(57)【要約】【課題】ポリゴンミラー回転周期のピッチずれを軽減し、出力画像に濃淡むらを生じない高画質な画像形成装置に最適な走査光学装置を提案すること。【解決手段】レーザ光束を発する光源装置と、該光源装置から出射したレーザ光束を副走査方向のみ収束光束とするシリンドリカルレンズと、前記シリンドリカルレンズを通過したレーザ光束を偏向する偏向手段と、該偏向手段によって偏向されたレーザ光束を被走査面に結像する結像手段を有する走査光学装置において、回転多面鏡と、該回転多面鏡が設置される座面を有し該回転多面鏡を回転させる回転手段とから成り、前記回転多面鏡の中心が、該座面の法線の傾き方向に偏心して設置されていることを特徴としている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光束を発する光源装置と、該光源装置から出射したレーザ光束を副走査方向のみ収束光束とするシリンドリカルレンズと、前記シリンドリカルレンズを通過したレーザ光束を偏向する偏向手段と、該偏向手段によって偏向されたレーザ光束を被走査面に結像する結像手段を有する走査光学装置において、
前記偏向手段は、回転多面鏡と、該回転多面鏡が設置される座面を有し該回転多面鏡を回転させる回転手段とから成り、前記回転多面鏡の中心が、該座面の法線の傾き方向に偏心して設置されていることを特徴とする走査光学装置。
【請求項２】
前記回転多面鏡に入射するレーザ光束は副走査断面内において、前記回転多面鏡の反射面の法線に対して傾いて入射し、且つ、前記シリンドリカルレンズは、前記回転多面鏡の反射面から離間した位置に焦線としてレーザ光束を結像することを特徴とする請求項１記載の走査光学装置。
【請求項３】
回転多面鏡と、該回転多面鏡を回転させる回転手段とから成る偏向手段の組み付け方法であって、該回転手段の前記回転多面鏡が設置される座面の面振れ量と法線の傾き方向を検出し、該検出結果を基に前記回転多面鏡の偏心量と偏心方向を決定して、前記回転多面鏡を前記回転手段の回転中心に対して前記決定した偏心量だけ偏心させて組み付けることを特徴とする偏向手段の組み付け方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザプリンタやデジタル複写機等の電子写真方式を用いた画像形成装置に搭載される走査光学装置及び偏向手段の組み付け方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置の印字スピードの高速化に伴う走査光学装置の回転スピードの高速化を回避するため、特許文献１のような、所謂オーバフィルド光学系が提案されている。
【０００３】
これは、直径が小さく、且つ、面数が多いポリゴンミラーを用いることができるため、高速化に適した光学系である。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２３９６２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来例では、レーザ光束を副走査方向に斜めからポリゴンミラーに入射させる（図９参照）ため、ポリゴンミラーの偏心（回転中心と物理的な中心のずれ）があると、ポリゴンミラーのファセット毎に被走査面上に結像される走査線の位置が異なり、感光体上でポリゴンミラーの１回転周期のピッチずれが発生してしまう、という問題があった。また、これに加え、ポリゴンミラーの反射面の傾きに起因するピッチずれも存在し（これらのメカニズムについては実施例の中で詳述する）、これら２つの要因のピッチずれが合わさって、出力画像に濃淡むらを生じるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、ポリゴンミラー回転周期のピッチずれを軽減し、出力画像に濃淡むらを生じない高画質な画像形成装置に最適な走査光学装置と偏向手段の組み付け方法を提案することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は、レーザ光束を発する光源装置と、該光源装置から出射したレーザ光束を副走査方向のみ収束光束とするシリンドリカルレンズと、前記シリンドリカルレンズを通過したレーザ光束を偏向する偏向手段と、該偏向手段によって偏向されたレーザ光束を被走査面に結像する結像手段を有する走査光学装置において、回転多面鏡と、該回転多面鏡が設置される座面を有し該回転多面鏡を回転させる回転手段とから成り、前記回転多面鏡の中心が、該座面の法線の傾き方向に偏心して設置されていることを特徴としている。
【０００８】
又、本発明においては、前記回転多面鏡に入射するレーザ光束は副走査断面内において、前記回転多面鏡の反射面の法線に対して傾いて入射し、且つ、前記シリンドリカルレンズは、前記回転多面鏡の反射面から離間した位置に焦線としてレーザ光束を結像する構成となっている。
【０００９】
又、回転多面鏡と、該回転多面鏡を回転させる回転手段とから成る偏向手段の組み付け方法であって、該回転手段の前記回転多面鏡が設置される座面の面振れ量と法線の傾き方向を検出し、該検出結果を基に前記回転多面鏡の偏心量と偏心方向を決定して、前記回転多面鏡を前記回転手段の回転中心に対して前記決定した偏心量だけ偏心させて組み付けることを特徴とした偏向手段の組み付け方法を提案するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ポリゴンミラー回転周期のピッチずれを軽減し、出力画像に濃淡むらを生じない、高画質な画像形成装置に最適な走査光学装置を提案することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１２】
＜実施の形態１＞
図１は本発明の実施の形態１に係る走査光学装置を示す図画であり、（ａ）は主走査断面を、（ｂ）は副走査断面を示す。
【００１３】
図１において、１はレーザ光源、２はコリメータレンズ、３は光学絞り、４はシリンドリカルレンズ、５は反射ミラー、６はポリゴンミラー、７，８は走査レンズ、９は例えば感光体表面等の被走査面である。
【００１４】
ここで、レーザ光源１から発散光のレーザ光束が出射され、コリメータレンズ２に入射して略平行な光束に変換される。次に、レーザ光束は光学絞り３によって光束の幅を制限され、シリンドリカルレンズ４を通過することによって副走査方向のみ収束光束に変換される。次に、レーザ光束は反射ミラー５によって方向を変えられ、ポリゴンミラー６の反射面６ａの少し手前、図１（ｂ）の１０の位置に主走査方向に長い焦線として結像され、ポリゴンミラー６に至る。
【００１５】
ここで、レーザ光束は、ポリゴンミラー６に、主走査平面（図１（ａ）の紙面に平行な面）から角度θだけ斜め下から入射している。
【００１６】
又、ポリゴンミラー６に入射するレーザ光束の主走査方向の幅は、ポリゴンミラー６の反射面６ａの幅より広く、そのため、主走査方向のレーザ光束の幅は反射面によって更に規制される。
【００１７】
ポリゴンミラー６は、不図示のスキャナモータによって回転駆動され、レーザ光束を偏向する。偏向されたレーザ光束は走査レンズ７，８を通過して被走査面９上に結像される。
【００１８】
ここで、スキャナモータの回転軸１１とポリゴンミラー６の内接円又は外接円の中心１２はδだけずれており、ポリゴンミラー６は偏心して回転している。
【００１９】
次に、本走査光学装置のピッチずれの発生メカニズムについて説明する。
【００２０】
先ず、偏心量δが０の時のピッチずれについて説明する。
【００２１】
この場合に発生するピッチずれはポリゴンミラー６が設置される面の面振れによってポリゴンミラー６が傾いた状態で回転し、反射面６ａが傾くことによって発生する物である。
【００２２】
図２はその概念図である。同図において、Δｘは、ポリゴンミラー６の反射面６ａから焦線までのずれ量である。又、簡略化のために走査レンズ７，８は１つのレンズとして画いている。
【００２３】
ここで、反射面６ａが傾いていない場合、反射面６ａで反射されたレーザ光束は、被走査面９上に２１の位置に結像される。
【００２４】
一方、反射面６ａがγだけ傾いた場合、レーザ光束は反射面６ａから２γだけ傾いて反射され、Ｌ1の経路を通って、被走査面９上の２２の位置に照射される。ここで、結像点２１，２２のずれ量Ｐ1は近似的に（式１１）によって求められる。
【００２５】
【数１】
2005241967.tif 000003
ここで、βは、走査レンズ７，８によって形成されるレンズ系の副走査倍率である。
【００２６】
又、ポリゴンミラー６は多面体のため、反射面６ａから焦線までの距離Δｘは像高（つまりポリゴンミラー６の回転角）によって変わる。図３は、本実施例の走査光学装置における、像高と反射面６ａの傾きに起因するピッチずれ量Ｐ1の関係を表したグラフである。
【００２７】
次に、ポリゴンミラー６がδだけ偏心していた場合のピッチずれについて説明する。図４はその概念図である。
【００２８】
ポリゴンミラー６の偏心が無い場合、反射面６ａで反射されたレーザ光束はＬ2の経路を辿り、被走査面９上に４１の位置に結像される。
【００２９】
一方、ポリゴンミラー６の偏心によって、反射面がδだけずれて６ｂの位置にきた場合、レーザ光束は反射面６ｂ上の４２の位置で反射され、Ｌ3の経路を辿って被走査面９上の４３の位置に照射される。
【００３０】
ここで、照射点４１，４３のずれ量Ｐ2は、（式１２）によって表される。
【００３１】
【数２】
2005241967.tif 000004
図５に本走査光学装置における偏心によるピッチずれ量Ｐ2を示す。こちらは、反射面６ａの倒れに起因するピッチずれ量Ｐ1と違い、像高が変わっても一律発生する。
【００３２】
以上説明したピッチずれＰ1，Ｐ2は、ポリゴンミラー６の１回転周期で発生量が増減し、本実施例のような６面形状であれば、出力画像に６ライン周期の濃度むらを発生させる。
【００３３】
次に、本実施例の特徴である、反射面の傾き起因のピッチずれＰ1と、偏心起因のＰ2とを相殺させる原理について説明する。
【００３４】
図２より明らかなように、反射面６ａが反時計回り方向に傾いた時に被走査面９上の照射点は上に移動する。又、図３から、反射面６ａが左方向に移動すると、被走査面９上の照射点は上に移動する。そのため、Ｐ1とＰ2が逆符号になるように、偏心量δを調整することで、トータルのピッチずれ量を軽減させる。
【００３５】
具体的には、（式１１）において、Δｘが最大になる像高（本実施例では像高中心）のΔｘβ2をＡ1、最小になる像高（本実施例では最軸外）のΔｘβ2をＡ2としたとき、
【数３】
2005241967.tif 000005
より
【数４】
2005241967.tif 000006
を満たすだけポリゴンミラー６を偏心させれば良い。
【００３６】
図６は本実施例において、偏心量δを（式１４）に基づいて最適値に設定した時のトータルのピッチずれ量を示したグラフである。
【００３７】
次に、ポリゴンミラー６の偏心量δの調整方法の例を説明する。
【００３８】
図７は調整工具の概略を示す図であり、同図において、７１はポリゴンマガジン、７２はアーム、７３はレール、７４，７５はＣＣＤカメラ、７６，７７は画像処理装置、７８はスキャナモータ、７９は変位センサ、８０はフォトセンサ、８１はオシロスコープである。
【００３９】
尚、本調整では、（式１４）に基づく偏心量δを算出し、ポリゴンミラー６をスキャナモータ７８に組み付ける。
【００４０】
本調整工程においては、先ず、アーム７２がレール７３に沿って図の右方向に移動し、ポリゴンマガジン７１からポリゴンミラー６をピックアップする。
【００４１】
次に、アーム７２は図７に示した位置まで移動し、ＣＣＤカメラ７４、画像処理装置７６によって、ポリゴンミラーの各反射面６ａによって定められる内接円の中心７６ａを検出し、不図示の基準位置に対する中心７６ａの座標Ｃ１
を求める。
【００４２】
その一方で、スキャナモータを回転駆動させ、ポリゴン座面７８ａの振れ量とその位相を検出する。
【００４３】
ここで、変位センサ７９は電気マイクロメータ若しくはレーザ変位計であって、スキャナモータ７８を回転駆動させながらポリゴン座面７８ａの上下方向の変位量を検出し、振れ量を測定する。
【００４４】
一方、スキャナモータ７８のロータ部には、その円周上の一点にマーキング７８ｂが施されている。フォトセンサ８０はＬＥＤ光を照射し、その照射光が対象物に反射した反射光を受光する機能を有するものであって、マーキング７８ｂを照射、受光することによってスキャナモータ７８の１回転につき１回の出力信号を得る。
【００４５】
そして、変位センサ９、フォトセンサ８０の出力をオシロスコープ８１に取り込むことによって、ポリゴン座面７８ａの振れ量Ｙと、それのマーキング７８ｂからの位相差φを得、ポリゴン座面７８ａの法線の傾き方向を得る。ここで、８１ａは変位センサ７９の出力、８１ｂはフォトセンサの出力である。
【００４６】
次に、振れ量Ｙと変位センサ７９によって振れを検出した位置の回転中心からの距離ｒから、（式１５）によって、反射面６ａの傾き量γを求める。
【００４７】
【数５】
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この結果、求まったγを（式１４）に代入して、最適なポリゴンミラー６の偏心量δを求める。
【００４８】
又、この振れ量検出工程と同時に（或は前後して）、ＣＣＤカメラ７５と画像処理装置７７を用いて、スキャナモータ７８の回転軸７８ｃの中心７７ａを検出し、不図示の基準位置に対する中心７７ａの座標Ｃ２
を求める。
【００４９】
上記３つの検出工程が終了すると、ＣＣＤカメラ７５が図の左方向に待避し、アーム７２がスキャナモータ７８の真上に移動してポリゴンミラー６のスキャナモータ７８への組み付けが行われる。その例を図８に基づいて説明する。尚、同図において、８２は例えば紫外線等を照射することによって硬化する接着剤を塗布する接着剤塗布装置、８３は例えば紫外線等を照射する光照射装置、８４はポリゴンミラーの中心付近に穿たれた穴であり、この穴の内径は中心軸７８ｃの外径よりも広くなっている。
【００５０】
先ず、ポリゴンミラー６の内接円中心の座標Ｃ１ と、スキャナモータ６の中心軸の座標Ｃ２ 、最適な偏心量δ及びポリゴン座面７８ａの法線の傾き方向から、アーム７２（図８では不図示）によってポリゴンミラー６がピッチずれ量が最小になる位置、つまり、スキャナモータの中心座標Ｃ２
から、ポリゴン座面７８ａの法線が傾いている方向に距離δだけずれた位置にポリゴンミラー６が移動し、ポリゴン座面７８ａ上に設置され、アーム７２によって上から加圧される。
【００５１】
次に、接着剤塗布装置８２によって、ポリゴンミラー６の中心付近に空けられた穴８４と、中心軸７８ｃの間の隙間に接着剤が塗布され。次に、光照射装置８４から紫外線等が照射されて接着剤が硬化し、組み立てを終わる。
【００５２】
以上説明した原理及び調整工程を経ることによって、本実施例においては、ピッチずれが少なく、高画質の画像形成装置に最適な走査光学装置を提供できる。
【００５３】
尚、実施例中で説明した調整、組立工程はこれに限るものではなく、要はポリゴン座面７８ａの振れ量に合わせて、ピッチずれが最小になるだけポリゴンミラー６が偏心して組み付けられるような構成であれば良い。
【００５４】
又、本実施例ではポリゴンミラー６の固定を光硬化型接着剤にて行っているが、これに限るものではなく、板ばねや、ねじ固定で等であっても良い。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、レーザプリンタやデジタル複写機等の電子写真方式を用いた画像形成装置に搭載される走査光学装置及び偏向手段の組み付け方法に対して適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施例に係る走査光学装置を表す図である。
【図２】本発明の実施例に係る反射面の倒れに起因するピッチずれを説明する図である。
【図３】本発明の実施例に係る反射面の倒れに起因するピッチずれの発生量を説明する図である。
【図４】本発明の実施例に係るポリゴンミラーの偏心量に起因するピッチずれを説明する図である。
【図５】本発明の実施例に係るポリゴンミラーの偏心量に起因するピッチずれ発生量を説明する図である。
【図６】本発明の実施例に係るピッチずれ発生量を説明する図である。
【図７】本発明の実施例に係るポリゴンミラー調整装置を説明する図である。
【図８】本発明の実施例に係るポリゴンミラー組み付け工程を説明する図である。
【図９】従来例を説明する図である。
【符号の説明】
【００５７】
１      レーザ光源
４      シリンドリカルレンズ
６      ポリゴンミラー
６ａ    反射面
７，８    走査レンズ
９      被走査面
１０    被走査面
７２    アーム
７４，７５  ＣＣＤカメラ
７６，７７  画像処理装置
７８    スキャナモータ
７８ａ    ポリゴン座面
７８ｂ    マーキング
７８ｃ    回転軸
７９    変位センサ
８０    フォトセンサ
８１    オシロスコープ
８２    接着剤塗布装置
８３    光照射装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2005241967.tif 000011
【図５】
2005241967.tif 000012
【図６】
2005241967.tif 000013
【図７】
2005241967.tif 000014
【図８】
2005241967.tif 000015
【図９】
2005241967.tif 000016