く第一のレンズ系と、該第一のレンズ系からの光を偏向走査する光偏向装置と、該光偏向装置により偏向走査された光を被走査媒体上に結像させる第二のレンズ系とを有する光走査装置において、
前記第二のレンズ系を構成する球面レンズを除くレンズを概略光軸中心に回動させ固定する手段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記載の光走査装置において、
前記光源の配列が1列で、前記第二のレンズ系の固定位置を走査線傾きが概略0となる位置とした後、前記光源の配列角度を変化させ、走査間隔が所定の間隔となる位置で固定することを特徴とする光走査装置。 - 請求項1または2記載の光走査装置において、
前記光源の配列が2次元で、前記第二のレンズ系の固定位置を走査線傾きが概略0となる位置とした後、前記第一の光学系の倍率を変化させ、走査間隔が所定の間隔となる位置で固定することを特徴とする光走査装置。 - 請求項1から4のいずれか一つに記載の光走査装置において、
前記第二のレンズ系の回動中心を走査中央でかつレンズ下部にすることを特徴とする光走査装置。 - 請求項1から4のいずれか一つに記載の光走査装置において、
前記第二のレンズ系の回動中心をレンズ中心にすることを特徴とする光走査装置。 - 被走査媒体である像担持体上に静電潜像を形成する手段として、請求項1から6のいずれか一つに記載の光走査装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
- 被走査媒体である像担持体と、該像担持体を帯電する帯電装置と、光源からの光を走査することにより記録されるべき画像情報に対応した静電潜像を前記像担持体上に形成する光走査装置と、前記静電潜像にトナーを付着してトナー像を形成する現像装置と、前記トナー像を直接または中間転写媒体を介して被記録媒体上に転写する転写装置と、転写したトナー像を被記録媒体上に定着する定着装置とを備えた画像形成装置において、
前記光走査装置として、請求項1から6のいずれか一つに記載の光走査装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
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