JP2004021133A - 走査光学装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】装置全体のコンパクト化を図った走査光学装置を提供する。
【解決手段】１枚のポリゴンミラー４を用いて複数のレーザ光を感光ドラム１へ偏向走査するものであって、ポリゴンミラー４から複数のレーザ光が感光ドラム１に対して遠近方向に並んで走査されており、複数のレーザ光のうち感光ドラム１側のレーザ光を他のレーザ光と交差するように感光ドラム１から遠ざけ、その後に感光ドラム１へ照射する。
【選択図】 図１
【解決手段】１枚のポリゴンミラー４を用いて複数のレーザ光を感光ドラム１へ偏向走査するものであって、ポリゴンミラー４から複数のレーザ光が感光ドラム１に対して遠近方向に並んで走査されており、複数のレーザ光のうち感光ドラム１側のレーザ光を他のレーザ光と交差するように感光ドラム１から遠ざけ、その後に感光ドラム１へ照射する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば電子写真複写機・同プリンタ等の画像形成装置に関し、特に走査光学装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術を、図５〜図７を用いて説明する。
【０００３】
図５はカラー画像をプリントする画像形成装置であり、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対して独立した像担持体（以下、感光ドラムと表記）を持つ。
【０００４】
感光ドラムは導電体に感光層を塗布したもので、走査光学装置から出射されたレーザ光により静電潜像を形成する。
【０００５】
走査光学装置２１は図示しない画像読取装置もしくはパーソナルコンピュータ等から送られてきた画像情報に基づいてレーザ光を感光ドラムに照射する。現像器２２は感光ドラムに摩擦帯電されたトナーで感光ドラム上にトナー像を形成する。中間転写ベルト２３は感光ドラム上のトナー像を転写用紙に搬送する。給紙カセット２４はトナー像を形成する転写用紙を格納する。定着器２５は転写用紙上に転写されたトナー像を熱により転写用紙に吸着させる。排紙トレイ２６は定着された転写用紙を積載する。クリーナー２７は感光ドラムに残ったトナーを清掃する。
【０００６】
画像形成は、走査光学装置２１から画像情報に基づいてレーザ発光したレーザ光を感光ドラム上に照射することで、帯電器により帯電された感光ドラムに静電潜像を形成する。その後、現像器２２内で摩擦帯電されたトナーを静電潜像に付着させることで感光ドラム上にトナー像が形成される。
【０００７】
トナー像は感光ドラム上から中間転写ベルト２３上に転写され、本体下部に設けられた給紙カセット２４から搬送された転写用紙にトナー像を再度転写することで画像が転写用紙に形成される。
【０００８】
転写用紙上に転写された画像は定着器２５によりトナーが定着され、排紙トレイ２６上に積載される。
【０００９】
図６は図５の画像形成部を示した図であり、左右対称形状であるため図中の記号は片側のみ示す。図中の走査光学装置２１は、画像情報に基づいて発光したレーザ光を偏向走査する回転多面鏡としてのポリゴンミラー２８、レーザ光を等速走査および感光ドラム上でスポット結像させる結像手段としてのｆθレンズ２９，３０、レーザ光を所定の方向へ反射する反射部材としての複数の折り返しミラー３１ａ〜３１ｄ、走査光学装置２１を埃から保護するための防塵ガラス３２を経て、レーザ光により感光ドラムへ静電潜像を形成する。
【００１０】
走査光学装置２１は、機械本体のコンパクト化に伴い、従来感光ドラムから離れた位置から照射していた方式ではなく、感光ドラムに近い位置に配置されるようになってきており、図６に示すように、１台のポリゴンモータユニットで４つの感光ドラムを照射する方式が使用されており、ポリゴンミラー２８のそれぞれの対向面に複数のレーザ光を照射する２つの走査グループを形成している。
【００１１】
また、ユニットのコンパクト化を図るため複数の折り返しミラーを使用しており、異なる２光路のレーザ光をそれぞれ感光ドラム上に結像させるため、２枚のレンズを張り合わせるもしくは２光路を一体成型したモールドレンズを使用している。
【００１２】
このポリゴンミラー２８から複数のレーザ光が平行に並んで走査される平行光学系ではそれぞれの光路に対してレーザ光を偏向走査する偏向面が必要で、分厚いポリゴンミラー、もしくは２段構成のポリゴンミラーが使用されている。
【００１３】
しかし、前述のようなポリゴンミラーを使用した光学系に対して、薄型化を達成できる図７に示すような薄いポリゴンミラー３３を使用する光学系がある。
【００１４】
これはポリゴンミラーに対して各レーザ光をそれぞれ異なる角度で入射・出射させ、所定のレーザ光間隔が得られる地点で各感光ドラムへ照射するレーザ光を分離する光学系である。
【００１５】
レーザ光はポリゴンミラー３３で偏向走査された後に共通のｆθレンズ３５，３６を透過し、２枚の折り返しミラー３４ａ，３４ｃと１枚の凹面ミラー３４ｂを経由し、又は２枚の折り返しミラー３４ｄ，３４ｆと１枚の凹面ミラー３４ｅを経由して感光ドラムに照射される。
【００１６】
またそのレーザ光の分離構成は、内側の感光ドラムに対して光路の途中に配置された折り返しミラー３４ｄで図中下側を偏向走査されるレーザ光を、上側を偏向走査されるレーザ光と交差するように図中上部方向へ反射させ、光学箱上部に配置された複数の折り返しミラー３４ｅ，３４ｆで感光ドラムへ照射する構成である。
【００１７】
図７の斜入射光学系の場合、ｆθレンズは主走査方向に屈折力を持ったものとして図６の平行光学系の場合と同様の作用が行なわれるために図６と同じように配置できるが、副走査方向に対してはレンズ光軸に対して斜入射するため感光ドラム上で集光する性能を確保することは原理的に困難である。そのため各レーザ光の分離後に副走査方向に集光するための凹面ミラー３４ｂ，３４ｅが必然的に付加される構成となっている（またこれら凹面ミラーに替えて、副走査方向に屈折力を持った第３の結像レンズを付加しても作用は同じである。）。
【００１８】
他方、図７の斜入射光学系ではポリゴンミラーから出射された後に一つの走査グループ内に合計４枚の結像光学素子を配置する必要があるため、光学素子を削減させた斜入射光学系として、ｆθレンズの第２の結像レンズを各レーザ光の分離後にそれぞれ配置した構成も提案されている。
【００１９】
この構成により、第２の結像レンズは各レーザ光のそれぞれに必要となるが、凹面ミラーもしくは第３の結像レンズを必要としないため、３枚の結像光学素子で感光ドラム上にレーザ光を集光することができ、その結果凹面ミラーもしくは第３の結像レンズを使用した斜入射光学系と比較して結像光学素子の配置スペースを必要としない装置を得ることができる。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図６に示す従来の光学系では次のような問題点がある。レーザ光を分離する前に結像光学素子を配置し、感光ドラム側にレーザ光を反射させているため、走査光学装置内に複数の折り返しミラーを配置する空間が必要であり、装置が大型化していた。
【００２１】
また、図７に示すような斜入射光学系においても次に示す問題点がある。従来の斜入射光学系は副走査方向にレーザ光が傾いてｆθレンズ３５，３６に入射するため各レーザ光の分離後に副走査方向に結像させる凹面ミラーもしくは第３の結像レンズが必要になると共に、感光ドラム方向にレーザ光を反射させるため複数の折り返しミラーやレンズを配置する空間が必要であり、装置が大型化していた。
【００２２】
また、各レーザ光の分離後に第２の結像レンズを配置した構成においても、第２の結像レンズの配置をミラー等他の光学素子の考慮なしに配置しているため、走査光学装置が大型化する要因となっている。
【００２３】
本発明は上記の従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、装置全体のコンパクト化を図った走査光学装置を提供することにある。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明にあっては、
１枚の回転多面鏡を用いて複数のレーザ光を像担持体へ偏向走査するものであって、
前記回転多面鏡から複数のレーザ光が像担持体に対して遠近方向に並んで走査されており、
複数のレーザ光のうち像担持体側のレーザ光を他のレーザ光と交差するように像担持体から遠ざけ、その後に像担持体へ照射することを特徴とする。
【００２５】
前記像担持体側のレーザ光を他のレーザ光と交差するように像担持体から遠ざける反射を行う第１の反射部材と、
該第１の反射部材で反射されたレーザ光を前記回転多面鏡から像担持体に対して遠近方向に並べて走査された複数のレーザ光と交差させて像担持体へ照射させる第２の反射部材と、
を備えたことが好適である。
【００２６】
前記他のレーザ光を一度だけ像担持体へ向けて反射させる第３の反射部材を備えたことが好適である。
【００２７】
前記第１の反射部材から前記第２の反射部材までの光路に結像手段を配置することが好適である。
【００２８】
複数のレーザ光は、前記回転多面鏡に対してそれぞれのレーザ光が異なる角度で斜入射することが好適である。
【００２９】
レーザ光が前記回転多面鏡に対して斜入射する角度は、２つのレーザ光を１組とした場合に前記回転多面鏡の法線と前記回転多面鏡の回転方向で定義される平面に対して互いに反対で略同一であることが好適である。
【００３０】
複数のレーザ光は、それぞれ対応する像担持体に照射されることが好適である。
【００３１】
複数のレーザ光を出射する光源は、複数の発光部を有する一つのレーザダイオードチップであることが好適である。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００３３】
（第１の実施の形態）
図１を参照して、第１の実施の形態について説明する。図１に第１の実施の形態に係る走査光学装置と感光ドラム等の画像形成部の概略図を示す。
【００３４】
第１の実施の形態では、感光ドラムの下部に走査光学装置を配置しており、本実施の形態で使用する走査光学装置は１枚のポリゴンミラーに対して両側にそれぞれ２本のレーザ光が入射し、各々の感光ドラムを照射光Ｅ１〜Ｅ４で露光する方式である。
【００３５】
図１において、感光ドラム１は導電体に感光層を塗布している。帯電器２は感光ドラム１を所定の電位に帯電させる。現像器３は静電潜像にトナーにより画像を形成する。
【００３６】
回転多面鏡としてのポリゴンミラー４はレーザ発光したレーザ光を偏向走査する。
【００３７】
結像手段としてのｆθレンズ５，６はレーザ光を等速走査および感光ドラム１上でスポット結像させる。本実施の形態では第１のｆθレンズ５はシリンダーレンズであり、副走査方向への結像は第２のｆθレンズ６でのみ行う。
【００３８】
反射部材としての折り返しミラー７ａ〜７ｃはレーザ光を所定の方向へ反射する。
【００３９】
クリーナー８は感光ドラム１に残ったトナーを清掃する。光学ケース９は走査光学装置の各光学部品を格納する。
【００４０】
本実施の形態での走査光学装置の光学的な配置は中央にポリゴンミラー４を配置しており、各感光ドラム１への光学パスは左右対称形状である。このため、ここでは照射光Ｅ１、Ｅ２の走査グループについて説明する。
【００４１】
ここで、レーザ光は光学箱に上下に並んで配置された図示しないレーザユニットから照射され、レーザ光は光学箱底面から鉛直方向に２段に構成された一体型２段ポリゴンミラー４の各偏向面で反射されることにより感光ドラム１上を偏向走査する。２段ポリゴンミラー４の上下各偏向面の面方向は一致している。
【００４２】
感光ドラム１上での主走査方向の各走査線の同期は、不図示のＢＤセンサがそれぞれのレーザ光を検知することで画像端部を合わせ、ポリゴンミラー４から出射したレーザ光はｆθレンズ５，６を透過することで感光ドラム１上に結像する。
【００４３】
ここで、第２のｆθレンズ６はそれぞれのレーザ光の光軸に対応するために２枚のレンズを組み合わせて構成されている。
【００４４】
第２のｆθレンズ６を透過した各レーザ光のうち感光ドラム１側を偏向走査されるレーザ光は、途中に配置された分離用折り返しミラー７ｂによって下側に折り返される。そして、分離用折り返しミラー７ｂによって分離されたレーザ光は下部に向かって反射された後に第２のｆθレンズ６直下を通り、光学箱下面に配置された折り返しミラー７ｃによって再反射され、ｆθレンズ５，６間を通過して感光ドラム１上に照射される。
【００４５】
また、各レーザ光のうち感光ドラム１側ではない下方のレーザ光は分離用折り返しミラー７ｂの直下を通過して光学箱端部に設けられた折り返しミラー７ａによって感光ドラム１上に照射される。
【００４６】
なお、各レーザ光の鉛直方向の間隔は後方でレーザ光の分離をすることが可能な距離を有しており、折り返しミラー７ａ〜７ｃは２本のレーザ光が各部品公差やポリゴンモータの面倒れ等によって光束のケラレが発生しないように配置されている。
【００４７】
以上の本構成に示すように、感光ドラム１側のレーザ光を下側、つまり感光ドラム１から遠ざかる方向に一旦反射させ、その後に感光ドラム１へ照射することで、折り返しミラー７ｂの長手方向の長さを短くすることができると共に、各光学部品を鉛直方向に密集度を上げて配置することができ、走査光学装置をコンパクト化して薄型化することができる。
【００４８】
（第２の実施の形態）
図２〜図４には、第２の実施の形態が示されている。図２に第２の実施の形態に係る走査光学装置と感光ドラム等の画像形成部の概略図を示す。画像形成部に関しては第１の実施の形態と説明が重複するため省略する。
【００４９】
本実施の形態での光学的な配置は中央にポリゴンミラー１０を配置しており、各感光ドラム１への光学パスは左右対称形状であるため、第１の実施の形態と同様に照射光Ｅ１、Ｅ２のグループに対して説明する。
【００５０】
また、第１の実施の形態では一体型２段ポリゴンミラーを使用しているが、本実施の形態では走査光学装置の小型化を達成するために薄型ポリゴンミラーを使用した斜入射光学系であって、第２のｆθレンズ（第２の結像レンズ）をレーザ光を分離した後にそれぞれ配置した構成に対して述べる。
【００５１】
また、本実施の形態の斜入射光学系は、レーザ光はポリゴンミラー１０を出射した後方で上下の各光路を分離するために、図３（ａ）に示すようにポリゴンミラー面の法線とポリゴンの回転方向で定義される平面を基本平面（図４のＸ−Ｙ平面）とすると、図中の基本平面に対して互いに反対の角度で入射する光学系である。
【００５２】
一般的に、基本平面と偏向走査光との相対角度は画像性能上３°以下が良いとされており、本実施の形態ではこれらを前提に説明する。
【００５３】
本実施の形態では、光学的な特性をそろえるため、斜入射角を互いに反対且つ同一の角度としている。
【００５４】
ここで、ポリゴンミラー１０での反射位置は図３に示すように、同一でもミラー面高さ方向にずれていても良く、ポリゴンでの反射位置を図３（ｂ）のようにずらすことで、折り返しミラー１２ｂの位置をより手前に配置することが可能である。
【００５５】
ポリゴンミラー１０から出射した２本のレーザ光は第１のｆθレンズ１３を透過し、感光ドラム側を通過するレーザ光は折り返しミラー１２ｂで下方向に反射される。
【００５６】
ここで、第１のｆθレンズ１３はレーザ光が互いに異なる角度で入射するためシリンダーレンズで構成しており、副走査方向へはそれぞれの光路に対して配置した第２のｆθレンズ１４で結像させる。
【００５７】
折り返しミラー１２ｂで下方向に反射されたレーザ光は他方のレーザ光と交差して下方に向かい、途中に設けられた第２のｆθレンズ１４と透過した後に光学箱下面に配置された折り返しミラー１２ｃによって再反射され、第１のｆθレンズ１３横を通過して感光ドラム上に照射される。
【００５８】
ここで、ポリゴンミラー１０から出射した感光ドラムから遠い方を通過して両端側の感光ドラムを照射するレーザ光は、折り返しミラー１２ｂの直下を通過し、第２のｆθレンズ１４を透過した後に折り返しミラー１２ａで感光ドラムへ照射される。
【００５９】
なお、折り返しミラー１２ａ〜１２ｃは２本のレーザ光が各部品公差やポリゴンモータの面倒れ等によって光束のケラレが発生しない位置に配置されている。
【００６０】
また、光路長が本実施の形態より長い光学系の場合、両端側の感光ドラムを照射する光路に対しても中央側の感光ドラムを露光する場合と同様に２枚の折り返しミラーを配置して、照射光Ｅ１がポリゴンミラー１０で偏向走査された自身のレーザ光と交差する構成であってもよく、その場合ポリゴンミラー１０から第１の折り返しミラーまでの光路ではなく、第１の折り返しミラーから第２の折り返しミラーまでの光路に第２のｆθレンズ１４を配置してもよい。
【００６１】
第２のｆθレンズ１４の光学配置位置としては、第２のｆθレンズ１４を折り返しミラー１２ｃの後の光路に配置することも可能であるが、折り返しミラー１２ｃにて感光ドラム上での照射位置調整を行うことを考えると、第２のｆθレンズ１４に入射するレーザ光の位置が変わり、光学性能も変化してしまう可能性がある。
【００６２】
そこで本構成では、第２のｆθレンズ１４を折り返しミラー１２ｂと折り返しミラー１２ｃの間に配置することで、光学的な変化無く且つ光路の隙間に配置することでコンパクト化を達成している。
【００６３】
従来技術で示した図７の光学系ではレーザ光を感光ドラム方向に反射させていたため、コンパクト性の観点から不利であった。これに対し、本実施の形態に示すように感光ドラム側のレーザ光を下側、つまり感光ドラムから遠ざかる方向に反射させ、且つ折り返しミラー１２ｃでポリゴンミラー１０から出射後の複数のレーザ光を横切る形態とすることで、光学系をコンパクト化できる。
【００６４】
また、折り返しミラー１２ｂ，１２ｃ間に第２のｆθレンズ１４を配置することで、折り返しミラー１２ｂの長手方向の長さを短くすることができると共に、第２のｆθレンズ１４を配置する上で空間を有効に利用でき、走査光学装置をコンパクト化して薄型化することができる。
【００６５】
なお、第１、第２の実施の形態の構成は、光源として一つのレーザダイオードチップから複数のレーザ光が発光する場合においても構成は変わらず、やはり同様の効果が得られることは明らかである。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、像担持体側のレーザ光を他のレーザ光と交差するように像担持体から遠ざけ、その後に像担持体へ照射することで、走査光学装置をコンパクト化できる。
【００６７】
また、第１の反射部材から第２の反射部材までの光路に結像手段を配置することで、空間を有効に利用でき、走査光学装置をコンパクト化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る走査光学装置を示す概略断面図である。
【図２】第２の実施の形態に係る走査光学装置を示す概略断面図である。
【図３】第２の実施の形態に係るポリゴンミラーからのレーザ光の出射状態を示す図である。
【図４】感光ドラムへのレーザ光の光路を説明する図である。
【図５】従来技術の画像形成装置を示す概略断面図である。
【図６】従来技術の走査光学装置を示す概略断面図である。
【図７】従来技術の走査光学装置を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１ 感光ドラム
２ 帯電器
３ 現像器
４ ポリゴンミラー
５，６ ｆθレンズ
７ａ，７ｂ，７ｃ 折り返しミラー
８ クリーナー
９ 光学ケース
１０ ポリゴンミラー
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ 折り返しミラー
１３ 第１のｆθレンズ
１４ 第２のｆθレンズ
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば電子写真複写機・同プリンタ等の画像形成装置に関し、特に走査光学装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術を、図５〜図７を用いて説明する。
【０００３】
図５はカラー画像をプリントする画像形成装置であり、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対して独立した像担持体（以下、感光ドラムと表記）を持つ。
【０００４】
感光ドラムは導電体に感光層を塗布したもので、走査光学装置から出射されたレーザ光により静電潜像を形成する。
【０００５】
走査光学装置２１は図示しない画像読取装置もしくはパーソナルコンピュータ等から送られてきた画像情報に基づいてレーザ光を感光ドラムに照射する。現像器２２は感光ドラムに摩擦帯電されたトナーで感光ドラム上にトナー像を形成する。中間転写ベルト２３は感光ドラム上のトナー像を転写用紙に搬送する。給紙カセット２４はトナー像を形成する転写用紙を格納する。定着器２５は転写用紙上に転写されたトナー像を熱により転写用紙に吸着させる。排紙トレイ２６は定着された転写用紙を積載する。クリーナー２７は感光ドラムに残ったトナーを清掃する。
【０００６】
画像形成は、走査光学装置２１から画像情報に基づいてレーザ発光したレーザ光を感光ドラム上に照射することで、帯電器により帯電された感光ドラムに静電潜像を形成する。その後、現像器２２内で摩擦帯電されたトナーを静電潜像に付着させることで感光ドラム上にトナー像が形成される。
【０００７】
トナー像は感光ドラム上から中間転写ベルト２３上に転写され、本体下部に設けられた給紙カセット２４から搬送された転写用紙にトナー像を再度転写することで画像が転写用紙に形成される。
【０００８】
転写用紙上に転写された画像は定着器２５によりトナーが定着され、排紙トレイ２６上に積載される。
【０００９】
図６は図５の画像形成部を示した図であり、左右対称形状であるため図中の記号は片側のみ示す。図中の走査光学装置２１は、画像情報に基づいて発光したレーザ光を偏向走査する回転多面鏡としてのポリゴンミラー２８、レーザ光を等速走査および感光ドラム上でスポット結像させる結像手段としてのｆθレンズ２９，３０、レーザ光を所定の方向へ反射する反射部材としての複数の折り返しミラー３１ａ〜３１ｄ、走査光学装置２１を埃から保護するための防塵ガラス３２を経て、レーザ光により感光ドラムへ静電潜像を形成する。
【００１０】
走査光学装置２１は、機械本体のコンパクト化に伴い、従来感光ドラムから離れた位置から照射していた方式ではなく、感光ドラムに近い位置に配置されるようになってきており、図６に示すように、１台のポリゴンモータユニットで４つの感光ドラムを照射する方式が使用されており、ポリゴンミラー２８のそれぞれの対向面に複数のレーザ光を照射する２つの走査グループを形成している。
【００１１】
また、ユニットのコンパクト化を図るため複数の折り返しミラーを使用しており、異なる２光路のレーザ光をそれぞれ感光ドラム上に結像させるため、２枚のレンズを張り合わせるもしくは２光路を一体成型したモールドレンズを使用している。
【００１２】
このポリゴンミラー２８から複数のレーザ光が平行に並んで走査される平行光学系ではそれぞれの光路に対してレーザ光を偏向走査する偏向面が必要で、分厚いポリゴンミラー、もしくは２段構成のポリゴンミラーが使用されている。
【００１３】
しかし、前述のようなポリゴンミラーを使用した光学系に対して、薄型化を達成できる図７に示すような薄いポリゴンミラー３３を使用する光学系がある。
【００１４】
これはポリゴンミラーに対して各レーザ光をそれぞれ異なる角度で入射・出射させ、所定のレーザ光間隔が得られる地点で各感光ドラムへ照射するレーザ光を分離する光学系である。
【００１５】
レーザ光はポリゴンミラー３３で偏向走査された後に共通のｆθレンズ３５，３６を透過し、２枚の折り返しミラー３４ａ，３４ｃと１枚の凹面ミラー３４ｂを経由し、又は２枚の折り返しミラー３４ｄ，３４ｆと１枚の凹面ミラー３４ｅを経由して感光ドラムに照射される。
【００１６】
またそのレーザ光の分離構成は、内側の感光ドラムに対して光路の途中に配置された折り返しミラー３４ｄで図中下側を偏向走査されるレーザ光を、上側を偏向走査されるレーザ光と交差するように図中上部方向へ反射させ、光学箱上部に配置された複数の折り返しミラー３４ｅ，３４ｆで感光ドラムへ照射する構成である。
【００１７】
図７の斜入射光学系の場合、ｆθレンズは主走査方向に屈折力を持ったものとして図６の平行光学系の場合と同様の作用が行なわれるために図６と同じように配置できるが、副走査方向に対してはレンズ光軸に対して斜入射するため感光ドラム上で集光する性能を確保することは原理的に困難である。そのため各レーザ光の分離後に副走査方向に集光するための凹面ミラー３４ｂ，３４ｅが必然的に付加される構成となっている（またこれら凹面ミラーに替えて、副走査方向に屈折力を持った第３の結像レンズを付加しても作用は同じである。）。
【００１８】
他方、図７の斜入射光学系ではポリゴンミラーから出射された後に一つの走査グループ内に合計４枚の結像光学素子を配置する必要があるため、光学素子を削減させた斜入射光学系として、ｆθレンズの第２の結像レンズを各レーザ光の分離後にそれぞれ配置した構成も提案されている。
【００１９】
この構成により、第２の結像レンズは各レーザ光のそれぞれに必要となるが、凹面ミラーもしくは第３の結像レンズを必要としないため、３枚の結像光学素子で感光ドラム上にレーザ光を集光することができ、その結果凹面ミラーもしくは第３の結像レンズを使用した斜入射光学系と比較して結像光学素子の配置スペースを必要としない装置を得ることができる。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図６に示す従来の光学系では次のような問題点がある。レーザ光を分離する前に結像光学素子を配置し、感光ドラム側にレーザ光を反射させているため、走査光学装置内に複数の折り返しミラーを配置する空間が必要であり、装置が大型化していた。
【００２１】
また、図７に示すような斜入射光学系においても次に示す問題点がある。従来の斜入射光学系は副走査方向にレーザ光が傾いてｆθレンズ３５，３６に入射するため各レーザ光の分離後に副走査方向に結像させる凹面ミラーもしくは第３の結像レンズが必要になると共に、感光ドラム方向にレーザ光を反射させるため複数の折り返しミラーやレンズを配置する空間が必要であり、装置が大型化していた。
【００２２】
また、各レーザ光の分離後に第２の結像レンズを配置した構成においても、第２の結像レンズの配置をミラー等他の光学素子の考慮なしに配置しているため、走査光学装置が大型化する要因となっている。
【００２３】
本発明は上記の従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、装置全体のコンパクト化を図った走査光学装置を提供することにある。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明にあっては、
１枚の回転多面鏡を用いて複数のレーザ光を像担持体へ偏向走査するものであって、
前記回転多面鏡から複数のレーザ光が像担持体に対して遠近方向に並んで走査されており、
複数のレーザ光のうち像担持体側のレーザ光を他のレーザ光と交差するように像担持体から遠ざけ、その後に像担持体へ照射することを特徴とする。
【００２５】
前記像担持体側のレーザ光を他のレーザ光と交差するように像担持体から遠ざける反射を行う第１の反射部材と、
該第１の反射部材で反射されたレーザ光を前記回転多面鏡から像担持体に対して遠近方向に並べて走査された複数のレーザ光と交差させて像担持体へ照射させる第２の反射部材と、
を備えたことが好適である。
【００２６】
前記他のレーザ光を一度だけ像担持体へ向けて反射させる第３の反射部材を備えたことが好適である。
【００２７】
前記第１の反射部材から前記第２の反射部材までの光路に結像手段を配置することが好適である。
【００２８】
複数のレーザ光は、前記回転多面鏡に対してそれぞれのレーザ光が異なる角度で斜入射することが好適である。
【００２９】
レーザ光が前記回転多面鏡に対して斜入射する角度は、２つのレーザ光を１組とした場合に前記回転多面鏡の法線と前記回転多面鏡の回転方向で定義される平面に対して互いに反対で略同一であることが好適である。
【００３０】
複数のレーザ光は、それぞれ対応する像担持体に照射されることが好適である。
【００３１】
複数のレーザ光を出射する光源は、複数の発光部を有する一つのレーザダイオードチップであることが好適である。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００３３】
（第１の実施の形態）
図１を参照して、第１の実施の形態について説明する。図１に第１の実施の形態に係る走査光学装置と感光ドラム等の画像形成部の概略図を示す。
【００３４】
第１の実施の形態では、感光ドラムの下部に走査光学装置を配置しており、本実施の形態で使用する走査光学装置は１枚のポリゴンミラーに対して両側にそれぞれ２本のレーザ光が入射し、各々の感光ドラムを照射光Ｅ１〜Ｅ４で露光する方式である。
【００３５】
図１において、感光ドラム１は導電体に感光層を塗布している。帯電器２は感光ドラム１を所定の電位に帯電させる。現像器３は静電潜像にトナーにより画像を形成する。
【００３６】
回転多面鏡としてのポリゴンミラー４はレーザ発光したレーザ光を偏向走査する。
【００３７】
結像手段としてのｆθレンズ５，６はレーザ光を等速走査および感光ドラム１上でスポット結像させる。本実施の形態では第１のｆθレンズ５はシリンダーレンズであり、副走査方向への結像は第２のｆθレンズ６でのみ行う。
【００３８】
反射部材としての折り返しミラー７ａ〜７ｃはレーザ光を所定の方向へ反射する。
【００３９】
クリーナー８は感光ドラム１に残ったトナーを清掃する。光学ケース９は走査光学装置の各光学部品を格納する。
【００４０】
本実施の形態での走査光学装置の光学的な配置は中央にポリゴンミラー４を配置しており、各感光ドラム１への光学パスは左右対称形状である。このため、ここでは照射光Ｅ１、Ｅ２の走査グループについて説明する。
【００４１】
ここで、レーザ光は光学箱に上下に並んで配置された図示しないレーザユニットから照射され、レーザ光は光学箱底面から鉛直方向に２段に構成された一体型２段ポリゴンミラー４の各偏向面で反射されることにより感光ドラム１上を偏向走査する。２段ポリゴンミラー４の上下各偏向面の面方向は一致している。
【００４２】
感光ドラム１上での主走査方向の各走査線の同期は、不図示のＢＤセンサがそれぞれのレーザ光を検知することで画像端部を合わせ、ポリゴンミラー４から出射したレーザ光はｆθレンズ５，６を透過することで感光ドラム１上に結像する。
【００４３】
ここで、第２のｆθレンズ６はそれぞれのレーザ光の光軸に対応するために２枚のレンズを組み合わせて構成されている。
【００４４】
第２のｆθレンズ６を透過した各レーザ光のうち感光ドラム１側を偏向走査されるレーザ光は、途中に配置された分離用折り返しミラー７ｂによって下側に折り返される。そして、分離用折り返しミラー７ｂによって分離されたレーザ光は下部に向かって反射された後に第２のｆθレンズ６直下を通り、光学箱下面に配置された折り返しミラー７ｃによって再反射され、ｆθレンズ５，６間を通過して感光ドラム１上に照射される。
【００４５】
また、各レーザ光のうち感光ドラム１側ではない下方のレーザ光は分離用折り返しミラー７ｂの直下を通過して光学箱端部に設けられた折り返しミラー７ａによって感光ドラム１上に照射される。
【００４６】
なお、各レーザ光の鉛直方向の間隔は後方でレーザ光の分離をすることが可能な距離を有しており、折り返しミラー７ａ〜７ｃは２本のレーザ光が各部品公差やポリゴンモータの面倒れ等によって光束のケラレが発生しないように配置されている。
【００４７】
以上の本構成に示すように、感光ドラム１側のレーザ光を下側、つまり感光ドラム１から遠ざかる方向に一旦反射させ、その後に感光ドラム１へ照射することで、折り返しミラー７ｂの長手方向の長さを短くすることができると共に、各光学部品を鉛直方向に密集度を上げて配置することができ、走査光学装置をコンパクト化して薄型化することができる。
【００４８】
（第２の実施の形態）
図２〜図４には、第２の実施の形態が示されている。図２に第２の実施の形態に係る走査光学装置と感光ドラム等の画像形成部の概略図を示す。画像形成部に関しては第１の実施の形態と説明が重複するため省略する。
【００４９】
本実施の形態での光学的な配置は中央にポリゴンミラー１０を配置しており、各感光ドラム１への光学パスは左右対称形状であるため、第１の実施の形態と同様に照射光Ｅ１、Ｅ２のグループに対して説明する。
【００５０】
また、第１の実施の形態では一体型２段ポリゴンミラーを使用しているが、本実施の形態では走査光学装置の小型化を達成するために薄型ポリゴンミラーを使用した斜入射光学系であって、第２のｆθレンズ（第２の結像レンズ）をレーザ光を分離した後にそれぞれ配置した構成に対して述べる。
【００５１】
また、本実施の形態の斜入射光学系は、レーザ光はポリゴンミラー１０を出射した後方で上下の各光路を分離するために、図３（ａ）に示すようにポリゴンミラー面の法線とポリゴンの回転方向で定義される平面を基本平面（図４のＸ−Ｙ平面）とすると、図中の基本平面に対して互いに反対の角度で入射する光学系である。
【００５２】
一般的に、基本平面と偏向走査光との相対角度は画像性能上３°以下が良いとされており、本実施の形態ではこれらを前提に説明する。
【００５３】
本実施の形態では、光学的な特性をそろえるため、斜入射角を互いに反対且つ同一の角度としている。
【００５４】
ここで、ポリゴンミラー１０での反射位置は図３に示すように、同一でもミラー面高さ方向にずれていても良く、ポリゴンでの反射位置を図３（ｂ）のようにずらすことで、折り返しミラー１２ｂの位置をより手前に配置することが可能である。
【００５５】
ポリゴンミラー１０から出射した２本のレーザ光は第１のｆθレンズ１３を透過し、感光ドラム側を通過するレーザ光は折り返しミラー１２ｂで下方向に反射される。
【００５６】
ここで、第１のｆθレンズ１３はレーザ光が互いに異なる角度で入射するためシリンダーレンズで構成しており、副走査方向へはそれぞれの光路に対して配置した第２のｆθレンズ１４で結像させる。
【００５７】
折り返しミラー１２ｂで下方向に反射されたレーザ光は他方のレーザ光と交差して下方に向かい、途中に設けられた第２のｆθレンズ１４と透過した後に光学箱下面に配置された折り返しミラー１２ｃによって再反射され、第１のｆθレンズ１３横を通過して感光ドラム上に照射される。
【００５８】
ここで、ポリゴンミラー１０から出射した感光ドラムから遠い方を通過して両端側の感光ドラムを照射するレーザ光は、折り返しミラー１２ｂの直下を通過し、第２のｆθレンズ１４を透過した後に折り返しミラー１２ａで感光ドラムへ照射される。
【００５９】
なお、折り返しミラー１２ａ〜１２ｃは２本のレーザ光が各部品公差やポリゴンモータの面倒れ等によって光束のケラレが発生しない位置に配置されている。
【００６０】
また、光路長が本実施の形態より長い光学系の場合、両端側の感光ドラムを照射する光路に対しても中央側の感光ドラムを露光する場合と同様に２枚の折り返しミラーを配置して、照射光Ｅ１がポリゴンミラー１０で偏向走査された自身のレーザ光と交差する構成であってもよく、その場合ポリゴンミラー１０から第１の折り返しミラーまでの光路ではなく、第１の折り返しミラーから第２の折り返しミラーまでの光路に第２のｆθレンズ１４を配置してもよい。
【００６１】
第２のｆθレンズ１４の光学配置位置としては、第２のｆθレンズ１４を折り返しミラー１２ｃの後の光路に配置することも可能であるが、折り返しミラー１２ｃにて感光ドラム上での照射位置調整を行うことを考えると、第２のｆθレンズ１４に入射するレーザ光の位置が変わり、光学性能も変化してしまう可能性がある。
【００６２】
そこで本構成では、第２のｆθレンズ１４を折り返しミラー１２ｂと折り返しミラー１２ｃの間に配置することで、光学的な変化無く且つ光路の隙間に配置することでコンパクト化を達成している。
【００６３】
従来技術で示した図７の光学系ではレーザ光を感光ドラム方向に反射させていたため、コンパクト性の観点から不利であった。これに対し、本実施の形態に示すように感光ドラム側のレーザ光を下側、つまり感光ドラムから遠ざかる方向に反射させ、且つ折り返しミラー１２ｃでポリゴンミラー１０から出射後の複数のレーザ光を横切る形態とすることで、光学系をコンパクト化できる。
【００６４】
また、折り返しミラー１２ｂ，１２ｃ間に第２のｆθレンズ１４を配置することで、折り返しミラー１２ｂの長手方向の長さを短くすることができると共に、第２のｆθレンズ１４を配置する上で空間を有効に利用でき、走査光学装置をコンパクト化して薄型化することができる。
【００６５】
なお、第１、第２の実施の形態の構成は、光源として一つのレーザダイオードチップから複数のレーザ光が発光する場合においても構成は変わらず、やはり同様の効果が得られることは明らかである。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、像担持体側のレーザ光を他のレーザ光と交差するように像担持体から遠ざけ、その後に像担持体へ照射することで、走査光学装置をコンパクト化できる。
【００６７】
また、第１の反射部材から第２の反射部材までの光路に結像手段を配置することで、空間を有効に利用でき、走査光学装置をコンパクト化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る走査光学装置を示す概略断面図である。
【図２】第２の実施の形態に係る走査光学装置を示す概略断面図である。
【図３】第２の実施の形態に係るポリゴンミラーからのレーザ光の出射状態を示す図である。
【図４】感光ドラムへのレーザ光の光路を説明する図である。
【図５】従来技術の画像形成装置を示す概略断面図である。
【図６】従来技術の走査光学装置を示す概略断面図である。
【図７】従来技術の走査光学装置を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１ 感光ドラム
２ 帯電器
３ 現像器
４ ポリゴンミラー
５，６ ｆθレンズ
７ａ，７ｂ，７ｃ 折り返しミラー
８ クリーナー
９ 光学ケース
１０ ポリゴンミラー
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ 折り返しミラー
１３ 第１のｆθレンズ
１４ 第２のｆθレンズ
Claims (8)
- １枚の回転多面鏡を用いて複数のレーザ光を像担持体へ偏向走査するものであって、
前記回転多面鏡から複数のレーザ光が像担持体に対して遠近方向に並んで走査されており、
複数のレーザ光のうち像担持体側のレーザ光を他のレーザ光と交差するように像担持体から遠ざけ、その後に像担持体へ照射することを特徴とする走査光学装置。 - 前記像担持体側のレーザ光を他のレーザ光と交差するように像担持体から遠ざける反射を行う第１の反射部材と、
該第１の反射部材で反射されたレーザ光を前記回転多面鏡から像担持体に対して遠近方向に並べて走査された複数のレーザ光と交差させて像担持体へ照射させる第２の反射部材と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の走査光学装置。 - 前記他のレーザ光を一度だけ像担持体へ向けて反射させる第３の反射部材を備えたことを特徴とする請求項２に記載の走査光学装置。
- 前記第１の反射部材から前記第２の反射部材までの光路に結像手段を配置することを特徴とする請求項２又は３に記載の走査光学装置。
- 複数のレーザ光は、前記回転多面鏡に対してそれぞれのレーザ光が異なる角度で斜入射することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の走査光学装置。
- レーザ光が前記回転多面鏡に対して斜入射する角度は、２つのレーザ光を１組とした場合に前記回転多面鏡の法線と前記回転多面鏡の回転方向で定義される平面に対して互いに反対で略同一であることを特徴とする請求項５に記載の走査光学装置。
- 複数のレーザ光は、それぞれ対応する像担持体に照射されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の走査光学装置。
- 複数のレーザ光を出射する光源は、複数の発光部を有する一つのレーザダイオードチップであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の走査光学装置。
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