光走査装置

【課題】
感光体上において複数本のビームのビーム間での感光体上のビーム光量のバランスの調整を可能とし、濃淡のムラ等の問題を抑制できる光走査装置を提供する。
【解決手段】
複数本のビームを出射する光源と、光源から出射された複数本のビームを平行光にするコリメータレンズと、光透過率が小さい減光部が略中央に形成され、コリメータレンズを通過した複数本のビームを、所定の光量に減光するＮＤフィルタと、ＮＤフィルタをビームの光軸方向とは垂直な方向に回動する回動機構と、ＮＤフィルタを通過した複数本のビームを主走査方向に偏向反射させるポリゴンミラーを備えた光偏向器と、を備える構成とした。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ等の画像形成装置で用いられる光走査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、レーザープリンタ等をはじめとする光学・電子分野では、光走査装置が一般的に使用されている。
【０００３】
図６に示すように、従来の光走査装置９は、複数の光源がそれぞれ独立して点灯および消灯の制御ができるマルチスポットレーザダイオード１と、このマルチスポットレーザダイオード１より出射された複数のビームを略平行にするコリメータレンズ２と、略平行にされた複数本のビームを副走査方向において集光させるシリンダレンズ３と、集光した複数本のビーム８を走査方向に偏向反射させるポリゴンミラーを備えた光偏向器４（多角面鏡回転制御手段又はＭＰＡとも呼ぶ）と、ｆθレンズ５と、反射ミラ−６等で構成される走査光学系を備えている。
マルチスポットレーザダイオード１から出射された複数本のビームは、光偏向器４のポリゴンミラーにより偏向反射され、ｆθレンズ５によって集光されて感光体７の表面に画像の記録を行なう。
【０００４】
また、従来の光学走査装置９の中には、図６および図７に示すような、複数本のビームの光路上に複数本のビームを所定の光量に減光するＮＤフィルタ１０を設けたものがある。このＮＤフィルタ１０により、複数本のビームの光量を感光体７が必要とする光量に調整することができるので、高画質な画像形成を行なうことができる。このため、近年は、このＮＤフィルタを採用した光走査装置が主流となってきている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００５】
しかしながら、光走査装置を構成するレンズ、ミラー等の個々の製造バラツキや、レンズ、ミラー等の取付位置のバラツキにより、図８に示すように、感光体７の表面におけるそれぞれのビーム光量のバランスが、規格値範囲外（スペックアウト）になるという問題がある。特に、ビームの中心部付近と、周辺部付近のビーム光量の差が大きいものは、前記した従来のＮＤフィルタ１０を用いても、感光体７の表面におけるそれぞれのビーム光量のバランスを規格値範囲内（スペックイン）に調整することができないという問題を有する。
尚、図８における横軸は感光体７の表面における主走査方向の位置であり、縦軸は感光体７の表面におけるビーム光量である。
【０００６】
そこで、かかる問題を解決するために、光源（マルチスポットレーザダイオード１）と光偏向器４との間に、図９に示すような中央部に帯状の減光部１３が設けられたＮＤフィルタ１０を挿入した光走査装置が開示されている（例えば、非特許文献１参照）。
つまり、中央部に帯状に設けた減光部１３の光透過率を小さく、その他の周辺部１４の光透過率を大きく構成したＮＤフィルタ１０を用いることにより、ＮＤフィルタ１０の中央部とビームの中心（ビーム光量のピーク位置）とを略一致させれば、ビーム光量のバランスを調整できるというものである。
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−３１１９６１号公報
【特許文献２】特開平１１−０１４９２３号公報
【非特許文献１】発明協会公開技報公技番号２００３−５０５４６２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、かかる技術は、減光したいビーム光量のピーク位置が主走査方向に、ビーム間で大きくずれている場合にビーム光量のバランスを調整ができない場合があるという問題があった。
また、図１０に示すように、感光体表面におけるビーム光量のバランスを規格値範囲内にすることができても、それぞれのビームのビーム光量のバランスを均一に調整することができない（主走査方向におけるビーム光量のピーク位置にずれが生じる）という問題があった。すなわち、感光体７の表面において複数のビームのビーム光量が最大となる位置が、主走査方向においてビームごとに異なっていると、画像を形成した際に濃淡ムラが発見し易くなり、画像品質が悪くなるという問題があった。
尚、図１０においても図８と同様に、横軸は感光体７の表面における主走査方向の位置であり、縦軸は感光体７の表面におけるビーム光量である。
【０００９】
本発明は、前記した全ての問題に鑑みてなされたものであり、ＮＤフィルタに、ビームの光軸方向とは垂直な方向に回動できる回動機構を設け、前記ＮＤフィルタの中央部は、それ以外の周辺部の光透過率より小さくすることにより、複数のビーム間の感光体上でのビーム光量のバランスを均一にすることができる光走査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】
【００１０】
本発明は、複数本のビームを出射する光源と、この光源から出射された複数本のビームを平行光にするコリメータレンズと、このコリメータレンズを通過した複数本のビームを、所定の光量に減光するＮＤフィルタと、このＮＤフィルタを通過した複数本のビームを主走査方向に偏向反射させるポリゴンミラーを備えた光偏向器とを有する光走査装置に関するものである。
【００１１】
そして、前記ＮＤフィルタは光透過率が小さい減光部が略中央に形成されたものであり、光走査装置にはこのＮＤフィルタを前記ビームの光軸方向とは垂直な方向に回動する回動機構とを有するものである。
【００１２】
前記ＮＤフィルタの減光部は副走査方向に帯状に形成されており、減光したいビーム光量のピーク位置であるビームの中心部が光透過率が小さい減光部と重なることにより、中心部を含むビームの一部とビームのその他の部分がそれぞれ光透過率が異なるフィルタによって減光される。このため、複数本のビーム間の感光体上（感光体表面）での光量のバランスを均一に調整することができる。
【００１３】
つまり、本発明のＮＤフィルタは、中央部に形成された帯状の高減光部（光透過率が低い部分）と、中央部以外の周辺部の低減光部（光透過率が高い部分）からなる。
尚、副走査方向とは、光偏向器のポリゴンミラーによりビームが走査される方向（主走査方向）とは垂直な方向をいう。
【００１４】
また、複数本のビームが主走査方向に大きくずれ、前記減光部が、前記ビームの中心部と重なることができないことがある。この場合、回動機構によって、ビームの光軸方向とは垂直な方向にＮＤフィルタを回動させることにより、ビーム光量のピーク位置であるビームの中心部をＮＤフィルタの中央部に帯状に形成された減光部と重ねることができる。
【００１５】
また、前記副走査方向に帯状に形成された前記ＮＤフィルタの減光部は、幅寸法がビームの主走査方向の直径以下であることが望ましい。
かかる構成により、ビーム光量のピーク位置であるビーム８の中心部１８を、減光部１３の主走査方向の中央に略一致させた場合、ビームの中心部（ビーム光量が最大である点）を含むビームの一部の光量を大きく減らし、ビームのその他の部分の光量を小さく減らすことができる。
つまり、感光体７の表面におけるビーム光量のバランスを規格値範囲内（スペックイン）に調整することが容易にできる。
【００１６】
また、光走査装置は、前記光源から出射され、前記コリメータレンズおよび前記ＮＤフィルタを通過した前記ビームの主走査方向の長さが前記ポリゴンミラーの一面の長さより大きいオーバーフィールド光学系であることが望ましい。
ここで、オーバーフィールド光学系は、図１３に示すように、回転多面鏡（ポリゴンミラー）１２２の一つの反射面（一面）１１２Ａの長さＷよりも入射するビームＬの幅Ｄが広い過露光型の光学系をいう。
これに対し、図１２に示すように、回転多面鏡（ポリゴンミラー）１１２の一つの反射面（一面）１１２Ａの長さＷよりも入射するビームＬの幅Ｄが狭く、入射したビームＬを全てｆθレンズ５に出射する形式の光学系をアンダーフィールド光学系という。
【００１７】
前記ＮＤフィルタの材質は、ガラスまたはプラスチックが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る光走査装置は、それぞれのビームのビーム光量のピーク位置を容易に略一致させることができるので、感光体上において濃淡のムラ等を抑制し、画像品質を高めることができる光走査装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１〜図１３を用いて、本発明を詳細に説明する。
【実施例１】
【００２０】
図１〜図５に本発明に係る光走査装置の一実施例を示す。
【００２１】
図１は、ビームの光軸方向とは垂直な方向に回動できる回動機構を備えたＮＤフィルタを配置した光走査装置の平面図である。
【００２２】
ＮＤフィルタ１０を有するＮＤフィルタユニット１２は、光源である発光素子のデュアルスポットレーザーダイオード１１より副走査方向である縦列に出射された２本のビーム８を略平行にするコリメータレンズ２と、前記ビーム８をポリゴンミラーの回転によって偏向反射し感光体７上を走査する光偏向器４の間におけるビーム８の光路上に配置されている。
【００２３】
図２は、ＮＤフィルタ１０に前記ビーム８の光軸方向に対して回動する回動機構を設けたＮＤフィルタユニット１２の斜視図である。
【００２４】
このＮＤフィルタユニット１２は、コリメータレンズ２を通過した２本のビーム８を減光するＮＤフィルタ１０と、前記ビーム８の光軸方向とは垂直な方向に回動でき、ＮＤフィルタ１０の位置を光軸方向とは垂直な方向について調整できる回動機構としての調整機構を備えている。
【００２５】
この調整機構は、図2に示すように、本体２０と、この本体２０に対して固定ねじ１５により固定されたブラケット２１と、このブラケット２１の端部においてブラケット２１を固定ねじ１５を中心として回動させるねじ１６とを主要な構成物品としたものである。
【００２６】
ねじ１６は、ブラケット２１の端部にあけられた貫通穴と、この貫通穴の下に置かれたバネ１７の中心に挿入されている。そして、ねじ１６の先端は、本体２０の端部にあけられたねじ孔にねじ込まれている。このため、固定ねじ１５を緩めた後、ねじ１６を正逆回転させることにより、バネ１７の弾性力によって、ブラケット２１を固定ねじ１５を中心として、ビームの光軸方向とは垂直な方向に回動させることができる。
ここで、回動とは、正逆方向に円運動することをいう。
【００２７】
したがって、このブラケット２１に固定されたＮＤフィルタ１０は、固定ねじ１５を緩めた後、ねじ１６を正逆回転させることにより左右（ビームの光軸方向とは垂直な方向）の傾きを調整できる。そして、ねじ１６の正逆回転によりＮＤフィルタ１０の傾きを調整した後は、固定ねじ１５を締め付けることにより、ブラケット２１の位置が固定されると共にＮＤフィルタ１０の位置も固定される。
【００２８】
また、前記ＮＤフィルタ１０には、光透過率が小さい減光部が、ＮＤフィルタ１０の略中央の位置において、副走査方向に帯状に形成されている。
【００２９】
次に、図１に示した光走査装置において、２本のビーム光量のバランスを均一に調整する方法について説明する。
【００３０】
まず最初に、２本のビーム８を感光体７の表面まで導光させる。ビーム８を感光体上まで導光する調整手順については、従来の光走査装置の調整方法であればよく、詳細な説明は省略する。
【００３１】
前記感光体７の表面までビーム８を導光させた後、図３および図４に示すように、ＮＤフィルタユニット１２の調整機構を用いてブラケット２１を左右に回動させＮＤフィルタ１０の位置を可変させて、ＮＤフィルタ１０の減光部１３の中央と、それぞれ２つのビーム８のビームの中心部１８とを重ねる（略一致させる）。
【００３２】
そうすることにより、図５に示すように、感光体７の表面におけるそれぞれのビーム光量のバランスを規格値範囲内にすることができると共に、感光体７の表面におけるそれぞれのビームのビーム光量のピーク位置を略一致させることができる（図５に示すそれぞれのビーム光量のグラフ（山形状）を略重ねることができる）。
尚、図５における横軸は感光体７の表面における主走査方向の位置であり、縦軸は感光体７の表面におけるビーム光量である。
【００３３】
具体的には、減光したいビーム８のビーム光量のピーク位置であるビーム８の中心部１８が、光透過率が低い部分であるＮＤフィルタ１０の減光部１３の中央にくるように調整機構によりＮＤフィルタを回動させて調整する。
【００３４】
前記した調整により、減光したいビーム８のビーム中心部１８を含む部分と、ビーム８のそれ以外の部分であるビーム周辺部１９が、それぞれ光透過率が異なるフィルタによって減光できる。
【００３５】
つまり、ビーム８のビーム中心部１８を含む部分であって、光透過率が低い減光部を通過するビーム８の部分は、光量を大きく減らすことができる。また、ビーム８のビーム中心部１８を含む部分以外の部分であって前記した減光部を通過しないビーム８の部分は、光透過率が高いので、光量がほとんど減光されることがない。
【００３６】
このように、ＮＤフィルタの中央に形成した減光部以外の部分は、透明にして減光しない構成にしても良い。
【００３７】
前記調整によって、図４に示すように、２本の各ビーム８のビーム間での感光体上のビーム光量のバランスを調整することができる。
【００３８】
したがって、感光体上において濃淡のムラ等の発生を防止することができ、高画質な画像形成ができる光走査装置を提供することができる。
【００３９】
前記した実施例は、説明のために例示したものであって、本発明としてはそれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲、発明の詳細な説明および図面の記載から当業者が認識することができる本発明の技術的思想に反しない限り、変更および付加が可能である。
【００４０】
例えば、前記副走査方向に帯状に形成された前記ＮＤフィルタの減光部は、幅寸法をビームの主走査方向の直径以下にして形成することが望ましい。
【００４１】
かかる構成により、ビーム光量のピーク位置であるビーム８のビーム中心部１８を、減光部１３の主走査方向の中央に略一致させた場合、ビーム８のビーム中心部（ビーム光量が最大である点）を含むビーム８の一部の光量を大きく減らし、ビームのその他の部分の光量を小さく減らすことができる。
【００４２】
つまり、感光体７の表面におけるビーム光量のバランスを規格値範囲内（スペックイン）に調整することが高精度かつ容易にできる。
【００４３】
ここで、ビームの主走査方向の直径とは、一般的に知られているビーム径の強度分布の測定時に使用する定義に基づき、ビーム径のピーク値（強度のピーク値）の１／ｅ²強度（ビーク値の約１３．５％）をスレッシュホールド（しきい値）したの時の長さをいう。ｅは、自然対数の底である。（例えば、特開２０００−２０６７９４図６参照）
【００４４】
また、前記した実施例においては、ＮＤフィルタユニットにおいて、バネ１７を用いたものを示したが、板バネ、ゴム等を利用してもよい。
【００４５】
また、前記ＮＤフィルタの材質は、ガラスまたはプラスチック等が好ましい。
【００４６】
また、本発明のＮＤフィルタユニットは、図１１に示すような、円筒形のＮＤフィルタに回動機構を備え、板バネとイモネジで固定できる機構のものであってもよい。
【００４７】
また、感光体上におけるビーム光量およびビーム径を測定する計測器は、一般に光学分野で使用されるものであって良い。この計測器は、測定中に光偏向器を動作させた状態の測定（ダイナミック測定）および静止させた状態での測定（スタティック測定）のどちらの状態でも、感光体上で計測できるものであれば良い。
【００４８】
また、実施例１の光走査装置は、オーバーフィールド光学系の光学部材にて形成することで、より一層画像品質を高めることができる光走査装置を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、画像形成装置に用いられる光走査装置で利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明に係る回動機構を備えたＮＤフィルタを配置した光走査装置の平面図である。（実施例１）
【図２】本発明に係る回動機構を備えたＮＤフィルタの斜視図である。（実施例１）
【図３】本発明に係る回動機構を備えたＮＤフィルタの正面図である。（実施例１）
【図４】本発明に係るＮＤフィルタを回動させた図である。（実施例１）
【図５】本発明に係るＮＤフィルタにおけるビーム光量の比を表した図である。（実施例１）
【図６】従来のＭＳＬＤを搭載した光走査装置の平面図である。
【図７】従来のＮＤフィルタにビームを入光させた図である。
【図８】従来のＮＤフィルタにおけるビーム光量の比を表した図である。
【図９】従来のＮＤフィルタにビームを入光させた図である
【図１０】従来のＮＤフィルタにおけるビーム光量の比を表した図である。
【図１１】本発明に係る回動機構を備えたＮＤフィルタの正面図である。
【図１２】アンダーフィールド光学系の平面図である。
【図１３】オーバーフィールド光学系の平面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１マルチスポットレーザダイオード
２コリメータレンズ
３シリンダレンズ
４光偏向器（ＭＰＡ）
５ fθレンズ
６反射ミラ−
７感光体
８ビーム
９光走査装置
１０ＮＤフィルタ
１１デュアルスポットレーザーダイオード
１２ＮＤフィルタユニット
１３減光部
１４周辺部
１５固定ねじ
１６ねじ
１７バネ
１８ビーム中心部
１９ビーム周辺部
２０本体
２１ブラケット

【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本のビームを出射する光源と、
該光源から出射された該複数本のビームを平行光にするコリメータレンズと、
光透過率が小さい減光部が略中央に形成され、該コリメータレンズを通過した該複数本のビームを、所定の光量に減光するＮＤフィルタと、
該ＮＤフィルタを前記ビームの光軸方向とは垂直な方向に回動する回動機構と、
該ＮＤフィルタを通過した該複数本のビームを主走査方向に偏向反射させるポリゴンミラーを備えた光偏向器と、
を有する光走査装置
【請求項２】
前記ＮＤフィルタの前記減光部は、副走査方向に帯状に形成され、かつ、幅寸法が前記ビームの主走査方向の直径以下であることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置
【請求項３】
前記光源から出射され、前記コリメータレンズおよび前記ＮＤフィルタを通過した前記ビームの主走査方向の長さが前記ポリゴンミラーの一面の長さより大きいオーバーフィールド光学系である請求項１または請求項２に記載の光走査装置

【図１】