JP4788286B2 - Optical scanning device and image forming apparatus using the same - Google Patents
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Description
本発明は、複写機やプリンタ等の画像形成装置に用いられる光走査装置に係り、特に、電子写真方式にて潜像を形成するための露光光源として光源から出射された光ビームを偏向走査する光走査装置及びこれを用いた画像形成装置に関する。 The present invention relates to an optical scanning device used in an image forming apparatus such as a copying machine or a printer, and in particular, deflects and scans a light beam emitted from a light source as an exposure light source for forming a latent image by an electrophotographic method. The present invention relates to an optical scanning device and an image forming apparatus using the same.
一般に電子写真方式による画像形成装置では、半導体レーザを用いた光源からの光ビームを帯電された感光体上に偏向走査して所望の静電潜像を形成する方式が知られている。このような方式では光ビームのビーム径が直接潜像の画質を大きく左右するため、近年の高画質化の要請に伴って、ビーム径を小径化することが実施されてきている。
一方、光ビームのビーム径を小径化すると、その焦点深度(DOF:Depth of Focus)は浅くなる傾向にあり、ビーム径とDOFとが相反する特性にあることから、ビーム径を小径化すると共に画像形成エリア全面に亘って良好な画質を得るためのDOFの必要な深さを同時に確保することが重要となる。
In general, in an electrophotographic image forming apparatus, a method of forming a desired electrostatic latent image by deflecting and scanning a light beam from a light source using a semiconductor laser onto a charged photoreceptor is known. In such a system, since the beam diameter of the light beam directly greatly influences the image quality of the latent image, it has been practiced to reduce the beam diameter with the recent demand for higher image quality.
On the other hand, when the beam diameter of the light beam is reduced, the depth of focus (DOF) tends to become shallower. Since the beam diameter and the DOF are in a contradictory characteristic, the beam diameter is reduced. It is important to simultaneously secure the necessary depth of the DOF for obtaining good image quality over the entire image forming area.
このような問題に対し、DOFが光路長以上の極めて深いベッセルビームを用いる光走査装置が知られている(例えば特許文献1参照)。ここでは、ベッセルビームを用いることで、ポリゴンミラーによる収差の制限を要しない光学系が実現できるものとしている。また、絞りのアパーチャにおける副走査方向の寸法が主走査方向で異なるように設定し、中心より周辺を広くすることで、特にオーバーフィールド走査光学系(OFS)でのポリゴンミラーによる反射光量を均一化することができ、結像面でのビームの均一化を図ろうとした提案がなされている(例えば特許文献2参照)。 For such a problem, an optical scanning device using a very deep Bessel beam whose DOF is equal to or longer than the optical path length is known (see, for example, Patent Document 1). Here, it is assumed that by using a Bessel beam, an optical system that does not require the limitation of aberration by the polygon mirror can be realized. In addition, the size of the aperture in the sub-scanning direction is set to be different in the main scanning direction, and the periphery is wider than the center, so that the amount of light reflected by the polygon mirror is uniform in the overfield scanning optical system (OFS). A proposal has been made to make the beam uniform on the imaging plane (see, for example, Patent Document 2).
しかしながら、特許文献1のようにベッセル分布を有する光ビームを出射する装置は複雑な構成を必要としているため、高価になり易いという欠点がある。また、特許文献2の方式では、主走査方向で中央と周辺とで寸法の異なる正確なアパーチャ形状を持った絞りを精度よく作製するのが困難であり、高価になり易い。
本発明は、以上の技術的課題を解決するためになされたものであって、ビーム径の小径化と必要な深さのDOFを有する光束を簡単な構成で実現することができる光走査装置及びこれを用いた画像形成装置を提供するものである。
However, since a device that emits a light beam having a Bessel distribution as in
The present invention has been made to solve the above technical problem, and an optical scanning device capable of realizing a light beam having a small beam diameter and a DOF having a required depth with a simple configuration, and An image forming apparatus using the same is provided.
上述の課題を解決するために、本件発明者らは、先に、特願2005−087207にて、主走査方向でのアパーチャの透過率を変え、アパーチャ中央の透過率を周辺より低下させることで、結像面に照射する光束のDOFを維持したままビーム径を小さくすることが可能な光走査装置を提案した。
しかしながら、この方式にあっても、アパーチャでの透過率変動を持たせるために絞りの構成が複雑になる懸念がある。そのため、本件発明者らは、更に、構成の簡素化について検討を重ね、本件発明を案出するに至った。
In order to solve the above-mentioned problem, the inventors previously changed the transmittance of the aperture in the main scanning direction in Japanese Patent Application No. 2005-087207 to lower the transmittance at the center of the aperture from the periphery. In addition, an optical scanning device capable of reducing the beam diameter while maintaining the DOF of the light beam applied to the imaging surface has been proposed.
However, even in this method, there is a concern that the configuration of the diaphragm becomes complicated in order to have a transmittance variation at the aperture. Therefore, the inventors of the present invention have further studied the simplification of the configuration and have come up with the present invention.
すなわち、本発明の第一の態様としては、図1に示すように、光ビームを出射する光源1と、前記光源1から出射された光ビームを集光された光束にする集光手段2と、集光された光束を偏向走査する光束偏向手段3と、少なくとも1以上の凹面鏡4aを有し且つ前記光束偏向手段3によって偏向走査された光束を結像面5上に結像させる結像光学手段4とを備え、前記集光手段2は、透過する光束の形状が規制され且つ副走査方向に扁平な開口部2bを有する光束規制部材2aを具備し、前記光束規制部材2aは、前記結像光学手段4の凹面鏡4aのコマ収差の影響が低減される方向に前記開口部2bの中心が光軸中心から変位するように配設されていることを特徴とするものである。
That is, the first aspect of the present invention, as shown in FIG. 1, a
このような技術的手段において、光源1としては光ビームを出射できるものであればよく、代表的態様としては半導体レーザが挙げられる。尚、半導体レーザとしては端面発光タイプでも面発光タイプでもよい。また、集光手段2としては、光源1から出射された光ビームを集光するものであればよく、代表的態様としては光源1からの光ビームを平行光化するコリメータレンズが含まれる。更に、光束偏向手段3としては、入射された光束を偏向走査できる態様であればよく、代表的には、回転するポリゴンミラーが挙げられる。
また、本発明における結像光学手段4は、光束偏向手段3によって偏向走査された光束を結像面5上に結像させるようになっていればよく、少なくとも1以上の凹面鏡4aと、トーリックレンズ等を含むように構成される。このように、本発明においては、結像光学手段4の一部に凹面鏡4aを使用することで、結像面5での光束のビーム径及びDOFの双方を良好に保ちながら、小型化、低コスト化が可能な光走査装置を実現することが可能になる。
In such technical means, the
The imaging optical means 4 in the present invention is only required to image the light beam deflected and scanned by the light beam deflecting means 3 on the imaging surface 5, and includes at least one
通常、光源1からの平行光が光束規制部材2aによって規制され、この光束規制部材2aを透過した光束が光束偏向手段3によって偏向され、結像面5上に結像される態様においては、光束規制部材2aによって所定のビーム径が得られるように規制される。一方、DOFは結像面5に入る光束の絞り込み角度で決まり、この角度が小さいほどDOFを深くすることができるようになる。この角度は光束規制部材2aの開口部2bの最外郭で決まり、開口部2bを小さくする程DOFを深くすることができる。一方、ビーム径は、回折限界で決まる第一近似としては、DOFと逆の特性を示し、光束の絞り込み角度を大きくするほどビーム径を小さくすることができる。
Normally, in a mode in which the parallel light from the
しかし、このような光走査装置では、ビーム径は、更に、結像光学手段4での収差や組立誤差の影響を受ける。特に、例えばシリンドリカルミラーのような凹面鏡4aを使用すると、光束を結像面5に照射するには、凹面鏡4aの法線方向(光軸)に対し光束が斜行するようになり、凹面鏡4aによるコマ収差の影響が強く現れ、像面湾曲(偏向方向で結像位置が異なる)が現れるようにもなる。
本発明においては、凹面鏡4aのコマ収差が大きい側、すなわち、凹面鏡4aの光軸から離れた側の光束を少なくすることで、コマ収差を減ずることが可能になる。
However, in such an optical scanning device, the beam diameter is further affected by aberrations and assembly errors in the imaging optical means 4. In particular, when the
In the present invention, the coma aberration can be reduced by reducing the light flux on the side of the
図2は、その様子を示したもので、光束規制部材2aの開口部2bが実線の位置では、開口部2bを透過した光線(図中、a,b,cで示す光線)の中で、特にaの光線は凹面鏡4aで反射するとコマ収差の大きい光線となる。そこで、例えば光束規制部材2aを図の上方(副走査方向の一方側)に移動させ、開口部2bが図の二点鎖線のようになったと仮定すると、当初の光線のうち、aが遮蔽され、新たにdの光線が光束規制部材2aの開口部2bを透過するようになる。このdの光線は、凹面鏡4aの中心に近い(光軸に近い)光線となることから、凹面鏡4aで反射された光線dはコマ収差の小さい光線となる。したがって、光束規制部材2aを副走査方向に移動させることで、コマ収差の大きい光線(図中aで示す)が遮蔽され、コマ収差の小さい光線(図中dの二点鎖線で示す)が代わりに透過するようになる。そのため、光束規制部材2aを移動させることで、凹面鏡4aによって反射された光束のコマ収差を小さくすることができるようになり、結像面5に照射される光束での好ましいビーム径及びDOFを実現することができるようになる。
尚、図では凹面鏡4aを1個の例で示したが、複数備える場合には、相互の影響によるコマ収差を小さくする方向に光束規制部材2aを移動させるようにすればよい。
FIG. 2 shows such a state, and when the opening 2b of the light
In the drawing, the
以上のように、本発明における光束規制部材2aは単なる開口部2bのみを有するようにすればよく、開口部2bの形状が容易に実現できることから、低コスト化を図ることも可能になる。また、この開口部2bの形状としては、矩形、楕円形等、特に制限されないが、結像面5に照射される光束のビーム径を小さく且つDOFを深くする観点から、副走査方向に扁平な(走査方向に延びた)矩形とすることが好ましい。
As described above, the light
更に、本発明の第二の態様としては、図1に示すように、光ビームを出射する光源1と、前記光源1から出射された光ビームを集光された光束にする集光手段2と、集光された光束を偏向走査する光束偏向手段3と、少なくとも1以上の凹面鏡4aを有し且つ前記光束偏向手段3によって偏向走査された光束を結像面5上に結像させる結像光学手段4とを備え、前記集光手段2は、透過する光束の形状が規制され且つ副走査方向に扁平な開口部2bを有する光束規制部材2aと、前記結像光学手段4の凹面鏡4aのコマ収差の影響が低減されるように前記光束規制部材2aの前記開口部2bの中心が前記光源1の光軸中心から変位可能にする移動調整手段6とを具備することを特徴とする。すなわち、第一の態様における前記光束規制部材2aが副走査方向に変位可能な前記移動調整手段6を備えたものとなっている。
Further, as the second aspect of the present invention, as shown in FIG. 1, a
このように、移動調整手段6を備えることで、光走査装置の組立誤差等に対する実機でのコマ収差の調整が一層容易になり、結像面5に照射される光束のビーム径を所望の大きさにすることが可能になる。 Thus, by providing the movement adjusting means 6, it becomes easier to adjust the coma aberration in the actual machine against the assembly error of the optical scanning device, and the beam diameter of the light beam irradiated onto the imaging plane 5 is set to a desired size. It becomes possible to be.
また、本発明では、いずれの態様にあっても、前記光束規制部材2aは、その開口部2bの中心が前記光源1の光軸中心から副走査方向の開口長さの30%以上副走査方向に沿って変位して配置されていることが好ましく、これによれば、結像光学手段4でのコマ収差の影響を明らかに低減する効果が確認されるようになる。尚、30%未満でも原理的にはコマ収差の低減がなされるようになるが、前記結像面5での具体的な画像上の影響を考慮すると30%以上の変位が好ましい。
In the present invention, in any embodiment, the light
そして、本発明における前記集光手段2は、前記光源1から出射された光ビームを平行光束にするコリメータレンズと、平行光束を副走査方向に集光するシリンドリカルレンズとを備え、前記光束規制部材2aを前記コリメータレンズと前記シリンドリカルレンズとの間に設けたものとすることが好ましく、これによれば、前記光源1から出射された光ビームが前記コリメータレンズによって平行光束になり、前記光束規制部材2aによって規制された光束が前記シリンドリカルレンズによって集光されることで、前記光束偏向手段3及び前記結像光学手段4を経由した後、前記結像面5に照射される光束のビーム径を小さくすることができるようになる。
Then, the condensing unit 2 in the present invention includes a collimator lens for collimating light beams a light beam emitted from the
更に、本発明は光走査装置に限らず、画像形成装置をも対象とするものであり、この場合、静電潜像が担持される像担持体と、この像担持体上に結像可能な光走査装置として、上述の光走査装置を備えるようにすればよい。 Furthermore, the present invention is not limited to an optical scanning device, and is also intended for an image forming apparatus. In this case, an image carrier on which an electrostatic latent image is carried and an image can be formed on the image carrier. What is necessary is just to make it provide the above-mentioned optical scanning device as an optical scanning device.
本発明によれば、光源、集光手段、光束偏向手段及び結像光学手段とを備え、集光手段は、透過する光束の形状が規制され且つ副走査方向に扁平な開口部を有する光束規制部材を具備し、光束規制部材は、前記結像光学手段の凹面鏡のコマ収差の影響が低減される方向に前記開口部の中心が光軸中心から変位するように配設したので、結像面に照射される光束にてコマ収差の影響を低減させると共にビーム径の小径化とDOFの必要な深さとを兼ね備えた光走査装置を簡単な構成で容易に実現できる。また、画像領域全面に亘って良好な画質を維持することができるようになる。
更に、このような光走査装置を用いることで、構成が簡単で画像領域全面に亘って良好な画質が確保された画像形成装置を実現できるようになる。
According to the present invention, the light source includes a light source, a condensing unit, a light beam deflecting unit, and an imaging optical unit, and the condensing unit regulates the shape of the transmitted light beam and has a flat opening in the sub-scanning direction. And the light beam restricting member is disposed so that the center of the opening is displaced from the center of the optical axis in a direction in which the influence of the coma aberration of the concave mirror of the imaging optical means is reduced. An optical scanning device that can reduce the influence of coma aberration by the light beam applied to the lens and has both a reduced beam diameter and a required DOF depth can be easily realized with a simple configuration. Also, good image quality can be maintained over the entire image area.
Furthermore, by using such an optical scanning device, it is possible to realize an image forming apparatus that has a simple configuration and ensures good image quality over the entire image area.
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図3は本発明が適用された画像形成装置の実施の形態を示す。
同図において、本実施の形態の画像形成装置は、装置本体50内に、感光体ドラム20と、この感光体ドラム20からトナー像を転写させるために感光体ドラム20に対向配置される中間転写ベルト30とを備え、4色のカラー画像を得るために中間転写ベルト30上に4回の多重転写を行う所謂4サイクル方式の中間転写型カラー画像形成装置である。
本実施の形態において、感光体ドラム20は光の照射によって抵抗値が低下する感光層を備えたものであり、この感光体ドラム20の周囲には、感光体ドラム20を帯電する帯電装置21と、帯電された感光体ドラム20上に各色成分(本例ではブラック(K)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C))の静電潜像を書込む光走査装置(露光装置)60と、感光体ドラム20上に形成された各色成分潜像を各色成分トナーにて可視像化するロータリ型現像装置23と、中間転写ベルト30と、感光体ドラム20上の残留トナーを清掃するクリーニング装置27とが配設されている。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the accompanying drawings.
FIG. 3 shows an embodiment of an image forming apparatus to which the present invention is applied.
In the figure, the image forming apparatus according to the present embodiment includes a
In the present embodiment, the
ここで、帯電装置21としては、例えば帯電ロールが用いられるが、コロトロン等の帯電器を用いてもよい。また、ロータリ型現像装置23は各色成分トナーが収容された現像器23a〜23dを回転可能に搭載したものであり、例えば感光体ドラム20上で露光によって電位が低下した部分に各色成分トナーを付着させるものであれば適宜選定して差し支えなく、使用するトナーも形状、粒径等特に制限はなく、感光体ドラム20上の静電潜像上に正確に載るものであればよい。尚、本例では、ロータリ型現像装置23が用いられているが、4台の現像装置を用いるようにしてもよい。更に、クリーニング装置27は、感光体ドラム20上の残留トナーを清掃するものであれば、ブレードクリーニング方式を採用したもの等適宜選定して差し支えない。ただし、転写率の高いトナーを使用する場合にはクリーニング装置27を使用しない態様もあり得る。
Here, as the charging
また、中間転写ベルト30は、3つの張架ロール31〜33に掛け渡されるものであって、例えば張架ロール31を駆動ロールとして循環移動するようになっている。
ここで、中間転写ベルト30は、ポリイミド樹脂等の樹脂材を適宜選定して差し支えないが、ホロキャラクター等の画質欠陥を有効に抑えるには、感光体ドラム20との接触面圧を下げることが必要であり、また、ウォークレス及びテンショナーレスという観点を考慮すれば、弾性ゴムを基体(弾性層)としたウレタンゴム等のゴム製ベルト材を使用することが好ましい。
Further, the
Here, the
更に、本実施の形態において、中間転写ベルト30の感光体ドラム20に対向する部位では、中間転写ベルト30の裏面側に一次転写部材としての一次転写ロール25が接触配置されており、所定の一次転写バイアスが印加されている。
更にまた、中間転写ベルト30の張架ロール32に対向した部位には、二次転写部材としての二次転写ロール35が張架ロール32をバックアップロールとして対向配置されており、例えば二次転写ロール35に所定の二次転写バイアスが印加され、バックアップロールを兼用する張架ロール32が接地されている。
尚、中間転写ベルト30の張架ロール31に対向した部位にはベルトクリーニング装置36が配設され、中間転写ベルト30上の残留トナーを清掃するようになっている。
また、用紙などの記録材40は、図示外の供給トレイ内に収容されており、フィードロール41にて供給された後、レジストロール42を経て二次転写部位に導かれ、二次転写ロール35によって中間転写ベルト30上に多重転写されたトナー像が記録材上に一括転写される。トナー像が一括転写された記録材は搬送ベルト43を介して定着装置45へと搬送され、しかる後、搬送ロール46、排出ロール47を経て装置本体50上部に形成された排出トレイ48へ収容されるようになっている。
Further, in the present embodiment, a
Furthermore, a
Note that a
Further, the
特に、本実施の形態における光走査装置60は、図4に示すように、光ビームを出射する半導体レーザ61、半導体レーザ61から出射された光ビームを集光する集光装置70、集光装置70によって集光された光束を偏向走査するポリゴンミラー80、ポリゴンミラー80によって偏向走査された光束を感光体ドラム20に結像する結像光学装置90とで構成されている。
In particular, as shown in FIG. 4, the
集光装置70は、半導体レーザ61から出射された光ビームを平行光化(コリメート)し平行光束にするコリメータレンズ71、コリメータレンズ71による平行光束の断面形状を整形する光束規制部材としての絞り72、整形された光束を副走査方向に沿って集光するシリンドリカルレンズ73とで構成されている。
The condensing
また、ポリゴンミラー80は、側面に複数の反射面が設けられた正多角形状(例えば正六角形)となっており、図示外のポリゴンモータに軸着されており、ポリゴンモータの駆動力によって図中矢印R方向に所定の回転速度で回転するようになっている。そのため、反射面に入射された光束は、ポリゴンミラー80の回転に伴って、結像光学装置90内を主走査方向、すなわち、感光体ドラム20の軸線方向に偏向走査するようになる。
The
結像光学装置90は、ポリゴンミラー80によって偏向走査された光束を感光体ドラム20表面での走査速度を一定にするための結像レンズ系として、例えばシリンドリカルレンズ91、トーリックレンズ92、結像レンズ93で構成される。尚、本実施の形態では、結像レンズ系としてこのような構成を示したが、これに限定されず、感光体ドラム20表面での走査速度が一定になる結像レンズ系であれば他の構成によっても差し支えない。
また、本実施の形態における結像光学装置90では、結像レンズ系を透過した光束を凹面鏡としてのシリンドリカルミラー94で集光反射させた後、反射ミラー95を経由して感光体ドラム20表面に照射されるようになっている。
更に、結像光学装置90には、結像レンズ系を透過した光束の一部(ポリゴンミラー80の各反射面によって走査開始位置に相当する光束)を反射するミラー96と、このミラー96からの反射光を検知するフォトディテクタ等からなるSOS(Start of Scan)受光部97が設けられている。そのため、このSOS受光部97によって感光体ドラム20へのライン毎(主走査方向)の走査開始タイミングが検知されるようになっている。尚、SOS受光部97はポリゴンミラー80によって偏向走査される光束の領域外に設けられていることは云うまでもない。
The imaging
In the imaging
Further, the imaging
また、本実施の形態における集光装置70内に設置された絞り72は、図5(a)に示すように、副走査方向に扁平な矩形のアパーチャ72a(例えば主走査方向の辺寸法を4mm、副走査方向の辺寸法を0.5mmとする長方形状)を略中央部に有している。そして、この絞り72は、(b)に示すように、アパーチャ72aの副走査方向の中心軸が光軸よりDだけ変位して配置されている。また、このDの寸法がアパーチャ72aの副走査方向の辺寸法Lの30%以上となるようになっている。
Further, as shown in FIG. 5A, the
次に、本実施の形態に係る画像形成装置の作動について、光走査装置60を中心に説明する。図4において、半導体レーザ61から出射された光ビームは、コリメータレンズ71によって平行光の光束になり、絞り72のアパーチャ72aによって平行光束の一部は遮蔽され、整形された光束のみが透過する。この絞り72を透過した光束は、シリンドリカルレンズ73によって光束の副走査方向がポリゴンミラー80の反射面にて結像される。そのため、ポリゴンミラー80の反射面での光束は、副走査方向は結像され、主走査方向はアパーチャ72a(図4参照)の幅(主走査方向の辺寸法)と同様の幅を持つように結像される。そして、ポリゴンミラー80で反射された光束は、結像光学装置90を経由して、感光体ドラム20上にて所望のビーム径になるように結像される。
Next, the operation of the image forming apparatus according to the present embodiment will be described focusing on the
ここで、本実施の形態におけるコマ収差について、図6を基に説明する。シリンドリカルミラー94の光軸Oに対し、光軸から離れた光束Aと光軸Oに近い光束Bが照射されると、シリンドリカルミラー94の境界面(反射面)にて反射された光束は、理想的には焦点Fを通過する点線のようになるが、実線で示すように焦点からずれた光束A’及び光束B’となる。シリンドリカルミラー94を用いた場合には、シリンドリカルミラー94の反射面に対し、法線方向からの光束の照射はできないため、コマ収差が発生するようになる。このとき、光束Aはシリンドリカルミラー94の光軸Oからずれた方向にあることから、光束A’の方が光束B’よりコマ収差が大きくなる。したがって、このようなコマ収差を踏まえた絞り72の位置調整が必要となる。
尚、シリンドリカルミラーを2個備える場合には、上述したシリンドリカルミラー94によって反射された光束を、もう一つのシリンドリカルミラーによって反射させるため、コマ収差が増加する方向になる。したがって、このような場合には、シリンドリカルミラーの相互の位置関係並びに両者のコマ収差を総合的に判定して、最適位置を求めるようになる。
Here, coma aberration in the present embodiment will be described with reference to FIG. When the light beam A away from the optical axis and the light beam B close to the optical axis O are irradiated to the optical axis O of the
When two cylindrical mirrors are provided, the light beam reflected by the above-described
次に、絞り72の位置調整について図4、図5を中心に説明する。
第一近似として、DOFについては、感光体ドラム20表面に入射する光束の絞り込み角度で決まることから、この角度を小さくするほど深いDOFが得られる。この角度はアパーチャ72aによって決まり、アパーチャ72aの形状が小さい程DOFを深くすることができる。一方、ビーム径は、DOFと逆の関係になり、光束の絞り込み角度が大きい程小さなビーム径が実現できる。
しかしながら、結像光学装置90では、組立誤差や各種収差があり、上述の第一近似で求まるDOFやビーム径と実際に感光体ドラム20表面に照射される光束とでは一致しない。特に、本実施の形態では、結像光学装置90内にシリンドリカルミラー94を使用し、この反射面では、反射面の法線方向とは斜行する方向から光束を入射させているため、コマ収差が大きく現れるようになる。
Next, the position adjustment of the
As a first approximation, the DOF is determined by the narrowing angle of the light beam incident on the surface of the
However, in the imaging
そこで、感光体ドラム20表面と共役関係にある位置に測定面を準備して、そこでのビーム径を計測し、この共役位置から測定面を前後させてビーム径を計測する。このように測定面を前後させることでビームのDOFの程度が判明する。そして、ポリゴンミラー80の偏向方向を変えてこのような計測を繰り返す。更に、絞り72の位置を副走査方向に変位させて同様にビーム径の計測を繰り返す。
このようにして、ビーム径が小さく、DOFの深い光束を確保できる位置に絞り72を固定する。本実施の形態では、絞り72のアパーチャ72aの副走査方向の中心が光軸より副走査方向の辺寸法の30%以上変位させるようにしたので、シリンドリカルミラー94によるコマ収差の影響を除くことができ、感光体ドラム20表面に照射される光束に対し、所望のビーム径並びにDOFを実現することができる。
以上のように、本実施の形態における光走査装置60は、絞り72の副走査方向の位置を光軸からずらし、シリンドリカルミラー94を含む結像光学装置90で生じる収差の影響が最小限になるようにして絞り72の位置を固定するようにしたので、感光体ドラム20に照射される光束のビーム径を小さく且つDOFを必要深さとする光走査装置60を簡単な構成で実現できる。また、感光体ドラム20での画像の全面に亘って良好な画質を得ることが可能になる。
更に、アパーチャ72a形状を単なる長方形状としたので、絞り72の作製も容易になり、低コストの光走査装置60が可能になる。尚、本実施の形態では、アパーチャ72aの形状として長方形状を示したが、特に限定されず、例えば主走査方向を長軸、副走査方向を短軸とする楕円形状であっても差し支えなく、また、例えば長円形状であってもよい。
Therefore, a measurement surface is prepared at a position conjugated with the surface of the
In this way, the
As described above, in the
Furthermore, since the
また、本実施の形態では、光源として半導体レーザ61を使用したが、半導体には限定されず、更に、半導体レーザ61の場合には、端面発光タイプでも面発光タイプでも差し支えない。
In the present embodiment, the
図7は、本実施の形態の変形例を示すもので、絞り72の下方には絞り72を副走査方向に変位可能な移動調整機構100を備えている。
同図において、本例での移動調整機構100は、光走査装置60内に固定された台座101の上部に、上下方向(副走査方向)に移動可能なテーブル102が設けられ、台座101とテーブル102の間には、テーブル102に固定された支持軸103が台座101に対し、副走査方向に摺動できるようになっている。また、テーブル102上には、絞り72を固定する固定台104が一体的に載置され、テーブル102の移動に伴って絞り72が移動できるようになっている。
FIG. 7 shows a modification of the present embodiment. A
In the figure, the
このような移動調整機構100を備えることで、上述した実施の形態同様、シリンドリカルミラー94を含む結像光学装置90で生じる収差の影響が最小限になるようにして絞り72の位置を画像形成装置内で調整することができる。
尚、移動調整機構100としては、このような構成に限らず、例えばねじとスプリングのような部材を使用して、絞り72を上下させるようにしてもよい。この場合、一方向にスプリングで付勢し、反対方向からねじで移動させるようにすればよい。
By providing such a
The
1…光源,2…集光手段,2a…光束規制部材,2b…開口部,3…光束偏向手段,4…結像光学手段,4a…凹面鏡,5…結像面,6…移動調整手段
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記光源から出射された光ビームを集光された光束にする集光手段と、
集光された光束を偏向走査する光束偏向手段と、
少なくとも1以上の凹面鏡を有し且つ前記光束偏向手段によって偏向走査された光束を結像面上に結像させる結像光学手段とを備え、
前記集光手段は、透過する光束の形状が規制され且つ副走査方向に扁平な開口部を有する光束規制部材を具備し、
前記光束規制部材は、前記結像光学手段の凹面鏡のコマ収差の影響が低減される方向に前記開口部の中心が光軸中心から変位するように配設されていることを特徴とする光走査装置。 A light source that emits a light beam;
And focusing means for the light beam converging the light beam emitted from said light source,
Luminous flux deflecting means for deflecting and scanning the condensed luminous flux;
And an imaging optical means for focusing onto the image plane at least 1 or more has a concave mirror and the light beam deflected and scanned by the light beam deflecting means,
The condensing means includes a light flux regulating member in which the shape of the transmitted light flux is regulated and has a flat opening in the sub-scanning direction,
The light beam regulating member is disposed so that the center of the opening is displaced from the center of the optical axis in a direction in which the influence of coma aberration of the concave mirror of the imaging optical means is reduced. apparatus.
前記光源から出射された光ビームを集光された光束にする集光手段と、
集光された光束を偏向走査する光束偏向手段と、
少なくとも1以上の凹面鏡を有し且つ前記光束偏向手段によって偏向走査された光束を結像面上に結像させる結像光学手段とを備え、
前記集光手段は、透過する光束の形状が規制され且つ副走査方向に扁平な開口部を有する光束規制部材と、
前記結像光学手段の凹面鏡のコマ収差の影響が低減されるように前記光束規制部材の前記開口部の中心が前記光源の光軸中心から変位可能にする移動調整手段とを具備することを特徴とする光走査装置。 A light source that emits a light beam;
And focusing means for the light beam converging the light beam emitted from said light source,
Luminous flux deflecting means for deflecting and scanning the condensed luminous flux;
And an imaging optical means for focusing onto the image plane at least 1 or more has a concave mirror and the light beam deflected and scanned by the light beam deflecting means,
The condensing means includes a light flux regulating member in which the shape of the transmitted light flux is regulated and has an opening that is flat in the sub-scanning direction;
; And a movement adjustment means for the center of the opening of the light beam restriction member such that the effect of the coma aberration of the concave mirror of the imaging optical means is reduced to be displaced from the center of the optical axis of the light source An optical scanning device.
前記光束規制部材は、その開口部の中心が前記光源の光軸中心から副走査方向の開口長さの30%以上副走査方向に沿って変位して配置されていることを特徴とする光走査装置。 The optical scanning device according to claim 1 or 2,
The light beam restriction member includes an optical scanning, wherein a center of the opening is arranged to be displaced in the sub-scanning direction of 30% or more sub-scanning direction of the opening length from the center of the optical axis of the light source apparatus.
前記集光手段は、前記光源から出射された光ビームを平行光束にするコリメータレンズと、平行光束を副走査方向に集光するシリンドリカルレンズとを備え、前記光束規制部材を前記コリメータレンズと前記シリンドリカルレンズとの間に設けたものであることを特徴とする光走査装置。 The optical scanning device according to claim 1 or 2,
Said condensing means, said collimator lens for collimating light beams a light beam emitted from said light source, a cylindrical lens for converging the collimated light beam in the sub-scanning direction, the light flux regulating member and the collimator lens cylindrical An optical scanning device provided between a lens and a lens.
この像担持体上に結像可能な請求項1乃至4のいずれかに記載の光走査装置とを備えることを特徴とする画像形成装置。 An image carrier on which an electrostatic latent image is carried;
An image forming apparatus comprising: the optical scanning device according to claim 1, which is capable of forming an image on the image carrier.
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