JP5568831B2 - 光走査装置および画像形成装置 - Google Patents
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Description
また、光偏向器に対する副走査方向の入射角度が互いに異なる複数の光束に対応した第二レンズ群の主走査断面形状をほぼ一致させ、走査線曲がりの形状を光束間で合わせるようにした走査光学系が特許文献2に記載されている。
なお、光束の収束状態とは、収束光束だけでなく、平行光束の状態や発散光束の状態も含んだ表現である。
斜め入射光学系では、光源側からの光束を例えばポリゴンミラーからなる光偏向器の回転軸に向けて入射させるために、主走査対応方向で走査レンズの光軸と重なる位置に光源を配置した場合、走査レンズとの干渉を避けるために、斜め入射角は増大してしまう。
また、斜め入射される光束を走査レンズの軸外を通し、走査レンズの子線の非球面量を主走査方向に沿って変化させる面を用いて走査線の位置を揃える方法が提案されている(例えば、特許文献5参照)。特許文献5においては、1枚の走査レンズにて補正を行う例を挙げており、走査線曲がりの補正は可能であるが、波面収差増大によるビームスポット径の劣化については記述されていない。
しかし、偏向反射面に対して垂直入射する光束が二つあるために、これらの光束を分離するには偏向反射面が二段に形成されたポリゴンミラーが必要となり、低コスト化の点で課題がある。また、偏向反射面が二段であるために、風損の影響による消費電力が増大し、省エネ化の点でも課題がある。
本発明の他の目的は、像面湾曲をより良好に補正した光走査装置を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、より多くのレンズ枚数を削減することができる光走査装置を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、生産効率より一層向上させることができる光走査装置を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、組み付け作業がより簡素な光走査装置を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、走査線曲がりをより良好に補正することができる光走査装置を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、従来例と同等以上に高画質でありながら、より高速で光走査が可能で環境負荷を低減することができるマルチビーム方式の光走査装置を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、従来例と同等以上に高画質でありながら低コストでかつ小型の光走査装置を、電子写真プロセスによる画像の書込み手段として用いる画像形成装置およびカラー対応の画像形成装置を提供することにある。
上記異なる収束状態の光束は、それぞれ副走査断面内で異なる大きさの斜め入射角で光偏向器に入射するように構成するとよい。
上記第三の光学系は、異なる大きさの角度を有して光偏向器に斜め入射する複数の光束が共通に通過する第一走査レンズを含む複数の走査レンズを有する構成にするとよい。
上記第三の光学系は、複数の光束のそれぞれに対応して設けられる第二走査レンズを含み、各第二走査レンズは、異なる大きさの角度で光偏向器に斜め入射する複数の光束に対応する構成にするとよい。
上記複数の第二走査レンズは、同一のレンズ形状にするとよい。
第三の光学系は、副走査方向に曲率を持たず、かつ主走査方向に関して基準軸からの距離に応じて副走査方向のチルト偏心角度が変化する「特殊チルト偏心面」を少なくとも一面有しているとよい。
以上の構成を有する光走査装置において、上記主走査対応方向における収束状態の異なる少なくとも二つの光束を射出する少なくとも二つの光源を一体的に保持する保持部材を有する構成としてもよい。
本発明にかかる画像形成装置は、電子写真プロセスを実行することによって画像を形成する画像形成ステーションを色成分ごとに複数備え、各画像形成ステーションで形成される色成分ごとの画像を重ねることによってカラー画像を形成することができる画像形成装置であって、各画像形成ステーションにおいて電子写真プロセスのうち露光プロセスを実行する装置として上記の構成を有する光走査装置を備えていることを特徴とする。
主走査対応方向において異なる収束状態の光束を、それぞれ副走査断面内で異なる大きさの斜め入射角で光偏向器に入射させることにより、レンズ枚数を削減した光走査装置を提供することができる。
第三の光学系は、異なる大きさの角度を有して光偏向器に斜め入射する複数の光束が共通に通過する第一走査レンズを含むことにより、生産効率良好な光走査装置を提供することができる。
第三の光学系は、複数の光束のそれぞれに対応して設けられる第二走査レンズを含み、各第二走査レンズは、異なる大きさの角度で光偏向器に斜め入射する複数の光束に対応していることにより、走査線曲がりをより良好に補正した光走査装置を提供することができる。
第三の光学系は、副走査方向に曲率を持たず、かつ基準軸からの距離に応じて副走査方向のチルト偏心角度が変化する「特殊チルト偏心面」を少なくとも一面有することによって、走査線曲がりをより良好に補正した光走査装置を提供することができる。
異なる光束形態に変換される光束を発光する少なくとも二つの光源を一体的に保持する保持部材を有することによって、光源ユニットの部品点数を削減した光走査装置を提供することができる。
本発明にかかる画像形成装置によれば、いわゆるタンデム方式のカラー対応の画像形成装置において、各画像形成ステーションの露光プロセスを実行する装置として上記の特徴を有する光走査装置を備えることにより、従来の画像形成装置と同等以上に高性能でありながら、従来以上に高速にカラー画像を形成することができる。
また、第2走査結像レンズ57の基準軸は中心像高への光ビームと一致するよう、副走査断面内において斜め入射角度と等しくチルトし、かつ必要量副走査方向にシフトしている。また、複数の第2走査レンズ57は同一レンズ形状であり、異なる大きさの斜め入射角度においても同じ形状のものを使用している。
しかし、レンズ面に入射する光束のねじれ(スキュー)による波面収差の劣化量や、ポリゴンミラーに斜め入射することによる像高間での物点の副走査方向の変化量、偏向反射面からレンズ面までの距離は、像高間で異なるため、波面収差の補正や走査線曲がりの補正を完全に行うことはできない。
ここで、副走査断面内のパワーを略ゼロとしているのは、基準軸近傍ではレンズ面に入射する光束のねじれ(スキュー)による波面収差の劣化が少ないことと、製造誤差や組み付け時の偏心による性能の変動を低減させるためである。なお、基準軸とはレンズ形状を表現する式の原点を結んだ線のことを指す。また、周辺像高に向かう光束に対しては、基準軸から離れるに従い副走査断面内においてパワーの強くなるレンズとして、像高が高いほど光束をより跳ね上げることで波面収差補正を行っている。
式1
(F0+F1・Y+F2・Y^2+F3・Y^3+F4・Y^4+・・)Zは、チルト量を表す部分であり、チルト量を持たないとき、F0,F1,F2,・・・は全て0である。F1,F2,・・・が0で無いとき、チルト量は、主走査方向に変化することになる。ただし、この発明の内容は以下の形状式に限定されるものではなく、同一の面形状を別の形状式を用いて特定することも可能である。
このために、基準軸近傍では走査レンズに対し光束のスキューや走査線曲がりがほとんど発生しない。このため、本発明における特殊チルト偏心面において、基準軸上における偏心量はゼロとすることができる。
中心像高における主走査方向の結像位置はそれぞれ、斜め入射角3.30degの光束では−0.092mm、斜め入射角1.46degの光束では+0.074mmの位置とした。このようにすることにより、良好な結像性能(ビームスポット径)を実現している。
中心像高における主走査方向の結像位置はそれぞれ、斜め入射角3.30degの光束では+0.032mm、斜め入射角2.40degの光束では−0.194mmの位置とした。このようにすることにより、良好な結像性能(ビームスポット径)を実現している。
前記構造の光源ユニットを複数用いることで、タンデム光学系に適した光源部を形成することが可能となる。
図7(c)は、図7(b)に示す例に準じる構成のものであって、4個の発光源を持つ半導体レーザアレイ801からの光ビームを、ビーム合成手段を用いて合成する例を示している。基本的な構成要素は図7(a)(b)と同様であるから、ここでは説明を省略する。
7Y,7M,7C,7K 感光体
9 光走査装置
51 光源装置
53 アパーチャ
54 第二光学系としてのシリンドリカルレンズ
55 光偏向器としてのポリゴンミラー
56 第一の走査レンズ
57 第二の走査レンズ
58 被走査面
Claims (9)
- 複数の光束を放射する光源と、
上記光源に対応し上記光源からの複数の光束を所望の形態に変換する第一の光学系と、
上記第一の光学系からの複数の光束を同一の偏向反射面で偏向走査する光偏向器と、
上記第一の光学系と上記光偏向器との間に配置され上記光偏向器の偏向反射面上に上記第一の光学系からの複数の光束を導く第二の光学系と、
上記光偏向器により偏向された複数の光束をそれぞれ異なる被走査面に結像させる第三の光学系と、
を有する光走査装置であって、
上記複数の被走査面に対応した上記第一の光学系からの複数の射出光束は、主走査対応方向における収束状態の異なる少なくとも二つの光束を含み、
上記二つの光束は、それぞれ副走査断面内で異なる大きさの斜め入射角で光偏向器に入射するものであり、
上記主走査対応方向における上記二つの光束には、収束光束に変換される光束、発散光束に変換される光束、平行光束に変換される光束、のいずれか二つの光束が含まれ、
上記二つの光束のうち、斜め入射角の絶対値が小さい光束の主走査対応方向における収束状態は、斜め入射角の絶対値が大きい光束の主走査対応方向における収束状態より発散している、
ことを特徴とする光走査装置。 - 請求項1記載の光走査装置において、上記二つの光束は、収束光束に変換される光束と、発散光束に変換される光束を含むことを特徴とする光走査装置。
- 請求項1又は2記載の光走査装置において、上記第三の光学系は、上記光偏向器により偏向された複数の光束が共通に通過する第一走査レンズを含む複数の走査レンズを有することを特徴とする光走査装置。
- 請求項1乃至3のいずれかに記載の光走査装置において、上記第三の光学系は、上記光偏向器により偏向された複数の光束のそれぞれに対応して設けられる第二走査レンズを含み、上記各第二走査レンズは、異なる大きさの角度で上記光偏向器に斜め入射する複数の光束に対応していることを特徴とする光走査装置。
- 請求項4記載の光走査装置において、上記複数の第二走査レンズは、同一のレンズ形状であることを特徴とする光走査装置。
- 請求項1乃至5のいずれかに記載の光走査装置において、上記第三の光学系は、副走査方向に曲率を持たず、かつ主走査方向に関して基準軸からの距離に応じて副走査方向のチルト偏心角度が変化する「特殊チルト偏心面」を少なくとも一面有する走査レンズを含むことを特徴とする光走査装置。
- 請求項1乃至6のいずれかに記載の光走査装置において、上記主走査対応方向における収束状態の異なる少なくとも二つの光束を射出する少なくとも二つの光源を一体的に保持する保持部材を有する光走査装置。
- 電子写真プロセスを実行することによって画像を形成する画像形成装置であって、上記電子写真プロセスのうち露光プロセスを実行する装置として請求項1乃至7のいずれかに記載の光走査装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
- 電子写真プロセスを実行することによって画像を形成する画像形成ステーションを色成分ごとに複数備え、上記各画像形成ステーションで形成される色成分ごとの画像を重ねることによってカラー画像を形成することができる画像形成装置であって、上記各画像形成ステーションにおいて上記電子写真プロセスのうち露光プロセスを実行する装置として請求項1乃至7のいずれかに記載の光走査装置を備えていることを特徴とするカラー対応の画像形成装置。
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