(57)【要約】【課題】走査レンズの形状誤差分を補正し、走査レンズの形状精度を厳しくすることなく主走査方向のビームウェスト位置精度を向上させる。【解決手段】第１走査レンズ５を作製する同一のキャビティから選択するとともに、第１走査レンズ５を作製するキャビティ毎の光学特性（主走査ビームウェスト位置）の平均的なずれを把握しておき、その平均的なずれを補正するように集光状態を最適にした光源１，カップリングレンズ２からなる光源ユニットをあらかじめキャビティ毎に用意する。これらの組合わせにより、第１走査レンズ５のキャビティ毎の形状精度による主走査方向のビームウェスト位置ずれを補正する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光源と、前記複数の光源から出射した光束をカップリングするカップリング光学系と、前記カップリング光学系からの光束を主走査方向に長い線像に変える線像光学系と、前記線像光学系から出射した複数光束を共通の回転軸を有する偏向反射面により偏向する偏向手段と、前記偏向手段により偏向した複数光束を異なる被走査面上に導く複数の走査光学系からなる光走査装置において、
前記複数の走査光学系に用いる複数種類の走査レンズのうち少なくとも１種類が、樹脂により複数個取り成形で作製する同一のキャビティから選択しており、かつ前記光源と前記カップリング光学系からなる光源ユニットが、前記走査レンズを作製するキャビティ毎に集光状態が異なることを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記複数の走査光学系のそれぞれが複数の走査レンズからなり、少なくとも主走査方向のパワーが大きい走査レンズを同一のキャビティから選択することを特徴とする請求項１記載の光走査装置。
【請求項３】
前記走査レンズに、複数個取り成形で作製したキャビティを識別可能とする記号を付与することを特徴とする請求項１または２記載の光走査装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の光走査装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザプリンタ，複写機，ファクシミリ装置等に用いられる光走査装置および画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、カラーデジタル複写機、カラーレーザプリンタ等の転写媒体への記録速度を高めるために複数の被走査面を有していて、被走査面上にそれぞれ異なる色の画像を形成し、これらの画像を転写媒体上に順次転写することによってカラー画像を形成するいわゆるタンデム型カラー画像形成装置が広く知られるようになってきている。
【０００３】
ここで、タンデム型フルカラー画像形成装置について簡単に説明する。シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ），ブラック（Ｂｋ）の各色に対応した４つの被走査面としての感光性の媒体が、中間転写ベルトの搬送面に沿って列設されているものとする。この４つの被走査面は、光走査装置によって光走査される。光走査装置は、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｂｋの各色に対応した画像信号によってそれぞれ駆動される４つの光源を有し、それぞれの色に対応した光束により各被走査面の表面を走査することにより、複数の被走査面上にそれぞれの色に対応し結像される。各結像は、対応する色トナーによって現像され、各トナー像は中間転写ベルトに重ねて転写され、フルカラー画像が形成される。このフルカラー画像は１枚の転写紙に転写され、かつ定着される。
【０００４】
タンデム型カラー画像形成装置において、例えば特許文献１に開示されているように、単一の偏向器を挟んで、左右に走査光学系を配置して４つの被走査面である感光体に光走査を行う光走査装置が提案されている。
【０００５】
また、タンデム型カラー画像形成装置は、４つの被走査面である感光体に光走査を行うことから光走査装置の走査光学系では、結像性能を向上させて色ずれ等をなくし、走査方向のビームウェスト位置精度や走査レンズの形状精度を得る必要がある。
【０００６】
これに対して、特許文献２〜４には、走査方向のドット位置ずれを低減し、色ずれのないカラー画像を形成するため、走査光学系に用いられる樹脂製レンズを同一のキャビティにより作製するとして部品精度を向上させてビームウェスト位置ずれを低減したカラー画像形成装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−０９０６７２号公報
【特許文献２】特開２０００−１８７１７３号公報
【特許文献３】特開２００３−２６２８１３号公報
【特許文献４】特開２００４−２１３０２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような構成のタンデム型カラー画像形成装置は、走査光学系に用いる樹脂製走査レンズを同一キャビティから選択して精度の向上を図っているが、さらに、カラー画像の高画質化に伴って光走査するビームスポット径の小径化も進んでおり、同一のキャビティにおいて作製した部品誤差分の補正も厳しくなっている。
【０００８】
本発明は、このような課題を解決するため、タンデム型カラー画像形成装置等に用いられる複数の走査光学系からなる光走査装置の光源ユニットにおいて、走査光学系を構成する複数の走査レンズのうち、同種の走査レンズを同一のキャビティから選択し、かつこのキャビティ毎の形状精度を考慮して光源ユニットの集光状態を調整することによって、走査レンズを作製するキャビティ毎の形状の誤差分を補正することができ、特に走査レンズの形状精度を厳しくすることなく主走査方向のビームウェスト位置精度を向上できる光走査装置および画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載した光走査装置は、複数の光源と、複数の光源から出射した光束をカップリングするカップリング光学系と、カップリング光学系からの光束を主走査方向に長い線像に変える線像光学系と、線像光学系から出射した複数光束を共通の回転軸を有する偏向反射面により偏向する偏向手段と、偏向手段により偏向した複数光束を異なる被走査面上に導く複数の走査光学系からなる光走査装置において、複数の走査光学系に用いる複数種類の走査レンズのうち少なくとも１種類が、樹脂により複数個取り成形で作製する同一のキャビティから選択しており、かつ光源とカップリング光学系からなる光源ユニットが、走査レンズを作製するキャビティ毎に集光状態が異なることによって、走査レンズの面精度や面精度公差を緩めることができ、キャビティに応じた走査レンズと光源ユニットを用いて形状精度による主走査方向のビームウェスト位置ずれを補正できる。
【００１０】
また、請求項２，３に記載した光走査装置は、請求項１の光走査装置において、複数の走査光学系のそれぞれが複数の走査レンズからなり、少なくとも主走査方向のパワーが大きい走査レンズを同一のキャビティから選択すること、さらに走査レンズに、複数個取り成形で作製したキャビティを識別可能とする記号を付与することによって、少なくとも主走査方向のパワーが大きい走査レンズのキャビティを同一にし、そのキャビティに対応した光源ユニットを用いて主走査方向のビームウェスト位置ずれを補正でき、キャビティの識別記号により組み付ける時の間違いをなくすことができる。
【００１１】
また、請求項４に記載した画像形成装置は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の光走査装置を用いたことによって、安定したビームスポット径を得ることができ、良好な画像形成を行う画像形成装置が実現できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、樹脂製走査レンズのキャビティ毎に光学特性の平均的なずれを把握して、キャビティ毎に集光状態を最適とした光源ユニットとの組合わせを用いることにより、樹脂製走査レンズのキャビティ毎の形状精度による主走査ビームウェスト位置ずれを補正でき、走査レンズの面精度を厳しくせず、また面精度公差も緩めることができ、歩留まり向上とコストダウンを図ると共に、環境負荷の低減にも寄与することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明における実施の形態を詳細に説明する。
【００１４】
図１は本発明の実施形態１における光走査装置の概略構成を示す（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。図１（ａ），（ｂ）において、１は半導体レーザ、ＬＤアレイ等からなる光源、２はカップリングレンズ、３はシリンドリカルレンズ、４は偏向器、５は樹脂製の第１走査レンズ、６は樹脂製の第２走査レンズ、７は感光性媒体であり走査線によって結像される被走査面である。また図１（ａ），（ｂ）では、偏向器４と第１走査レンズ５の間に配置されるアパーチャ，防塵ガラス等の図示は省略している。
【００１５】
図１（ａ），（ｂ）を参照しながら、本実施形態１について説明する。図１（ａ）に示すように、光源１を出射した光束は、カップリングレンズ２により略平行光束にカップリングされ、シリンドリカルレンズ３に入射し、主走査対応方向に長く略線状に集光しつつ、偏向器４に入射する。偏向器４において偏向された光束は、第１走査レンズ５，第２走査レンズ６を透過して被走査面７に結像する走査光学系が形成される。
【００１６】
前述したように走査光学系において、例えばＣ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー），Ｂｋ（ブラック）の４色に対応する各ステーションの走査光学系によって、各色の被走査面７に結像し、カラー画像を形成する。
【００１７】
また、偏向器４の偏向面は共通の偏向面であってもよく、あるいは上下２段の偏向面から構成してもよく、図１（ｂ）に示すように光走査装置は、４組の走査光学系からなり、樹脂製の第１走査レンズ５，第２走査レンズ６はそれぞれ４本用いられている。
【００１８】
さらに、ビームスポット径の小径化のため走査レンズの非球面化が進んでいることと、走査レンズの低コスト化のため、樹脂製の走査レンズが主流になってきている。樹脂成形により作製することの利点として、金型による複数個取り成形が可能となり、より低コスト化に有利になっている。
【００１９】
しかしながら、複数個取り成形の場合、金型の各キャビティにおける走査レンズの面精度は、鏡面を創生するための金駒の面精度や、金型の温度分布等の影響で必ずしも一定ではないため、図１（ａ），（ｂ）のようなタンデム型の画像形成装置に用いられる光走査装置の場合、ステーション毎に被走査面７上でのビームウェスト位置ずれ量が異なることになる。また、前述した高画質化のため、ビームスポット径の小径化が進んでいることから、このビームスポット径が小径になればなるほど深度が狭く、許容されるビームウェスト位置（ピント位置）ずれ量が小さくなる。
【００２０】
例えば、樹脂製の第１走査レンズ５，第２走査レンズ６がそれぞれ４個取り成形により作製されている場合、第１走査レンズ５，第２走査レンズ６をそれぞれランダムのキャビティで組合わせると、４つのステーションの各走査光学系はそれぞれ異なった光学特性になる。
【００２１】
光走査装置内に用いられる同種の走査レンズとして、第１走査レンズ５および第２走査レンズ６のそれぞれを同一キャビティの４本で構成することで、４つのステーションの走査光学系は、キャビティをバラバラに用いた場合より光学特性が均一になる。ここでいう、均一とは、主走査方向のビームウェスト位置ずれが、同等になることを意味しており、ステーション毎のばらつきが小さくなることを示す。
【００２２】
当然、走査レンズ以外の光学素子として、折り返しミラーの面精度誤差等によって４組の走査光学系の光学特性が全く同一になることはないが、しかし、主走査方向のビームウェスト位置ずれの要因としては、走査レンズの面精度誤差の寄与が大きいことから走査光学系の光学特性をほぼ同一にできる。
【００２３】
また、第１走査レンズ５と第２走査レンズ６のうち、主走査方向のパワーの強い第１走査レンズ５を作製するキャビティを同一のキャビティから選択して構成することによって、各ステーションの主走査方向のビームウェスト位置ずれは、ほぼ同一方向に同程度ずれるようにできる。
【００２４】
別のビームウェスト位置を補正するために行う光走査装置内の調整としては、カップリングレンズ２を光軸方向に調整することが考えられるが、光源１とカップリングレンズ２の間隔の調整はミクロンレベルでの調整が必要なため、光走査装置内においての調整は困難であり、また組み立て時間も長く必要となる。
【００２５】
そこで、本発明では、前述の樹脂製走査レンズを作製する同一のキャビティから選択するとともに、第１走査レンズ５を作製するキャビティ毎の光学特性（主走査ビームウェスト位置）の平均的なずれを把握しておき、その平均的なずれを補正するように集光状態を最適にした光源１，カップリングレンズ２からなる光源ユニットをあらかじめキャビティ毎に用意しておくことで、第１走査レンズ５のキャビティ毎の形状精度による主走査方向のビームウェスト位置ずれを補正するようにした。
【００２６】
例えば、第１走査レンズ５の曲率半径が大きくなる傾向があって、主走査ビームウェスト位置がプラス側に移行するのであれば、光源ユニットを設計上の平行光束に対して、集束光にすることにより補正するように集光状態を最適にした光源ユニットをあらかじめキャビティ毎に用意して、形状精度による主走査方向のビームウェスト位置ずれを補正する。
【００２７】
このようにすることで、第１走査レンズ５の面精度を厳しくせずに主走査方向のビームウェスト位置を被走査面７上にそろえることができる。また、光源ユニットはあらかじめ集光状態が調整されているため光走査装置内での調整が必要なくなり組み立て時間も短縮することができる。さらに、樹脂製走査レンズそのものの面精度公差も緩めることができるので歩留まりの向上やコストダウンを図るとともに、環境負荷の低減にも寄与することができる。
【００２８】
また、樹脂製の第１走査レンズ５が４個取り金型の場合、４つの各キャビティに対応する４種類の光源１を用意しておくことになる。ここで、各キャビティに対応した光源ユニットを用意するのであれば、４ステーションからなるタンデム光学系の場合に、４つの樹脂製の第１走査レンズ５のキャビティはランダムに組み付けたとしてもそのキャビティに対応する光源ユニットを用いればよいことになる。しかしながら、その場合には、光走査装置の組み付けにおいて混乱を招き、樹脂製の第１走査レンズ５のキャビティと対応する光源ユニットを間違えて組み付ける可能性が大きくなる。したがって、光走査装置内においては、樹脂製の第１走査レンズ５のキャビティを統一しておくことが望ましい。
【００２９】
もちろん、金駒加工を繰り返して精度を上げ、各キャビティ間の差を小さくすることは可能であるが、金駒加工に時間およびコストが大きくなってしまうために実施することは困難である。
【００３０】
なお、本実施形態１においては、走査光学系における第１，第２走査レンズ５，６は２枚とも樹脂製レンズであるが、１枚がガラス製であってもよく、少なくとも１枚が樹脂製レンズからなり、樹脂製レンズが複数個取り成形で作製される場合に本発明が適用できる。
【００３１】
また、図２は本実施形態１の別の例で光走査装置の概略構成を示す正面図であり、図１（ａ）に示す光走査装置の構成とは、光源１とカップリングレンズ２の光源ユニット複数設けたマルチビームとした点で異なるが、その他は前述した動作と同様である。
【００３２】
また、複数個取り成形で作製された樹脂製の走査レンズには、作製したキャビティが識別できる記号を付与しておき、光源ユニットと組合わせる際に識別して、光走査装置を組み付け時の間違いをなくすことができる。
【００３３】
図３は本発明の実施形態２における光走査装置を用いた画像形成装置の概略構成を示す図である。
【００３４】
図３に示す画像形成装置によれば、被走査面７を有する各色の感光体は図中の矢印に示す時計回りに略等速回転し、フルカラー画像を形成する。感光体の表面は、帯電手段１０によって均一に帯電され、その被走査面７上に、光走査装置によって露光走査されて静電潜像を書き込まれる。さらに現像手段１１によってトナー画像として可視化され、転写手段１２によって複数の被走査面７上に可視化されたトナー画像が１つの画像として形成されるように順次中間転写ベルト１３上に転写され、重ねられたフルカラー画像を形成する。このフルカラー画像は他の転写手段１４によって転写紙Ｓに転写され、定着手段１５によって定着されることで画像形成を完了し、装置の外へ排出される。
【００３５】
被走査面７は、転写しきれずに残留したトナーや紙粉をクリーニング手段１６によって取り除かれる。その後、再び帯電手段１０によって帯電される。
【００３６】
このような画像形成装置において、前述した光走査装置を用いることにより、安定したビームスポット径を得ることができ、良好な画像形成を行う画像形成装置が実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明に係る光走査装置および画像形成装置は、樹脂製走査レンズのキャビティ毎に光学特性の平均的なずれを把握して、キャビティ毎に集光状態を最適とした光源ユニットとの組合わせを用いることにより、樹脂製走査レンズのキャビティ毎の形状精度による主走査ビームウェスト位置ずれを補正でき、走査レンズの面精度を厳しくせず、また面精度公差も緩めることができ、装置の歩留まり向上とコストダウンを図ると共に、環境負荷の低減にも寄与することができ、レーザプリンタ，複写機，ファクシミリ装置等に用いる装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施形態１における光走査装置の概略構成を示す（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図
【図２】本実施形態１における光走査装置の他の構成を示す正面図
【図３】本発明の実施形態２における光走査装置を用いた画像形成装置の概略構成を示す図
【符号の説明】
【００３９】
１  光源
２  カップリングレンズ
３  シリンドリカルレンズ
４  偏向器
５  第１走査レンズ
６  第２走査レンズ
７  被走査面
１０  帯電手段
１１  現像手段
１２，１４  転写手段
１３  中間転写ベルト
１５  定着手段
１６  クリーニング手段
【図１】
2007334203.tif 000003
【図２】
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【図３】
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