JP2006243070A - 光走査装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置サイズを大型化することなく、光学部材の配置にかかる手間および時間を軽減することができる光走査装置およびこれを備える画像形成装置を提供すること。
【解決手段】スキャナユニット１２において、レーザ光ＬＢ２，ＬＢ３，ＬＢ４を、ポリゴンミラー１７の反射面１７ａでの反射直後において、レーザ光ＬＢ３の光路４６とレーザ光ＬＢ４の光路４７とがなす角度αが、レーザ光ＬＢ３の光路４６とレーザ光ＬＢ２の光路４５とがなす角度βよりも大きくなるように、その反射面１７ａに対して入射させる。そして、光路４７上の反射ミラー４０を、光路４５上の反射ミラー３３よりもポリゴンミラー１７の反射面１７ａに近い位置に配置する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、レーザプリンタなどの画像形成装置、および、その画像形成装置に備えられる光走査装置に関する。

電子写真方式のカラーレーザプリンタとして、イエロー用、マゼンタ用、シアン用およびブラック用の４つの感光ドラムが横並びに配置される、タンデム型のカラーレーザプリンタが知られている。このタンデム型のカラーレーザプリンタでは、各感光ドラムに静電潜像が書き込まれた後、各静電潜像が各色のトナーで現像されることにより、各感光ドラムに各色のトナー像がほぼ同時に形成され、それらのトナー像が、各感光ドラムを順次に通過する用紙に対して色重ねして転写されるので、モノクロレーザプリンタとほぼ同じ速度でカラー画像を形成することができる。

このようなタンデム型のカラーレーザプリンタでは、４つの感光ドラムに対して、各色に対応する静電潜像をそれぞれ形成する必要がある。しかし、各感光ドラムに対応して、４つのスキャナ装置を設けると、装置のコストの上昇および装置の大型化が不可避となる。そのため、各色に対応した４本のレーザ光を、ポリゴンミラーの同一反射面に入射させて、主走査方向への偏向走査とともに副走査方向へ光路を分離することにより、１つの光走査装置で、４つの感光ドラムに対して、各色に対応する静電潜像をそれぞれ形成する構成が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
特開２００３−２９５０７９号公報

しかし、４本のレーザ光をポリゴンミラーの同一反射面に入射させる構成では、装置サイズを非常に大型化しないかぎり、その同一反射面における各レーザ光の入射位置が近接し、同一反射面での反射後の各レーザ光の光路間の間隔が狭くなる。したがって、反射後の各レーザ光の光路上に配置される反射ミラーなどの光学部材は、各光路を通るレーザ光以外のレーザ光との干渉（たとえば、反射や遮断など）を避けるため、所定の位置に高精度に配置しなければならず、その配置に非常に手間および時間がかかる。

そこで、本発明の目的は、装置サイズを大型化することなく、光学部材の配置にかかる手間および時間を軽減することができる光走査装置およびこれを備える画像形成装置を提供することにある。

上記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、光走査装置において、反射面を有し、前記反射面でレーザ光を反射させて、そのレーザ光を主走査方向に走査させるための走査手段と、複数のレーザ光を、前記反射面と直交し、かつ、主走査方向に沿う基準平面に対してそれぞれ所定の角度をなす方向から、前記反射面に照射するレーザ照射手段と、複数のレーザ光の前記反射面での反射後の各光路上に配置される光学部材とを備え、前記レーザ照射手段は、前記基準平面と直交する方向において、複数のレーザ光の前記反射面での反射後の各光路のうち、第１の光路とその第１の光路に対して一方側に隣り合う第２の光路とがなす角度が、前記第１の光路とその第１の光路に対して他方側に隣り合う第３の光路とがなす角度よりも大きくなるように、複数のレーザ光を前記反射面に照射し、前記第２の光路上の前記光学部材は、前記第３の光路上の前記光学部材よりも前記反射面に近い位置に配置されることを特徴としている。

このような構成によると、第１の光路と第２の光路とがなす角度は、第１の光路と第３の光路とがなす角度よりも大きい。したがって、第１の光路と第２の光路との間には、第１の光路と第３の光路との間に比べて、走査手段の反射面に近い位置で、第２の光路上への光学部材の配置に十分な間隔を確保することができる。そのため、走査手段の反射面に対して、第３の光路上の光学部材を相対的に遠い位置に配置し、第２の光路上の光学部材を相対的に近い位置に配置することによって、それらの光学部材の配置に多少の誤差が生じても、それらの光学部材が第１の光路を通るレーザ光と干渉するのを防止することができる。よって、装置サイズを大型化することなく、各光学部材の配置に要求される精度を下げることができる。その結果、光学部材の配置にかかる手間および時間を軽減することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記レーザ照射手段は、前記基準平面と直交する方向において、前記反射面における第１のレーザ光の反射位置に対して一方側に所定間隔を隔てた位置で第２のレーザ光が反射し、前記反射面における第１のレーザ光の反射位置に対して他方側に前記所定間隔よりも小さい間隔を隔てた位置で第３のレーザ光が反射するように、複数のレーザ光を前記反射面に照射し、前記第２のレーザ光の光路上の前記光学部材は、前記第３のレーザ光の光路上の前記光学部材よりも前記反射面に近い位置に配置されることを特徴としている。

このような構成によると、走査手段の反射面において、第１のレーザ光の反射位置と第２のレーザ光の反射位置との間隔は、第１のレーザ光の反射位置と第３のレーザ光の反射位置との間隔よりも大きい。したがって、第１のレーザ光の反射後の光路と第２のレーザ光の反射後の光路とがなす角度が、第１のレーザ光の反射後の光路と第３のレーザ光の反射後の光路とがなす角度以上であれば、第１のレーザ光の反射後の光路と第２のレーザ光の反射後の光路との間には、第１のレーザ光の反射後の光路と第３のレーザ光の反射後の光路との間に比べて、走査手段の反射面に近い位置で、第２のレーザ光の反射後の光路上への光学部材の配置に十分な間隔を確保することができる。そのため、走査手段の反射面に対して、第３のレーザ光の反射後の光路上の光学部材を相対的に遠い位置に配置し、第２のレーザ光の反射後の光路上の光学部材を相対的に近い位置に配置することによって、それらの光学部材の配置に多少の誤差が生じても、それらの光学部材が第１の光路を通るレーザ光と干渉するのを防止することができる。よって、装置サイズを大型化することなく、各光学部材の配置に要求される精度をさらに下げることができる。その結果、光学部材の配置にかかる手間および時間をさらに軽減することができる
なお、前記第１の光路は、前記第１のレーザ光が走査手段の反射面で反射された後に通る光路であってもよい。また、前記第２の光路は、前記第２のレーザ光が走査手段の反射面で反射された後に通る光路であってもよく、前記第３の光路は、前記第３のレーザ光が走査手段の反射面で反射された後に通る光路であることがより好ましい。この場合、第１の光路と第２の光路との間隔をより大きく確保することができ、第２の光路上への光学部材の配置に要求される精度を一層下げることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記レーザ照射手段は、前記基準平面に対して、少なくとも１つのレーザ光をそれ以外のレーザー光と反対側から前記反射面に照射することを特徴としている。
このような構成によると、すべてのレーザ光を基準平面に対して同じ側から走査手段の反射面に照射する構成と比べて、各レーザ光の間隔に余裕を持たせることができ、レーザ照射手段に備えられる各部材の配置の自由度を増すことができる。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記レーザ照射手段は、前記基準平面と直交する方向において、前記基準平面に対して一方側に最も離間したレーザ光が前記基準平面となす角度と、他方側に最も離間したレーザ光が前記基準平面となす角度とが等しくなるように、複数のレーザ光を前記反射面に照射することを特徴としている。

このような構成によると、基準平面と直交する方向において、基準平面から一方側に最も離間したレーザ光が走査手段の反射面に入射するときの角度と、基準平面から他方側に最も離間したレーザ光が走査手段の反射面に入射するときの角度とを等しくすることができる。そのため、それらのレーザ光を、走査手段によって同じ精度で走査させることができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の発明において、前記第１の光路上の前記光学部材、前記第２の光路上の前記光学部材および前記第３の光路上の前記光学部材は、それぞれ前記第１の光路、前記第２の光路および前記第３の光路を前記基準平面の一方側に向けて折り返す折返しミラーであることを特徴としている。
このような構成によると、第１の光路、第２の光路および第３の光路を通るレーザ光が、基準平面に対して同じ側に折り返される。そのため、その折返し後の各光路上に配置すべき他の光学部材を集約して配置することができる。その結果、装置を小型化することができる。

請求項６に記載の発明は、画像形成装置において、請求項１ないし５のいずれかに記載の光走査装置と、前記光走査装置によるレーザ光の走査によって静電潜像が形成される感光体と、前記感光体に形成される静電潜像を現像剤で現像するための現像手段とを備えていることを特徴としている。
このような構成によると、請求項１ないし５のいずれかに記載の光走査装置を備えているので、画像形成装置の製造に要する手間および時間を軽減することができる。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、前記感光体は、複数備えられ、前記現像手段は、各前記感光体に対応して複数設けられ、互いに異なる色の現像剤で各前記感光体に形成される静電潜像を現像することを特徴としている。
このような構成によると、複数の感光ドラムに互いに異なる色の現像剤が供給される。そのため、各感光ドラムに形成された現像剤像を、用紙などの記録媒体に順次色重ねして転写すれば、モノクロ画像とほぼ同じ速度でカラー画像を形成することができる。

請求項１に記載の発明によれば、装置サイズを大型化することなく、光学部材の配置にかかる手間および時間を軽減することができる。
請求項２に記載の発明によれば、装置サイズを大型化することなく、光学部材の配置にかかる手間および時間をさらに軽減することができる。
請求項３に記載の発明によれば、レーザ照射手段に備えられる各部材の配置の自由度を増すことができる。

請求項４に記載の発明によれば、基準平面から一方側に最も離間したレーザ光と他方側に最も離間したレーザ光とを、走査手段によって同じ精度で走査させることができる。
請求項５に記載の発明によれば、装置を小型化することができる。
請求項６に記載の発明によれば、画像形成装置の製造に要する手間および時間を軽減することができる。

請求項７に記載の発明によれば、各感光ドラムに形成された現像剤像を、用紙などの記録媒体に順次色重ねして転写すれば、モノクロ画像とほぼ同じ速度でカラー画像を形成することができる。

＜カラーレーザプリンタの全体構成＞
図１は、本発明の画像形成装置としてのカラーレーザプリンタの一実施形態を示す側断面図である。
このカラーレーザプリンタ１は、複数のプロセス部１３が水平方向において並列的に配置される、横並びタイプのタンデム型のカラーレーザプリンタであって、ボックス形状の本体ケーシング２内に、用紙３を給紙するための給紙部４、給紙された用紙３に画像を形成するための画像形成部５、画像が形成された用紙３を排紙するための排紙部６を備えている。
＜給紙部の構成＞
給紙部４は、本体ケーシング２内の底部に設けられる用紙カセット７と、その用紙カセット７の前側上方（以下の説明において、図１における右側を前側、左側を後側とする。）に設けられる給紙ローラ８と、給紙ローラ８の前側上方に設けられる給紙パス９と、給紙パス９の途中に設けられる１対の搬送ローラ１０と、給紙パス９の下流側端部に設けられる１対のレジストローラ１１とを備えている。

用紙カセット７内には、用紙３がスタックされており、その最上位にある用紙３は、給紙ローラ８の回転によって給紙パス９に送り出される。
給紙パス９は、上流側端部が、下方において給紙ローラ８に隣接し、用紙３が前方に向かって給紙されるように、また、下流側端部が、上方において後述する搬送ベルト６１に隣接し、用紙３が後方に向かって排紙されるような、略Ｕ字形状の用紙３の搬送経路として形成されている。

そして、給紙パス９に送り出された用紙３は、給紙パス９内において、搬送ローラ１０により搬送され、搬送方向が前後反転された後、レジストローラ１１によるレジスト後に、レジストローラ１１によって、後方に向かって排紙される。
＜画像形成部の構成＞
画像形成部５は、光走査装置としてのスキャナユニット１２、プロセス部１３、転写部１４および定着部１５を備えている。
＜スキャナユニットの構成＞
スキャナユニット１２は、本体ケーシング２内の上部において、後述する複数のプロセス部１３の上方にわたって配置されている。

図２は、スキャナユニット１２の要部構成を上方から見た平面図であり、図３は、スキャナユニット１２を側方から見た側断面図である。このスキャナユニット１２は、図２および図３に示すように、スキャナケーシング１６と、そのスキャナケーシング１６内に設けられる走査手段としてのポリゴンミラー１７、ポリゴンミラー１７にレーザ光を照射するためのレーザ照射手段としてのレーザ照射光学部１８、ポリゴンミラー１７によって偏向および走査されたレーザ光ＬＢ１，ＬＢ２，ＬＢ３，ＬＢ４（以下、これらを総称する場合、単に「レーザ光ＬＢ」という。）を像面において等速度の光束に変換するｆθレンズ１９、ｆθレンズ１９を通過したレーザ光ＬＢを出射させるためのレーザ出射光学部２０とを備えている。

スキャナケーシング１６は、図３に示すように、ボックス形状をなし、その底壁４３には、各色に対応する出射窓２１が形成されている。各出射窓２１は、前後方向の異なる位置に互いに間隔を隔てて設けられており、前方から後方に向かって、各色に対応して、順次、イエロー出射窓２１Ｙ、マゼンタ出射窓２１Ｍ、シアン出射窓２１Ｃ、ブラック出射窓２１Ｋとして形成されている。

ポリゴンミラー１７は、後述する４個のレーザ発光部２４に対して１つ設けられている。このポリゴンミラー１７は、複数の反射面１７ａを有する多面体（たとえば、６面体）に形成されており、モータ基板２２上に、その中心に設けられる回転軸２３を中心として回転可能に設けられている。モータ基板２２内には、スキャナモータ（図示せず）が収容されており、このスキャナモータの動力によって、ポリゴンミラー１７が高速で回転駆動される。

レーザ照射光学部１８は、図２に示すように、レーザ発光部２４、コリメートレンズ２５およびスリット板２６を１組として、これらを各色に対応して４組備えるとともに、３個の反射ミラー２７，２８，２９と、１個のシリンドリカルレンズ３０とを備えている。
レーザ発光部２４は、たとえば、半導体レーザからなる。２個のレーザ発光部２４は、平面視において、ポリゴンミラー１７に対向し、その対向方向と直交する方向に互いに間隔を隔てて配置されており、それぞれレーザ光ＬＢ１，ＬＢ４を互いに平行をなすように同方向（ポリゴンミラー１７との対向方向）に出射する。他の２個のレーザ発光部２４は、平面視において、それぞれレーザ光ＬＢ２，ＬＢ３を、レーザ光ＬＢ１，ＬＢ４に直交し、かつ、レーザ光ＬＢ１，ＬＢ４の出射方向に互いにずれて、互いに対向する方向に出射するように配置されている。

各コリメートレンズ２５は、各レーザ発光部２４からのレーザ光ＬＢの出射方向において、各レーザ発光部２４の下流側に設けられ、各レーザ発光部２４とそれぞれ対向配置されている。
各スリット板２６は、各レーザ発光部２４からのレーザ光ＬＢの出射方向において、各コリメートレンズ２５の下流側に設けられ、各コリメートレンズ２５とそれぞれ対向配置されている。各スリット板２６には、各レーザ光ＬＢを通過させて、その通過方向に直交する断面形状を制限するためのスリットが形成されている。

各レーザ発光部２４から発光されるレーザ光ＬＢは、各コリメートレンズ２５によって平行光束に変換される。その後、各レーザ光ＬＢは、各スリット板２６のスリットを通過することによって、レーザ光の通過方向に直交する断面形状が制限される。これにより、各レーザ発光部２４から発光されるレーザ光ＬＢの迷光が防止される。
反射ミラー２７は、レーザ光ＬＢ２の光路上において、平面視でレーザ光ＬＢ１とレーザ光ＬＢ２とが交差する位置に、その反射面に対してレーザ光ＬＢ２が４５°の角度をなして入射するように配置されている。この反射ミラー２７において、レーザ光ＬＢ２が９０°反射して屈折する一方、レーザ光ＬＢ１が反射ミラー２７の下方を通過し、これらのレーザ光ＬＢ１，ＬＢ２の光路が、上下方向（後述する基準平面Ｆに直交する方向）において間隔を隔てた状態で、平面視において一致するように合成される。

反射ミラー２８は、レーザ光ＬＢ４の光路上において、平面視でレーザ光ＬＢ３とレーザ光ＬＢ４とが交差する位置に、その反射面に対してレーザ光ＬＢ４が４５°の角度をなして入射するように配置されている。この反射ミラー２８において、レーザ光ＬＢ４が９０°反射して屈折する一方、レーザ光ＬＢ３が反射ミラー２８の下方を通過し、これらのレーザ光ＬＢ３，ＬＢ４の光路が、上下方向において間隔を隔てた状態で、平面視において一致するように合成される。

反射ミラー２９は、反射ミラー２８を通過および反射したレーザ光ＬＢ３，ＬＢ４の光路上において、平面視でレーザ光ＬＢ１，ＬＢ２とレーザ光ＬＢ３，ＬＢ４とが交差する位置に、その反射面に対してレーザ光ＬＢ３，ＬＢ４が４５°の角度をなして入射するように配置されている。この反射ミラー２９において、レーザ光ＬＢ３，ＬＢ４が９０°反射して屈折する。その一方で、レーザ光ＬＢ１，ＬＢ２が反射ミラー２８の下方を通過し、これにより、レーザ光ＬＢの光路が、上下方向において間隔を隔てて互いに平行をなし、平面視において一致するように合成される。

シリンドリカルレンズ３０は、樹脂材料を用いた射出成形によって形成される樹脂製レンズであり、レーザ光ＬＢの光路上において、レーザ光ＬＢの通過方向において、反射ミラー２９の下流側であって、ポリゴンミラー１７の上流側に配置されている。
反射ミラー２９を通過または反射したレーザ光ＬＢは、シリンドリカルレンズ３０を透過し、このとき上下方向において同一の位置（後述する図４に示す点Ｑ）にて収束するように屈折されて、ポリゴンミラー１７の同一の反射面１７ａにそれぞれ入射される。

図４は、反射面１７ａに入射するレーザ光ＬＢおよび反射されるレーザ光ＬＢの光路の模式図であり、図中、反射面１７ａの左方は、レーザ光ＬＢの反射前の光路（入射する際の光路）を示し、反射面の右方は、レーザ光ＬＢの反射後の光路を示している。
図４に示すように、レーザ光ＬＢ１，ＬＢ２は、基準平面Ｆの下側から反射面１７ａに入射され、レーザ光ＬＢ３，ＬＢ４は、基準平面Ｆの上側から反射面１７ａに入射される。また、シリンドリカルレンズ３０の設計により、レーザ光ＬＢは、反射面１７ａに対して、次に述べる１〜３の関係をなして入射される。

１．基準平面Ｆから下側に最も離間したレーザ光ＬＢ１および基準平面Ｆから上側に最も離間したレーザ光ＬＢ４は、基準平面Ｆに対して互いに対称をなす方向から反射面１７ａに入射され、基準平面Ｆに対してレーザ光ＬＢ１がなす角度θ１と、基準平面Ｆに対してレーザ光ＬＢ４がなす角度θ２とは等しい。
２．各レーザ光ＬＢは、反射面１７ａでの反射直後（後述する反射ミラー３１，３３，３６，４０での反射前）において、第２の光路としてのレーザ光ＬＢ４の光路４７と第１の光路としてのレーザ光ＬＢ３の光路４６とがなす角度αが２°となり、レーザ光ＬＢ３の光路４６と第３の光路としてのレーザ光ＬＢ２の光路４５とがなす角度βが１．５°（β＜α）となり、レーザ光ＬＢ２の光路４５とレーザ光ＬＢ１の光路４４とがなす角度γが１．５°（γ＝β）となる。

３．反射面１７ａにおいて、第２のレーザ光としてのレーザ光ＬＢ４の入射位置（反射位置）Ｐ４と第１のレーザ光としてのレーザ光ＬＢ３の入射位置（反射位置）Ｐ３とが、基準平面Ｆと直交する方向に間隔Ｄ１を隔て、そのレーザ光ＬＢ３の入射位置Ｐ３と第３のレーザ光としてのレーザ光ＬＢ２の入射位置Ｐ２とが、基準平面Ｆと直交する方向に間隔Ｄ１よりも小さい間隔Ｄ２（Ｄ２＜Ｄ１）を隔て、レーザ光ＬＢ２の入射位置Ｐ２とレーザ光ＬＢ１の入射位置（反射位置）Ｐ１とが、基準平面Ｆと直交する方向に間隔Ｄ２と等しい間隔Ｄ３（Ｄ３＝Ｄ２）を隔てる。

このように、各レーザ光ＬＢは、ポリゴンミラー１７の反射面１７ａと直交かつほぼ水平に延びる基準平面Ｆに対してそれぞれ所定の角度をなす方向から、反射面１７ａに入射される。そして、ポリゴンミラー１７では、ポリゴンミラー１７の高速回転によって、同一の反射面１７ａに入射されるレーザ光ＬＢを、反射させて、それぞれ主走査方向に走査する。

図３を参照して、ｆθレンズ１９は、レーザ照射光学部１８からポリゴンミラー１７に入射し、ポリゴンミラー１７によって主走査方向に走査される４本のレーザ光ＬＢを、等速度となる平行光束に変換する。
レーザ出射光学部２０は、各色に対応して、それぞれ設けられている。すなわち、レーザ出射光学部２０は、各色に対応して、イエロー光学部２０Ｙ、マゼンタ光学部２０Ｍ、シアン光学部２０Ｃおよびブラック光学部２０Ｋの４つからなる。

イエロー光学部２０Ｙは、レーザ光ＬＢ４を反射させる反射ミラー３１と、反射ミラー３１で反射されたレーザ光ＬＢ４を副走査方向（主走査方向と直交する方向）に収束させるトロイダルレンズ３２とを備えている。
ｆθレンズ１９を通過したレーザ光ＬＢ４は、イエロー光学部２０Ｙにおいて、まず、反射ミラー３１において斜め後側下方に反射した後、トロイダルレンズ３２を通過し、イエロー出射窓２１Ｙから出射される。

マゼンタ光学部２０Ｍは、レーザ光ＬＢ３を反射させる２つの反射ミラー３３，３４と、反射ミラー３３，３４で反射されたレーザ光ＬＢ３を副走査方向に収束させるトロイダルレンズ３５とを備えている。
ｆθレンズ１９を通過したレーザ光ＬＢ３は、マゼンタ光学部２０Ｍにおいて、まず、光学部材としての反射ミラー３３において斜め後側上方に反射し、次いで、反射ミラー３４において斜め後側下方に反射した後、トロイダルレンズ３５を通過し、そして、マゼンタ出射窓２１Ｍから出射される。

シアン光学部２０Ｃは、レーザ光ＬＢ２を反射させる３つの反射ミラー３６，３７，３８と、反射ミラー３６，３７，３８で反射されたレーザ光ＬＢ２を副走査方向に収束させるトロイダルレンズ３９とを備えている。
ｆθレンズ１９を通過したレーザ光ＬＢ２は、シアン光学部２０Ｃにおいて、まず、反射ミラー３６において上方に反射し、次いで、反射ミラー３７において後方に反射し、その後、反射ミラー３８において斜め後側下方に反射した後、トロイダルレンズ３９を通過し、そして、シアン出射窓２１Ｃから出射される。

ブラック光学部２０Ｋは、レーザ光ＬＢ１を反射させる３つの反射ミラー４０，４１，４２と、反射ミラー４０，４１，４２で反射されたレーザ光ＬＢ１を副走査方向に収束させるトロイダルレンズ４３とを備えている。光学部材としての反射ミラー４０は、マゼンタ光学部２０Ｍの反射ミラー３３よりもポリゴンミラー１７の反射面１７ａに近い位置に配置されている。

ｆθレンズ１９を通過したレーザ光ＬＢ１は、ブラック光学部２０Ｋにおいて、まず、反射ミラー４０において上方に反射し、次いで、反射ミラー４１において後方に反射し、ポリゴンミラー１７の上方を通過した後、反射ミラー４２において斜め後側下方に反射した後、トロイダルレンズ４３を通過し、そして、ブラック出射窓２１Ｋから出射される。
なお、イエロー光学部２０Ｙ、マゼンタ光学部２０Ｍ、シアン光学部２０Ｃおよびブラック光学部２０Ｋでは、ポリゴンミラー１７の反射面１７ａで反射後のレーザ光ＬＢの各光路４４，４５，４６，４７の長さが等しくなるように、各反射ミラーの配置が決められている。
＜プロセス部の構成＞
プロセス部１３は、図１に示すように、複数色のトナーに対応して複数設けられている。すなわち、プロセス部１３は、イエロープロセス部１３Ｙ、マゼンタプロセス部１３Ｍ、シアンプロセス部１３Ｃおよびブラックプロセス部１３Ｋの４つからなる。これらプロセス部１３は、前方から後方に向かって互いに間隔を隔てて、水平方向において重なるように、順次、並列配置されている。

各プロセス部１３は、感光体としての感光ドラム５１、スコロトロン型帯電器５２および現像手段としての現像カートリッジ５３を備えている。
感光ドラム５１は、円筒形状をなし、最表層がポリカーボネートなどからなる正帯電性の感光層により形成されるドラム本体と、このドラム本体の軸心において、ドラム本体の軸方向に沿って延びるドラム軸とを備えている。ドラム本体は、ドラム軸に対して回転自在に設けられ、ドラム軸は、プロセス部１３の幅方向（前後方向および上下方向に直交する方向、以下同じ。）両側壁に回転不能に支持されている。そして、感光ドラム５１は、画像形成時において、後述する搬送ベルト６１との接触位置における搬送ベルト６１の移動方向と同方向（図中時計回り）に回転駆動される。

スコロトロン型帯電器５２は、ワイヤおよびグリッドを備え、帯電バイアスの印加により、コロナ放電を発生させる正帯電型のスコロトロン型帯電器であり、感光ドラム５１の後方において、感光ドラム５１と接触しないように間隔を隔てて対向配置されている。
現像カートリッジ５３は、その筐体内に、現像ローラ５６、供給ローラ５７および層厚規制ブレード５８を備えている。

現像ローラ５６は、感光ドラム５１の前方において感光ドラム５１と対向配置され、感光ドラム５１と圧接されている。この現像ローラ５６は、金属製のローラ軸に、導電性のゴム材料などの弾性部材からなるローラ部分が被覆されている。より具体的には、ローラ部分は、カーボン微粒子などを含む導電性のウレタンゴム、シリコーンゴムまたはＥＰＤＭゴムなどからなる弾性体のローラ層と、そのローラ層の表面に被覆され、ウレタンゴム、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂などが主成分とされるコート層との２層構造によって形成されている。また、現像ローラ５６のローラ軸は、プロセス部１３の幅方向両側壁に回転自在に支持されており、画像形成時には、現像バイアスが印加される。

供給ローラ５７は、現像ローラ５６の前方において現像ローラ５６と対向配置され、現像ローラ５６と圧接されている。この供給ローラ５７は、金属製のローラ軸に、導電性のスポンジ部材からなるローラ部分が被覆されている。また、供給ローラ５７のローラ軸は、プロセス部１３の幅方向両側壁に回転自在に支持されている。
層厚規制ブレード５８は、金属の板ばね材からなり、その先端部に、絶縁性のシリコーンゴムからなる断面半円形状の押圧部材を備えている。そして、層厚規制ブレード５８は、現像ローラ５６の上方において現像カートリッジ５３の筐体に支持され、その先端部（下端部）の押圧部材が、現像ローラ５６に対して前側上方から圧接されている。

また、現像カートリッジ５３の筐体の上側部分は、トナーを収容するトナー収容室５５として形成されており、各色のトナーが収容されている。すなわち、イエロープロセス部１３Ｙのトナー収容室５５内には、イエローの色を有する正帯電性の非磁性１成分の重合トナーが収容されている。マゼンタプロセス部１３Ｍのトナー収容室５５内には、マゼンタの色を有する正帯電性の非磁性１成分の重合トナーが収容されている。シアンプロセス部１３Ｃのトナー収容室５５内には、シアンの色を有する正帯電性の非磁性１成分の重合トナーが収容されている。ブラックプロセス部１３Ｋのトナー収容室５５内には、ブラックの色を有する正帯電性の非磁性１成分の重合トナーが収容されている。

より具体的には、各色のトナーは、重合法により得られた略球形の重合トナーが用いられている。重合トナーは、スチレンなどのスチレン系単量体や、アクリル酸、アルキル（Ｃ１〜Ｃ４）アクリレート、アルキル（Ｃ１〜Ｃ４）メタアクリレートなどのアクリル系単量体を、懸濁重合などの公知の重合方法によって共重合させることにより得られる結着樹脂を主成分とし、これに、着色剤、荷電制御剤、ワックスなどが配合されることによりトナー母粒子が形成され、さらにこれに、流動性の向上を図るべく外添剤が添加されてなるものである。

着色剤としては、上記した、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの各着色剤が配合されている。また、荷電制御剤としては、たとえば、アンモニウム塩などのイオン性官能基を有するイオン性単量体と、スチレン系単量体やアクリル系単量体などのイオン性単量体と共重合可能な単量体との共重合によって得られる荷電制御樹脂が配合されている。また、外添剤としては、たとえば、シリカ、酸化アルミニウム、酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、酸化セリウム、酸化マグネシウムなどの金属酸化物の粉末や、炭化物の粉末、金属塩の粉末などの無機粉末が配合されている。

そして、各プロセス部１３では、画像形成時には、各トナー収容室５５に収容されている各色のトナーが、供給ローラ５７に供給され、この供給ローラ５７の回転により現像ローラ５６に供給される。このとき、トナーは、供給ローラ５７と、現像バイアスが印加されている現像ローラ５６との間で正に摩擦帯電される。現像ローラ５６上に供給されたトナーは、現像ローラ５６の回転に伴って、層厚規制ブレード５８と現像ローラ５６との間に進入し、一定厚さの薄層となって、現像ローラ５６上に担持される。

一方、スコロトロン型帯電器５２は、帯電バイアスの印加により、コロナ放電を発生させて、感光ドラム５１の表面を一様に正帯電させている。感光ドラム５１の表面は、感光ドラム５１の回転に伴って、スコロトロン型帯電器５２により一様に正帯電された後、スキャナユニット１２の出射窓２１から出射されたレーザ光の高速走査により露光され、用紙３に形成すべき画像に対応した各色の静電潜像が形成される。

さらに感光ドラム５１が回転すると、次いで、現像ローラ５６の表面に担持されかつ正帯電されているトナーが、現像ローラ５６の回転により、感光ドラム５１に対向して接触するときに、感光ドラム５１の表面に形成されている静電潜像、すなわち、一様に正帯電されている感光ドラム５１の表面のうち、レーザ光によって露光され電位が下がっている露光部分に供給される。これにより、感光ドラム５１の静電潜像は、可視像化され、感光ドラム５１の表面には、各色に対応して、反転現像によるトナー像が担持される。
＜転写部の構成＞
転写部１４は、本体ケーシング２内において、用紙カセット７の上方であって、プロセス部１３の下方において、前後方向に沿って配置されている。この転写部１４は、駆動ローラ５９、従動ローラ６０、搬送ベルト６１、転写ローラ６２およびベルトクリーニング部６３を備えている。

駆動ローラ５９は、ブラックプロセス部１３Ｋの感光ドラム５１よりも後方下側に配置されている。この駆動ローラ５９は、画像形成時において、感光ドラム５１の回転方向と逆方向（図中反時計回り）に回転駆動される。
従動ローラ６０は、イエロープロセス部１３Ｙの感光ドラム５１よりも前方下側であって、駆動ローラ５９と前後方向において対向するように配置されている。この従動ローラ６０は、駆動ローラ５９の回転駆動時に、駆動ローラ５９の回転方向と同方向（図中反時計回り）に従動回転する。

搬送ベルト６１は、エンドレスベルトからなり、カーボンなどの導電性粒子を分散した導電性のポリカーボネートやポリイミドなどの樹脂によって形成されている。この搬送ベルト６１は、駆動ローラ５９と従動ローラ６０との間に巻回されており、その巻回されている外側の接触面が、各プロセス部１３の感光ドラム５１のすべてと対向接触するように、配置されている。

そして、駆動ローラ５９の駆動により、従動ローラ６０が従動され、搬送ベルト６１が、これら駆動ローラ５９および従動ローラ６０の間を、各プロセス部１３の感光ドラム５１と対向接触する接触面において、感光ドラム５１と同方向に回転するように、矢印Ａで示す方向（図中反時計回り）に周回移動される。
転写ローラ６２は、駆動ローラ５９および従動ローラ６０の間に巻回されている搬送ベルト６１内において、各プロセス部１３の感光ドラム５１と搬送ベルト６１を挟んで対向配置されている。各転写ローラ６２は、金属製のローラ軸に、導電性のゴム材料などの弾性部材からなるローラ部分が被覆されている。そして、転写ローラ６２のローラ軸は、幅方向に沿って延び、回転自在に支持されており、転写時には転写バイアスが印加される。各転写ローラ６２は、搬送ベルト６１と対向接触する接触面において、搬送ベルト６１の周回移動方向と同方向（図中反時計回り）に回転する。

そして、給紙部４から給紙された用紙３は、駆動ローラ５９の駆動および従動ローラ６０の従動により周回移動される搬送ベルト６１によって、前方から後方に向かって、搬送ベルト６１と各プロセス部１３の感光ドラム５１との間の画像形成位置を、順次通過するように搬送される。そして、その搬送中に、各プロセス部１３の感光ドラム５１に担持されている各色に対応したトナー像が順次転写され、これによって、用紙３にカラー画像が形成される。

すなわち、たとえば、イエロープロセス部１３Ｙの感光ドラム５１の表面に担持されたイエローのトナー像が、用紙３に転写されると、次いで、マゼンタプロセス部１３Ｍの感光ドラム５１の表面に担持されたマゼンタのトナー像が、既にイエローのトナー像が転写されている用紙３に重ねて転写され、同様の動作によって、シアンプロセス部１３Ｃの感光ドラム５１の表面に担持されたシアンのトナー像、ブラックプロセス部１３Ｋの感光ドラム５１の表面に担持されたブラックのトナー像が重ねて転写され、これによって、用紙３にカラー画像が形成される。

このようなカラー画像の形成において、このカラーレーザプリンタ１は、各プロセス部１３において、プロセス部１３が各色に対応して複数設けられているタンデム型の装置構成であるため、モノクロ画像を形成する速度とほぼ同じ速度で、各色に対応したトナー像を形成して、迅速なカラー画像の形成を達成することができる。そのため、小型化を図りつつ、カラー画像を形成することができる。

ベルトクリーニング部６３は、搬送ベルト６１の下方であって、ブラックプロセス部１３Ｋと搬送ベルト６１を挟んで対向配置されている。
このベルトクリーニング部６３は、搬送ベルト６１の表面に接触するように配置され、その搬送ベルト６１の表面に付着した紙粉やトナーなどを掻き取るための１次クリーニングローラ６４と、その１次クリーニングローラ６４と接触するように配置され、１次クリーニングローラ６４によって掻き取られた紙粉やトナーなどを電気的に回収する２次クリーニングローラ６５と、２次クリーニングローラ６５に接触し、２次クリーニングローラ６５に回収された紙粉やトナーなどを掻き取る掻取ブレード６６と、掻取ブレード６６によって掻き取られた紙粉やトナーなどを貯留するクリーニングボックス６７とを備えている。

このベルトクリーニング部６３では、搬送ベルト６１の表面に付着した紙粉やトナーなどが、まず、１次クリーニングローラ６４によって掻き取られた後、１次クリーニングローラ６４によって掻き取られた紙粉やトナーなどが、２次クリーニングローラ６５によって電気的に回収される。その後、２次クリーニングローラ６５に回収された紙粉やトナーなどが、掻取ブレード６６によって掻き取られた後、クリーニングボックス６７内に貯留される。
＜定着部の構成＞
定着部１５は、転写部１４の後方に配置されている。この定着部１５は、加熱ローラ６８、加圧ローラ６９および搬送ローラ７０を備えている。加熱ローラ６８は、その表面に離型層が形成される金属素管からなり、その軸方向に沿ってハロゲンランプが内装されている。そして、ハロゲンランプにより、加熱ローラ６８の表面が定着温度に加熱される。また、加圧ローラ６９は、加熱ローラ６８を押圧するように設けられている。また、搬送ローラ７０は、上下１対のローラからなり、加熱ローラ６８および加圧ローラ６９の後方に配置されている。

そして、用紙３上に転写されたカラー画像は、次いで、定着部１５に搬送され、用紙３が加熱ローラ６８と加圧ローラ６９との間を通過する間に、加熱および加圧されることによって用紙３に熱定着される。熱定着された用紙３は、搬送ローラ７０によって排紙部６に送られる。
＜排紙部の構成＞
排紙部６は、排紙パス７１、排紙ローラ７２および排紙トレイ７３を備えている。

排紙パス７１は、上流側端部が、下方において搬送ローラ７０に隣接し、用紙３が後方に向かって給紙されるように、また、下流側端部が、上方において排紙ローラ７２に隣接し、用紙３が前方に向かって排紙されるような、略Ｕ字形状の用紙３の搬送経路として形成されている。
排紙ローラ７２は、排紙パス７１の下流側端部に、１対のローラとして設けられている。

排紙トレイ７３は、本体ケーシング２の上面に、前方から後方に向かって下方に傾斜する傾斜壁として形成されている。
そして、搬送ローラ７０から送られた用紙３は、排紙パス７１内において、搬送方向が前後反転された後、排紙ローラ７２によって、前方に向かって排紙される。排紙された用紙３は、排紙トレイ７３上に載置される。

以上のように、このカラーレーザプリンタ１のスキャナユニット１２では、反射面１７ａでの反射直後において、レーザ光ＬＢ３の光路４６とレーザ光ＬＢ４の光路４７とがなす角度α＝２°であり、その角度αは、レーザ光ＬＢ３の光路４６とレーザ光ＬＢ２の光路４５とがなす角度β＝１．５°よりも大きい。そして、光路４７上の反射ミラー４０は、光路４５上の反射ミラー３３よりもポリゴンミラー１７の反射面１７ａに近い位置に配置されている。

レーザ光ＬＢ３の光路４６とレーザ光ＬＢ４の光路４７とがなす角度αが、レーザ光ＬＢ３の光路４６とレーザ光ＬＢ２の光路４５とがなす角度βよりも大きいので、光路４６と光路４７との間には、光路４６と光路４５との間に比べて、ポリゴンミラー１７の反射面１７ａに近い位置で、光路４７上の反射ミラー４０の配置に十分な間隔を確保することができる。一方、光路４６と光路４５との間には、ポリゴンミラー１７の反射面１７ａから離れることによって、光路４５上の反射ミラー３３の配置に十分な間隔を確保することができる。そのため、ポリゴンミラー１７の反射面１７ａに対して、光路４５上の反射ミラー３３を相対的に遠い位置に配置し、光路４７上の反射ミラー４０を相対的に近い位置に配置することによって、反射ミラー４０の配置に多少の誤差が生じても、反射ミラー４０が光路４６を通るレーザ光ＬＢ３と干渉するのを防止することができる。よって、スキャナユニット１２のサイズを大型化することなく、反射ミラー４０の配置に要求される精度を下げることができる。その結果、反射ミラー４０の配置にかかる手間および時間を軽減することができ、ひいてはカラーレーザプリンタ１の製造に要する手間および時間を軽減することができる。

また、ポリゴンミラー１７の反射面１７ａにおいて、レーザ光ＬＢ４の入射位置Ｐ４とレーザ光ＬＢ３の入射位置Ｐ３との間隔Ｄ１は、そのレーザ光ＬＢ３の入射位置Ｐ３とレーザ光ＬＢ２の入射位置Ｐ２との間隔Ｄ２よりも大きい。したがって、レーザ光ＬＢ３の光路４６とレーザ光ＬＢ４の光路４７との間隔をより大きく確保することができる。そのため、光路４６と光路４７との間に、光路４７上の反射ミラー４０の配置に十分な間隔を確保することができる。よって、反射ミラー４０の配置に要求される精度をさらに下げることができ、反射ミラー４０の配置にかかる手間および時間を一層軽減することができる。

さらに、レーザ光ＬＢ１，ＬＢ２は、基準平面Ｆの下側から反射面１７ａに入射され、レーザ光ＬＢ３，ＬＢ４は、基準平面Ｆの上側から反射面１７ａに入射されるので、すべてのレーザ光ＬＢを基準平面Ｆに対して同じ側から反射面１７ａに入射させる構成と比べて、各レーザ光ＬＢの間隔に余裕を持たせることができ、レーザ照射光学部１８に備えられるレーザ発光部２４、コリメートレンズ２５、スリット板２６、反射ミラー２７，２８，２９およびシリンドリカルレンズ３０の配置の自由度を増すことができる。

さらにまた、基準平面Ｆから下側に最も離間したレーザ光ＬＢ１および基準平面Ｆから上側に最も離間したレーザ光ＬＢ４は、そのレーザ光ＬＢ１が基準平面Ｆに対してなす角度θ１とＬＢ４が基準平面Ｆとなす角度θ２とが等しくなるように入射されるので、それらのレーザ光ＬＢ１，ＬＢ４を、ポリゴンミラー１７によって同じ精度で偏向および走査させることができる。さらに、ポリゴンミラー１７で反射された後のレーザ光ＬＢ１，ＬＢ４は、ｆθレンズ１９の入射面に対して同じ角度をなして入射するので、それらのレーザ光ＬＢ１，ＬＢ４に対して、ｆθレンズ１９におけるｆθ機能を同精度で発揮することができる。そのため、レーザ光ＬＢ１による感光ドラム５１の走査精度と、レーザ光ＬＢ４による感光ドラム５１の走査精度とを等しくすることができる。

また、光路４５を通るレーザ光ＬＢ２、光路４６を通るレーザ光ＬＢ３および光路４７を通るレーザ光ＬＢ４が、それぞれ反射ミラー３３，３６，４０において、すべて上側に折り返される。そのため、その折返し後の各光路４５，４６，４７上に配置すべき他の反射ミラーなどを、反射ミラー３３，３６，４０の上方に集約して配置することができる。その結果、スキャナユニット１２を小型化することができる。

また、ポリゴンミラー１７によって偏向および走査された４本のレーザ光に対応して、４つのプロセス部１３が設けられており、各プロセス部１３に設けられる４つの感光ドラム５１には、それぞれ独立した各レーザ光が照射されることにより、静電潜像が形成される。そのため、１つのスキャナユニット１２で４つの感光ドラム５１に対して静電潜像を形成することができる。その結果、各感光ドラム５１に対してそれぞれスキャナユニットを設ける構成に比べて、カラーレーザプリンタ１を小型化することができる。

そして、４つの感光ドラム５１に形成された４つの静電潜像は、各プロセス部１３に設けられた４つの現像ローラ５６によって、それぞれ、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの色に対応する現像剤で現像された後、転写部１４において、同一の用紙３に、順次色重ねされる。そのため、このカラーレーザプリンタ１では、精度のよい静電潜像を、各感光ドラム５１に形成して、精度のよいカラー画像の形成を達成することができながら、モノクロ画像とほぼ同じ速度でカラー画像を形成することができる。

なお、この実施形態では、走査手段として、ポリゴンミラー１７を用いた構成を取り上げたが、ポリゴンミラー１７に代えて、ガルバノミラーが用いられてもよい。
また、本発明の特徴の１つである光学部材の配置について、反射ミラー４０の配置を例にとって説明したが、各光路４４，４５，４６，４７上にレーザ光ＬＢの断面形状を整形するための（迷光を防止するための）スリットが設けられる場合、ポリゴンミラー１７の反射面１７ａに対して、光路４５上の光学部材としてのスリットを相対的に遠い位置に配置し、光路４７上の光学部材としてのスリットを相対的に近い位置に配置することによって、それらのスリットの配置に多少の誤差が生じても、各スリットが光路４６を通るレーザ光ＬＢ３と干渉するのを防止することができる。

本発明の画像形成装置としてのカラーレーザプリンタの一実施形態を示す側断面図（前後方向に沿って切断したときの縦断面を側方から見た図）である。 図１に示すカラーレーザプリンタのスキャナユニットにおいて、レーザ照射光学部の光学系を示す側面図である。 図１に示すカラーレーザプリンタのスキャナユニットにおいて、レーザ出射光学部の光学系を示す側面図である。 図１に示すカラーレーザプリンタのスキャナユニットにおいて、ポリゴンミラーの反射面に入射および反射するレーザ光の光路を示す模式図である。

符号の説明

１ カラーレーザプリンタ
１２ スキャナユニット
１７ ポリゴンミラー
１７ａ 反射面
１８ レーザ照射光学部
３３ 反射ミラー
４０ 反射ミラー
４４ 光路
４５ 光路
４６ 光路
４７ 光路
５１ 感光ドラム
５３ 現像カートリッジ
Ｄ１ 間隔
Ｄ２ 間隔
ＬＢ１ レーザ光
ＬＢ２ レーザ光
ＬＢ３ レーザ光
ＬＢ４ レーザ光
Ｐ１ 入射位置
Ｐ２ 入射位置
Ｐ３ 入射位置
α 角度
β 角度

Claims (7)

1. 反射面を有し、前記反射面でレーザ光を反射させて、そのレーザ光を主走査方向に走査させるための走査手段と、
   複数のレーザ光を、前記反射面と直交し、かつ、主走査方向に沿う基準平面に対してそれぞれ所定の角度をなす方向から、前記反射面に照射するレーザ照射手段と、
   複数のレーザ光の前記反射面での反射後の各光路上に配置される光学部材とを備え、
   前記レーザ照射手段は、前記基準平面と直交する方向において、複数のレーザ光の前記反射面での反射後の各光路のうち、第１の光路とその第１の光路に対して一方側に隣り合う第２の光路とがなす角度が、前記第１の光路とその第１の光路に対して他方側に隣り合う第３の光路とがなす角度よりも大きくなるように、複数のレーザ光を前記反射面に照射し、
   前記第２の光路上の前記光学部材は、前記第３の光路上の前記光学部材よりも前記反射面に近い位置に配置されることを特徴とする、光走査装置。
2. 前記レーザ照射手段は、前記基準平面と直交する方向において、前記反射面における第１のレーザ光の反射位置に対して一方側に所定間隔を隔てた位置で第２のレーザ光が反射し、前記反射面における第１のレーザ光の反射位置に対して他方側に前記所定間隔よりも小さい間隔を隔てた位置で第３のレーザ光が反射するように、複数のレーザ光を前記反射面に照射し、
   前記第２のレーザ光の光路上の前記光学部材は、前記第３のレーザ光の光路上の前記光学部材よりも前記反射面に近い位置に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の光走査装置。
3. 前記レーザ照射手段は、前記基準平面に対して、少なくとも１つのレーザ光をそれ以外のレーザー光と反対側から前記反射面に照射することを特徴とする、請求項１または２に記載の光走査装置。
4. 前記レーザ照射手段は、前記基準平面と直交する方向において、前記基準平面に対して一方側に最も離間したレーザ光が前記基準平面となす角度と、他方側に最も離間したレーザ光が前記基準平面となす角度とが等しくなるように、複数のレーザ光を前記反射面に照射することを特徴とする、請求項３に記載の光走査装置。
5. 前記第１の光路上の前記光学部材、前記第２の光路上の前記光学部材および前記第３の光路上の前記光学部材は、それぞれ前記第１の光路、前記第２の光路および前記第３の光路を前記基準平面の一方側に向けて折り返す折返しミラーであることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載の光走査装置。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の光走査装置と、
   前記光走査装置によるレーザ光の走査によって静電潜像が形成される感光体と、
   前記感光体に形成される静電潜像を現像剤で現像するための現像手段とを備えていることを特徴とする、画像形成装置。
7. 前記感光体は、複数備えられ、
   前記現像手段は、各前記感光体に対応して複数設けられ、互いに異なる色の現像剤で各前記感光体に形成される静電潜像を現像することを特徴とする、請求項６に記載の画像形成装置。

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