JP2009216882A - 光書込装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】薄型化を実現するとともに高画質を得られる光書込装置を低コストに提供する。
【解決手段】光書込み装置１０の光学ハウジング２０は、主走査方向両側の側板部２０ａ，２０ａと、底板部２０ｂと、副走査方向両側の側板部２０ｃ，２０ｃとからなる１枚の板金により製作され、四角い箱形状に構成されている。光学素子７，８，９，１１は、ハウジングの側板部２０ａ，２０ａに設けられた開口部に嵌め込まれて位置決め保持される。各光学素子７，８，９，１１の位置決め精度は、側板部２０ａ，２０ａに設ける開口によって精度を出すことができるので、ハウジング底板部２０ｂ上での上下方向で精度を出す場合に比べて、格段に精度向上が容易である。
【選択図】図３

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置における光書込装置（光走査装置）に関するものである。

特開平３−１５０１７４号公報 特開平９−１２７４４４号公報 特開平１０−３０４８号公報 特開平１０−２８２４４０号公報

現在、画像形成装置に対する市場の要求としては、小型、軽量、低コスト化などが挙げられる。特に、カラー画像形成装置は構成部品数が多いため、従来のモノクロ装置に比べて非常に大型であり、小型化に対する要求が高い。

従来市販されている画像形成装置に用いられている、複数の光ビームを用いた光書込装置（光走査装置）は、光ビームを複数の反射ミラーにより複数回折り返すことで、それぞれの像担持体の被走査面に照射しているが、各光ビームが干渉しないように複数のミラーを配置する必要があるため、必然的にスペースが必要であり、特に上下方向の高さが大きくならざるを得ない。

また、特許文献１には、発振波長が異なる複数の光源を用いて、照射されるビームを色合成手段により略重合わせ、合成された合成光を波長ごとに走査し、色分離手段を用いて色分離する光走査装置が記載されている。

また、特許文献２には、メンテナンス作業の作業性を向上させるとともに、色重ね精度を向上させることのできるマルチビーム走査装置が記載されている。
また、特許文献３には、偏光方向又は波長の異なる２つの光源を用いて、複数の感光体を走査する多色画像形成装置の光走査装置が記載されている。

また、特許文献４には、発光波長が異なる複数の半導体レーザチップを並べて設置したマルチチップ半導体レーザ光源を用いて、複数の感光体ドラムに振り分けて照射する光走査装置及び電子写真記録装置が記載されている。

しかしながら、上記各特許文献に記載のものは、合成された光ビームを分離手段を用いて分離しているが、各感光体までの光路長がそれぞれ異なっていたり、あるいは光路長を合わせるためにポリゴンミラー走査面と各感光体における照射位置を結ぶ面が平行ではなくなっている。また、各感光体への光ビームの入射角度もそれぞれ異なっている。

特許文献１及び特許文献２のように、ポリゴンミラー走査面と各感光体における照射位置を結ぶ面が平行でない場合、光走査装置としては小型化が可能であるが、複数の折り返しミラーを用いるために薄型化できず、画像形成装置としては大きくなってしまう。また、４色化のためにポリゴンミラーを中心として光学素子を略対称に配置した構成においては、感光体を横一線に並べることが難しく、現在広く採用されているようなタンデム型のカラー画像形成装置に適用するのが困難であるという問題がある。

また、特許文献３及び特許文献４に記載のものは、各感光体までの光路長が異なっており、また、各感光体への光ビームの入射角度もそれぞれ異なっているため、各感光体の被走査面上での各光ビームのビーム径が異なったり、各感光体上に形成した各色画像を重ね合わせる際に不利な構成となる、という問題がある。

また、波長の異なる光ビームを用いて走査を行う場合、その波長の異なる光ビームを同じ走査光学系レンズを用いた場合には波長によって倍率が異なってしまうため、感光体に照射される際のビーム径が異なってしまい、各感光体において均一で高品質な静電潜像を形成することができないという問題がある。

さらに、従来の光走査装置においては、ミラーやレンズ等の光学素子を立体的に複雑な位置関係で支持する必要があるため、必然的に光学ハウジングの構成が複雑となり、光学ハウジングの製作に要する時間やコストが増大するという問題もある。

本発明は、従来の光書込装置における上述の問題を解決し、薄型化を実現するとともに高画質を得られる光書込装置を低コストに提供することを課題とする。
また、上記光書込装置を備えて小型かつ高画質な画像形成装置を提供することも本発明の課題である。

前記の課題は、本発明により、波長の異なる光ビームを出射する複数の光源と、該複数の光源からそれぞれ出射され副走査方向に同一軸に合成された光ビームを偏向走査させるための走査光学系と、前記合成された光ビームを分離させるための分離光学系と
を有し、前記分離された各光ビームをそれぞれ異なる被走査面に導いて各被走査面を走査する光書込装置であって、当該光書込装置の高さ方向における、前記走査光学系の光学中心と前記分離光学系の光学中心とが略一致するように構成されていることにより解決される。

また、前記走査光学系及び前記分離光学系を構成する光学素子を保持する光学ハウジングが、一枚の板状部材から製作された箱形状のハウジングであると好ましい。
また、前記分離光学系を構成する光学素子が、前記箱形状ハウジングの側壁部に位置決め保持されると好ましい。

また、前記分離光学系を構成する光学素子が、前記箱形状ハウジングの側壁部に設けられた開口に嵌め込まれて位置決め保持されると好ましい。
また、当該ハウジングを画像形成装置本体に保持させるためのユニット保持部を、前記開口と副走査方向の同列上に前記側壁部に設けたと好ましい。

また、前記箱形状ハウジングの底板部に、前記走査光学系を構成する光学素子を搭載して位置決め保持する光学素子保持部が突設されていると好ましい。
また、前記箱形状ハウジングの底板部に、前記走査光学系及び前記分離光学系を構成する光学素子と干渉しないように、補強部が突設されていると好ましい。

また、前記箱形状ハウジングの底板部に、被走査面への光ビームを出射させるビーム出射口を有し、該ビーム出射口に結像レンズ嵌装して防塵ガラスとして機能させると好ましい。

また、前記板状部材が金属製板金であると好ましい。
また、請求項１〜９のいずれか１項に記載の光書込装置が備える光学素子のうち回転偏向器を共通の１つの偏向手段として用いるとともに、前記回転偏向器以外の光学素子を、前記回転偏向器の両側に略対称に配置し、４つの光源からの光ビームにより４つの被走査面を走査するよう構成されていると好ましい。

また、前記の課題は、本発明により、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の光書込装置を備える画像形成装置により解決される。
また、前記光書込装置により走査される走査対象としての像担持体を４つ備えたタンデム型のフルカラー装置であると好ましい。

本発明の光書込装置によれば、当該光書込装置の高さ方向における走査光学系の光学中心と分離光学系の光学中心とが略一致するように構成されているので、複数の光源から出射されて合成された走査光を分離光学系で分離させて各感光体（被走査面）を走査する構成であっても、光書込み装置の高さ方向の大きさが大きくならず、薄型の光書込装置を実現できる。

請求項２の構成により、一枚の板状部材から製作された箱形状のハウジングであるので、光学ハウジングが単純な構成となり、ハウジングの製作が容易となり、製作手順の削減によるコストダウン及び製作時間短縮を実現することができる。

請求項３の構成により、分離光学系を構成する光学素子が箱形状ハウジングの側壁部に位置決め保持されるので、面積が広く精度の出しにくいハウジング底板に対し、必要以上の面精度や平面度が要求されず、加工コストを抑制することができる。底板上での上下方向で精度を出す（高める）場合に比べて、格段に精度向上が容易となる。

請求項４の構成により、分離光学系を構成する光学素子が箱形状ハウジングの側壁部に設けられた開口に嵌め込まれて位置決め保持されるので、各光学素子間の平行度を保つことが容易になるとともに、ハウジング自体の剛性を高めることも可能である。また、側壁部で光学素子の位置決め精度を出すためには、光学素子を保持する開口の位置精度を出すことによれば良いので、底板上での精度確保に比べて、格段に精度向上が容易となる。

請求項５の構成により、当該ハウジングを画像形成装置本体に保持させるためのユニット保持部を、分離光学系の光学素子を保持させる開口と副走査方向の同列上に側壁部に設けたので、光書き込み装置の画像形成装置に対する位置決め精度が向上し、画質向上に寄与することができる。

請求項６の構成により、箱形状ハウジングの底板部に、走査光学系を構成する光学素子を搭載して位置決め保持する光学素子保持部が突設されているので、ハウジング底板部の剛性を高めることができる。

請求項７の構成により、箱形状ハウジングの底板部に、走査光学系及び分離光学系を構成する光学素子と干渉しないように、補強部が突設されているので、ハウジング底板部の剛性を高めることができる。

請求項８の構成により、ハウジング内への埃等の侵入を防ぐことができる。
請求項９の構成により、加工が容易となり、高精度な光書込み装置を低コストに実現することが可能となる。

請求項１０の構成により、部品点数の増加を抑制してフルカラーの走査に対応することができる。
請求項１１に記載の画像形成装置によれば、薄型の光書込装置を備えることにより、画像形成装置の上下方向の大きさを小さくして、装置の小型化を図ることができる。

請求項１２の構成により、短時間でフルカラー画像の形成が可能なタンデム型画像形成装置を、薄型の光書込装置により画像形成装置の上下方向の大きさを小さくして実現することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る光書込装置の一例における要部構成を示す断面図である。また、図２は、その平面図である。なお、本例の光書込装置１０は、偏向手段としてのポリゴンミラー５を共通として、図２におけるポリゴンミラー５以外の構成要素を略対称に２セット配置した構成であり、図１に示すように走査対象としての４つの感光体を走査するものである。

これらの図に示す本例の光書込装置１０は、半導体レーザ１、コリメートレンズ２、アパーチャ３、シリンドリカルレンズ４、回転多面鏡であるポリゴンミラー５、ｆθレンズ６、偏光ビームスプリッタ７（第１のビーム分離手段）、１／４波長板８、ダイクロイックミラー９（第２のビーム分離手段）、反射鏡１１、結像レンズ１４等から構成され、これらの構成要素が光学ユニット２０内に配置されている。

本例の光書込装置では、半導体レーザ１ａ，１ｂは、それぞれ波長の異なる光ビームを出射するものが用いられており、光分離手段としてのダイクロイックミラー９に対応した波長帯域のものが用いられる。同様に、半導体レーザ１ｃ，１ｄは、それぞれ波長の異なる光ビームを出射するものが用いられており、光分離手段としてのダイクロイックミラー９に対応した波長帯域のものが用いられる。

ポリゴンミラー５の各側に配置された構成要素による作用は同じであるので、ここでは主に左側部分に基づいて説明するが、ポリゴンミラー５の右側に示される、半導体レーザ１ｃ，１ｄで走査を行う部分も同様である。

２つの異なる光源である半導体レーザ１ａ，１ｂから出射された偏光方向が同じで波長の異なる光ビームは、コリメートレンズ２、アパーチャ３ａ，３ｂ及びシリンドリカルレンズ４を経て副走査方向に同一軸に合成されて偏向手段としてのポリゴンミラー５で反射され、ｆθレンズ６を透過し、ビーム分離手段としての偏光ビームスプリッタ７を通過する。偏光ビームスプリッタ７は、光ビームのπ／２の回転角の違いによる偏光方向により光を分離するもので、ビームの進入方向により透過または反射するような特徴をもたせたものである。なお、コリメートレンズ２及びシリンドリカルレンズ４は、各光源ごとに配置されるが、それらは全く同一なものであるため、符号にａ，ｂを付して区別していない。また、半導体レーザ１ａ，１ｂ及びアパーチャ３ａ，３ｂはそれぞれに異なる部分があるので、符号にａ，ｂを付して区別している。

ｆθレンズ６を出て偏光ビームスプリッタ７を通過した２つのビーム（それぞれ偏光方向が同じで波長の異なる光ビーム）は１／４波長板８を通過する。１／４波長板８は、光ビームの偏光方向をπ／４だけ回転させるもので、上記２つの光ビームは、１／４波長板８を通過することで、それぞれ出射時とはπ／４だけ回転した光ビームとなった状態で、ビームに対して垂直に設置された多層膜誘電体ミラーであるダイクロイックミラー９により、１ビームは透過、他方の１ビームは反射される。ダイクロイックミラー９は、ある波長帯域の光ビームは透過させ、ある波長帯域の光ビームは反射させる。すなわち、上記２つの光ビームは、ダイクロイックミラー９により、反射光と透過光に分離される。

さて、ダイクロイックミラー９を透過した光ビームは反射鏡１０により反射され、結像レンズ１４を通って副走査方向に絞られながら感光体１０１ａの被走査面に照射される。一方、ダイクロイックミラー９により反射された光ビームは、同じ光路を戻って再度１／４波長板８を通過することにより再び偏光方向をπ／４だけ回転させられ、出射時とはπ／２だけ回転した光ビームとなった状態で偏光ビームスプリッタ７に入射する。その出射時とはπ／２だけ回転した光ビームは偏光ビームスプリッタ７により反射され、結像レンズ１４を通って副走査方向に絞られながら感光体１０１ｂの被走査面に照射される。このようにして、半導体レーザ１ａ，１ｂから出射された光ビームが、それぞれ感光体１０１ａと感光体１０１ｂとに導かれ、各感光体を走査する。

なお、本例では、半導体レーザ１ａ，１ｂから出射される２つの光ビームは、共に例えば直線偏光のＰ波であり、一方の光ビームは１／４波長板８によりπ／４だけ回転して円偏光となった状態でダイクロイックミラー９を透過して感光体１０１ａに照射される。他方の光ビームは１／４波長板８によりπ／４だけ回転して円偏光となった後、ダイクロイックミラー９に反射されて再度１／４波長板８を通過することにより再び偏光方向をπ／４だけ回転させられ、直線偏光のＳ波となった状態で感光体１０１ｂに照射される。

ポリゴンミラー５の右側部分でも、同様にして、半導体レーザ１ｃ，１ｄから出射された光ビームが、それぞれ感光体１０１ｃと感光体１０１ｄとに導かれ、各感光体を走査する。

本例では、光源である各半導体レーザ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄから各感光体１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄへの光路長はいずれも等しくなるように設けられている。

また、本例では、各光ビームの感光体面への入射角度（図１に角度θとして示す）が等しくなるように構成されている。
さらに、本例では、ポリゴンミラー５による走査平面と、複数の感光体ドラム（本例では感光体１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄ）の中心を結ぶ平面とが平行となるように構成されている。

さて、多層膜誘電体ミラーであるダイクロイックミラー９により２つの光ビームを分離させるためには、２つの光ビームの波長が異なっている必要がある。反射と透過との境は、付加する多層膜により異なるが、例えば波長７５０ｎｍ近辺が境界になっているダイクロイックミラーを好適に用いることができる。その場合、用いる光ビームには上記境界前後の波長帯を選択する必要がある。波長７５０ｎｍ近辺が境界になっているダイクロイックミラーを用いる場合には、一例として、波長約６５０ｎｍの可視光と、波長約７８０ｎｍの赤外光とを選択することができる（波長約６５０ｎｍの可視光を出射する半導体レーザと波長約７８０ｎｍの赤外光を出射する半導体レーザを、半導体レーザ１ａ，１ｂとして用いることができる）。半導体レーザ１ｃ，１ｄも同様である。

なお、多層膜誘電体ミラーであるダイクロイックミラーには、ホットミラー（熱線反射型）とコールドミラー（熱線透過型）があり、本発明においては、どちらのタイプも採用可能である。

図１から判るように、本発明による光書込装置１０は、ｆθレンズ６から上流側の走査光学系（を構成する光学素子）の光学中心と、偏光ビームスプリッタ７から下流側の分離光学系（を構成する光学素子）の光学中心とが略一致するように構成されている。このため、複数の光源（半導体レーザ１ａ，１ｂあるいは半導体レーザ１ｃ，１ｄ）から出射されて合成された走査光（光ビーム）を分離光学系で分離させて各感光体を走査する構成であっても、光走査装置（光書込み装置）の高さ方向の大きさが大きくならず、薄型の光書込装置を実現できる。

また、複数の走査光（光ビーム）を分離する分離光学系を回転偏向器（ポリゴンミラー５）の両側に配置可能なことから、本例の光書込装置１０はタンデム型のフルカラー画像形成装置に好適に用いることができ、４本の光ビームを４つの感光体に振り分ける場合でも、光書込装置の厚みが増大せず、薄型の光書込装置を実現できる。したがって、フルカラー画像形成装置の小型化、特に、上下方向の大きさを抑制するのに効果が大である。

次に、光書込装置１０の光学ハウジングについて図３〜１０を参照して説明する。
図３は、上記説明した光書込装置１０を、光学ハウジングの上カバーを外した状態で示す斜視図である。図４は、その平面図である。図５はその側面図である。図６は、光学素子を省略したハウジングの斜視図である。図７はハウジングの平面図である。図８はハウジングの側面図である。図９はハウジングを展開して示す斜視図である。図１０はハウジングを展開して示す平面図である。図１１は、展開したハウジングを下方から見た底面図である。図１２は、展開したハウジングを横から見た側面図である。なお、ここでは、光学ハウジングの上面を覆う上カバーを省略している。また、図７，図１０，図１１においては、ハウジングに設けた開口を分かり易く示すために斜線（ハッチング）を付して示してある。

本例の光書込装置１０においては、上カバーを除くハウジング本体２０は１枚の平板状部材（本例では板金）で構成されており、主走査方向両側の側板２０ａ，２０ａと、底板２０ｂと、副走査方向両側の側板２０ｃ，２０ｃとからなっている。図６から分かるように、底板２０ｂに対してそれぞれ２枚の側板２０ａ，２０ａ及び側板２０ｃ，２０ｃを立ち上げる（折り曲げる）ことで、四角い（長方形の）箱状のハウジング本体２０が構成される。

主走査方向両側の側板２０ａ，２０ａには、偏光ビームスプリッタ７（第１のビーム分離手段）、１／４波長板８、ダイクロイックミラー９（第２のビーム分離手段）及び反射鏡１１を保持するための開口２１，２２，２３，２４が設けられている。これらの開口２１，２２，２３，２４は、本例では、ポリゴンミラー５の両側に光学素子を２セット配置する構成に対応して、ポリゴンミラー５の両側に位置してそれぞれ設けられている。また、底板２０ｂには結像レンズ１４を保持するための開口２５が設けられている。この開口２５は、光源からの走査光をハウジング外に導いて走査対象である感光体ドラム１０１を走査するための開口でもある。また、開口２５は、ポリゴンミラー５の両側に位置して２つずつ、計４個が設けられる。本例では、ハウジング本体２０を構成する板金に穴開け加工することで、開口２１〜２５を設けている。

偏光ビームスプリッタ７（第１のビーム分離手段）、１／４波長板８、ダイクロイックミラー９（第２のビーム分離手段）及び反射鏡１１の各光学素子は、光学ハウジングの２枚の側板２０ａ，２０ａの上記開口２１，２２，２３，２４に填め込まれ、走査光学系と光学中心が略一致するように位置決め保持される。上記開口２１，２２，２３，２４の側面部には、図１３に示すような当接部２６がハウジングの側板２０ａに複数個形成されており、この当接部２６とは反対側の開口の隙間に図示しない板バネを差し込み、光学素子（ここでは偏光ビームスプリッタ７）を当接部２６に押し当てることで、光学素子を主走査方向及び副走査方向に位置決めして保持している。なお、図１３では、開口部に保持される光学素子として偏光ビームスプリッタ７で説明したが、他の開口部でも同様にして光学素子を保持している。

ハウジングの底板２０ｂに保持される結像レンズ１４は、本例では、ハウジング内への埃等の侵入を防ぐ防塵ガラスとしても機能させるため、底板２０ｂに設けた開口２５に対し、隙間が生じないように填め込まれて保持される。

ハウジングの底板２０ｂには、走査光学素子としてのｆθレンズ６を保持するためのレンズ保持部２７が凸設されている。本例では、レンズ保持部２７は、ハウジング本体２０を構成する板金（の底板２０ｂ部）にプレス加工により形成し、分離光学系の走査平面と走査光学系の走査平面とが略一致するように、ｆθレンズ６を保持している。レンズ保持部２７の上面には、ｆθレンズ６を位置決めするための３つの凸部２８が形成されている。該凸部２８も、本例ではプレス加工により形成している。

さらに、ハウジングの底板２０ｂには、ハウジング底板の剛性を高めるための複数の補強部２９が形成されている。本例では、補強部２９は、ハウジング本体２０を構成する板金（の底板２０ｂ部）にプレス加工または絞り加工により設けている。また、本例では、ポリゴンミラーの片側に３個（列）ずつ計６個（列）の補強部２９を設けている。これらの補強部２９は、各光学素子と干渉しないように、側板２０ａ，２０ａに設けた開口２１〜２４と位置をずらして（副走査方向の位置をずらして）底板２０ｂ上に形成される。

また、ハウジングの両側の側板２０ａ，２０ａには、光学ハウジング２０（光書込装置１０）を画像形成装置本体に保持させるためのユニット保持部３０が凸設されている。本例では、ユニット保持部３０は、ハウジング本体２０を構成する板金にプレス加工で形成される。このユニット保持部３０は、光学素子を保持するための開口２１〜２４と同列に側板２０ａ，２０ａ上に形成されるので、加工精度が向上し、光書き込み装置の画像形成装置に対する位置決め精度が向上する。

本例の光学ハウジング２０の製作手順としては、ハウジングを構成する１枚の板金に対し、レンズ保持部２７や補強部２９等のプレス加工（絞り加工）を行ない、次に、開口２１〜２５の穴開け加工を行ない、最後に、各側板２０ａ，２０ａ及び２０ｃ，２０ｃの折り曲げ加工を行なうことで、光学ハウジング２０が製作される。そして、その光学ハウジング２０に、各光学素子や光源ユニットあるいはポリゴンモータを取り付けて光書込装置１０を構成する。

このように、本例の光書込装置１０では、光学ハウジング２０を単純な四角い箱形状に構成しているので、従来の光学ハウジングのような複雑な形状ではないため、ハウジングの製作が容易となり、製作手順の削減によるコストダウン及び製作時間短縮を実現することができる。

また、光学ハウジングを１枚の金属板により構成することで、加工が容易となり、高精度な光書込み装置を低コストに実現することが可能となる。なお、光学ハウジングは板金に限らず、例えば樹脂製とすることも可能である。その場合、光学素子を保持する開口部は、後開け加工により設けることができる。

また、分離光学系を構成する光学素子を光学ハウジングの側面部（側壁部分）に位置決め保持させることにより、面積が広く精度の出しにくいハウジング底板に対し、必要以上の面精度や平面度が要求されず、加工コストを抑制することができる。本例において、側板２０ａ，２０ａ部で光学素子の位置決め精度を出すためには、光学素子を保持する開口２１〜２４の位置精度を出すことによれば良いので、底板上での上下方向で精度を出す（高める）場合に比べて、格段に精度向上が容易となる。

また、分離光学系を構成する光学素子を光学ハウジングの側板２０ａ，２０ａに設けた開口２１〜２４で位置決め保持させることにより、各光学素子間の平行度を保つことが容易になるとともに、ハウジング自体の剛性を高めることも可能である。

また、ｆθレンズ６を保持するためのレンズ保持部２７をハウジングの底板２０ｂに凸設して設けたことにより、ハウジング底板部の剛性を高めることができる。また、ハウジングの底板２０ｂに複数の補強部２９を設けたことにより、ハウジング底板部の剛性を高めることができる。

また、光学ハウジング（光書込装置）を画像形成装置本体に保持させるためのユニット保持部３０を光学素子を保持する開口と同列に同じ側板上に形成したことにより、光書き込み装置の画像形成装置に対する位置決め精度が向上し、画質向上に寄与することができる。

また、走査光を光学ハウジング外に出すための開口２５に結像レンズ１４を填め込んで保持させることにより、結像レンズ１４を防塵ガラスとして機能させることができ、ハウジング内への埃等の侵入を防ぐことができる。

最後に、本発明に係る光書込装置を備える画像形成装置の一例について説明する。図１４に示す画像形成装置は、直接転写方式のタンデム型フルカラープリンタであり、装置本体のほぼ中央部に４個の作像ユニット１００（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）を配設している。イエロー，シアン，マゼンタ，ブラックの各色に対応する各作像ユニット１００（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）は、転写搬送ベルト１０８の上部走行辺に沿って並設されている。支持ローラ１０６，１０７等に巻き掛けられた転写搬送ベルト１０８は図中反時計回りに走行駆動される。右側の支持ローラ１０７の側方にはレジストローラ１０９が配置され、左側の支持ローラ１０６の側方には定着装置１１０が配置されている。

各作像ユニット１００は扱うトナーの色が異なるのみで構成は同一であり、像担持体としての感光体ドラム１０１を具備している。この感光体ドラム１０１の周りには、帯電手段１０２，現像装置１０３等が配置され、さらに各感光体ドラム１０１に対向するように転写搬送ベルト１０８の内側に転写手段としての転写ローラ１０５が設けられている。また、現像装置１０３にはトナー収納容器１０４が布設されている。なお、図では４つの作像ユニットのうち、代表して黒作像ユニット１００Ｋにのみ、作像ユニットを構成する各機器に符号を付している。

４つの作像ユニット１００上方の装置最上部には光書込装置１０が設けられている。光書込装置１０は４色のフルカラー画像形成装置に対応するものであり、上記説明したものである。この光書込装置１０は、画像情報に基づいて光変調されたレーザ光Ｌを各色作像ユニットの感光体ドラム１０１の表面に照射する。

装置下部には用紙を積載する給紙トレイ１３０が配設され、その給紙トレイから用紙を給送するための給紙装置１３１が設けられている。分離機構等の詳細については省略する。

上記のように構成されたカラープリンタにおける画像形成動作について簡単に説明する。
上記作像ユニット１００の感光体ドラム１０１が図示しない駆動手段によって図中時計方向に回転駆動され、その感光体ドラム１０１の表面が帯電手段１０２によって所定の極性に一様に帯電される。帯電された感光体表面には、光書込装置１０からのレーザ光が照射され、これによって感光体ドラム１０１表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体ドラム１０１に露光される画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー，マゼンタ，シアン及び黒の色情報に分解した単色の画像情報である。このように形成された静電潜像に現像装置１０３から各色トナーが付与され、トナー像として可視化される。

一方、給紙トレイ１３０から用紙が給紙され、給紙された用紙はレジストローラ対１０９に一旦突き当てられる。そして、用紙は上記可視像に同期するようにして送出され、ベルト１０８に吸着されて搬送される。その用紙が、各感光体ドラム１０１に対向する転写位置に到るつどに、転写手段１０５の作用により、各色トナー像が用紙上に順次重ね転写される。このようにして、用紙上にフルカラーのトナー像が担持される。

なお、作像ユニット１００のいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２色又は３色の画像を形成したりすることもできる。モノクロプリントの場合は、４個の作像ユニットのうち、図の一番右側の黒（Ｋ）ユニットを用いて画像形成を行う。

そして、トナー像を転写した後の感光体ドラム１０１表面に付着する残留トナーは、図示しないクリーニング手段によって感光体ドラム表面から除去され、次いでその表面が図示しない除電器の作用を受けて表面電位が初期化されて次の画像形成に備える。

トナー像転写後の用紙は、転写搬送ベルト１０８から分離されて、定着装置１１０に送り込まれ、熱と圧力によってトナー像が用紙に熔融定着される。定着された用紙は機外に排出され、図示しない排紙トレイ上にスタックされる。

光書込装置１０は、上記説明したように厚さの小さな薄型のものであるため、画像形成装置内部の限られた空間内に配置可能であり、カラー画像形成装置の小型化、特に、上下方向の厚みを小さくする効果が大きい。また、光書込装置の光学ハウジングを単純な四角い箱形状に構成しているので、従来の光学ハウジングのような複雑な形状ではないため、ハウジングの製作が容易となり、製作手順の削減によるコストダウン及び製作時間短縮を実現することができる。よって、画像形成装置のコストダウンにも寄与することができる。

以上、本発明を図示例により説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、各光源及び第２のビーム分離手段（ダイクロイックミラー）としては、両者の組み合わせにおいて複数の光ビームを分離可能なものを適宜採用可能である。また、第１のビーム分離手段も適宜な構成のものを採用可能である。また、走査対象への光ビームの入射角度も適宜設定可能なものである。走査対象としての感光体は、ドラム状に限らず、ベルト状感光体も可能である。光学素子及び光学素子を保持する開口の形状や大きさなども適宜設定できるものである。光学ハウジングの形状や大きさなども、本発明の範囲内で適宜変更可能である。

画像形成装置としては、直接転写方式に限らず、中間転写方式でも良い。タンデム型における色の順番等も任意である。また、４色のフルカラー機に限らず、複数色、例えば２色のトナーによる多色機にも本発明を適用可能である。画像形成装置各部の構成も任意である。もちろん、画像形成装置としてはプリンタに限らず、複写機やファクシミリ、あるいは複数の機能を備える複合機であっても良い。

本発明に係る光書込装置の一例における要部構成を示す断面図である。 その平面図である。 光書込装置を、光学ハウジングの上カバーを外した状態で示す斜視図である。 その平面図である。 その側面図である。 光学素子を省略したハウジングの斜視図である。 ハウジングの平面図である。 ハウジングの側面図である。 ハウジングを展開して示す斜視図である。 ハウジングを展開して示す平面図である。 展開したハウジングを下方から見た底面図である。 展開したハウジングを横から見た側面図である。 ハウジングの側壁部に設けた開口に光学素子が保持される様子を示す部分側面図である。 本発明に係る光書込装置を備える画像形成装置の一例である直接転写方式のタンデム型フルカラープリンタの概略構成図である。

符号の説明

１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ 半導体レーザ
５ ポリゴンミラー（回転偏向器）
６ ｆθレンズ
７ 偏光ビームスプリッタ
８ １／４波長板
９ ダイクロイックミラー
１０ 光書込装置（光走査装置）
１１ 反射鏡（ミラー）
１４ 結像レンズ
２０ ハウジング本体
２０ａ 側板
２０ｂ 底板
２０ｃ 側板
２１〜２５ 開口
２７ レンズ保持部
２９ 補強部
３０ ユニット保持部
１００ 作像ユニット
１０１ 感光体

Claims (12)

1. 波長の異なる光ビームを出射する複数の光源と、
   該複数の光源からそれぞれ出射され副走査方向に同一軸に合成された光ビームを偏向走査させるための走査光学系と、
   前記合成された光ビームを分離させるための分離光学系と
   を有し、
   前記分離された各光ビームをそれぞれ異なる被走査面に導いて各被走査面を走査する光書込装置であって、
   当該光書込装置の高さ方向における、前記走査光学系の光学中心と前記分離光学系の光学中心とが略一致するように構成されていることを特徴とする光書込装置。
2. 前記走査光学系及び前記分離光学系を構成する光学素子を保持する光学ハウジングが、一枚の板状部材から製作された箱形状のハウジングであることを特徴とする、請求項１に記載の光書込装置。
3. 前記分離光学系を構成する光学素子が、前記箱形状ハウジングの側壁部に位置決め保持されることを特徴とする、請求項２に記載の光書込装置。
4. 前記分離光学系を構成する光学素子が、前記箱形状ハウジングの側壁部に設けられた開口に嵌め込まれて位置決め保持されることを特徴とする、請求項３に記載の光書込装置。
5. 当該ハウジングを画像形成装置本体に保持させるためのユニット保持部を、前記開口と副走査方向の同列上に前記側壁部に設けたことを特徴とする、請求項４に記載の光書込装置。
6. 前記箱形状ハウジングの底板部に、前記走査光学系を構成する光学素子を搭載して位置決め保持する光学素子保持部が突設されていることを特徴とする、請求項２に記載の光書込装置。
7. 前記箱形状ハウジングの底板部に、前記走査光学系及び前記分離光学系を構成する光学素子と干渉しないように、補強部が突設されていることを特徴とする、請求項２に記載の光書込装置。
8. 前記箱形状ハウジングの底板部に、被走査面への光ビームを出射させるビーム出射口を有し、該ビーム出射口に結像レンズ嵌装して防塵ガラスとして機能させることを特徴とする、請求項２に記載の光書込装置。
9. 前記板状部材が金属製板金であることを特徴とする、請求項２に記載の光書込装置。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の光書込装置が備える光学素子のうち回転偏向器を共通の１つの偏向手段として用いるとともに、前記回転偏向器以外の光学素子を、前記回転偏向器の両側に略対称に配置し、４つの光源からの光ビームにより４つの被走査面を走査するよう構成されていることを特徴とする光書込装置。
11. 請求項１〜１０のいずれか１項に記載の光書込装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
12. 前記光書込装置により走査される走査対象としての像担持体を４つ備えたタンデム型のフルカラー装置であることを特徴とする、請求項１１に記載の画像形成装置。

Images