JP2017173727A - 光走査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光走査装置の部品の配置の自由度を高める。
【解決手段】第一の光源２１ａと、第二の光源２１ｂと、第一の光源から出射された第一の光ビームが第一の感光体１０２Ｙ、１０２Ｍの表面上を走査し、第二の光源から出射された第二の光ビームが第二の感光体１０２Ｃ、１０２Ｂｋの表面上を走査するように第一の光ビームおよび第二の光ビームを偏向する回転多面鏡３０と、第一の光源から出射された第一の光ビームを回転多面鏡へ入射させる第一の入射光学系（２ａ、３ａ、４ａ）と、第二の光源から出射された第二の光ビームを回転多面鏡へ入射させる第二の入射光学系（２ｂ、３ｂ、４ｂ）と、第一の光源、第二の光源、回転多面鏡、第一の入射光学系および第二の入射光学系を保持する筐体８５と、を備え、第一の入射光学系と第二の入射光学系の配置構成は、回転多面鏡の回転軸３１について点対称である光走査装置。
【選択図】図２

Description

本発明は、回転多面鏡を有する光走査装置に関する。

従来、光走査装置は、電子写真方式を用いて記録媒体に画像を形成する画像形成装置に用いられている。複数の感光体を用いてカラー画像を形成する画像形成装置は、装置を小型化するために、一つの回転多面鏡で複数の光ビームを偏向して複数の感光体を露光する光走査装置を有する。回転多面鏡は、光走査装置の中央部に設けられ、複数の光ビームを出射する複数の光源は、回転多面鏡に対して一方の側に配置されている（特許文献１）。この構成により、光走査装置の部品点数を減らすとともに光走査装置を小型化している。

特開２００７−１７８５７３号公報

最近は、画像形成速度の高速化のために、複数の光ビームを出射するマルチビーム光源が用いられている。マルチビーム光源としては、通常、面発光レーザが用いられる。面発光レーザは、従来の端面発光レーザのようにリア光を出射しない。従来の端面発光レーザは、端面発光レーザの裏側に光量検出器を配置して、リア光を検出することにより、光ビームの光量を調整することができる。そのため、光走査装置の内部に光量検出器を配置するための空間を確保する必要がなかった。

しかし、面発光レーザは、リア光を出射しないので、面発光レーザから出射された光ビームを分割する半透鏡と、半透鏡により分割された光ビームを受光する光量検出器とを光走査装置の内部に配置する必要がある。さらに、半透鏡と光量検出器との間の光路を光走査装置の内部に確保する必要がある。

図６は、従来例の光走査装置の主な構成要素を示す斜視図である。面発光レーザとしての光源３３ａ、３３ｂが設けられたレーザ基板３４ａ、３４ｂは、回転多面鏡３０の一方の側にまとめて配置されている。各々の光源３３ａ、３３ｂから出射された光ビームは、コリメータレンズ３５ａ、３５ｂおよび円柱レンズ３６ａ、３６ｂを経由し、各々の光路上に配置された半透鏡３７ａ、３７ｂへ入射する。半透鏡３７ａ、３７ｂを透過した光ビームは、回転多面鏡へ入射する。半透鏡３７ａ、３７ｂによって反射された光ビームは、結像レンズ３８ａ、３８ｂを介して光量検出器３９ａ、３９ｂへ入射する。半透鏡３７ａ、３７ｂ、結像レンズ３８ａ、３８ｂ及び光量検出器３９ａ、３９ｂは、光量検出部４０を構成する。このように、光源３３ａ、３３ｂから回転多面鏡３０までの空間に光量検出部４０を配置する場合、それぞれの光源３３ａ、３３ｂから出射された光ビームの光路がお互いに干渉しないように、光量検出部４０を構成する必要がある。

また、レーザ基板３４ａとレーザ基板３４ｂとを共通の部品で構成しているので、レーザ基板３４ａの配置と比較して、レーザ基板３４ｂは、光軸回りに1８０度回転して配置されている。その結果、レーザ基板３４ｂの光源３３ｂの複数の発光点から出射される光ビームの順番は、レーザ基板３４ａの光源３３ａの複数の発光点から出射される光ビームの順番に対して逆転する。また、光量検出部４０に設けた光量検出器３９ａ、３９ｂを保持する基板３２ａ、３２ｂも、光量検出器３９ａ、３９ｂの配置位置に従って図６に示すように一方の基板３２ｂを他方の基板３２ａに対して回転させて配置する必要がある。さらに、結像レンズ３８ａ、３８ｂを配置するための空間に制約があるので、光量検出器３９ａ、３９ｂ上に結像する光ビームの十分なスポット径を得られないことがある。

このように、複数の光量検出器３９ａ、３９ｂを含む光量検出部４０を配置するための空間を光走査装置の内部に確保するために、各部品の配置のための設計自由度が低くなり、また、光走査装置が大型化したりする。また、設計自由度を高めるために半透鏡３７ａ、３７ｂや光量検出器３９ａ、３９ｂの配置位置をそれぞれの入射光学系ごとに異ならせると、部品の共通化が困難である。
そこで、本発明は、部品の配置の自由度を高めることができる光走査装置を提供する。

上記課題を解決するために、本発明の一実施例による光走査装置は、
第一の光ビームを出射する第一の光源と、
第二の光ビームを出射する第二の光源と、
前記第一の光源から出射された前記第一の光ビームが第一の感光体の表面上を走査し、前記第二の光源から出射された前記第二の光ビームが第二の感光体の表面上を走査するように前記第一の光ビームおよび前記第二の光ビームを偏向する回転多面鏡と、
前記第一の光源から出射された前記第一の光ビームを前記回転多面鏡へ入射させる第一の入射光学系と、
前記第二の光源から出射された前記第二の光ビームを前記回転多面鏡へ入射させる第二の入射光学系と、
前記第一の光源、前記第二の光源、前記回転多面鏡、前記第一の入射光学系および前記第二の入射光学系を保持する筐体と、
を備え、
前記第一の入射光学系と前記第二の入射光学系の配置構成は、前記回転多面鏡の回転軸について点対称であることを特徴とする。

本発明によれば、光走査装置の部品の配置の自由度を高めることができる。

実施例１の光走査装置の主な構成要素を示す斜視図。 実施例１の光走査装置の主な構成要素を示す平面図。 実施例１の制御システムを示す図。 実施例１の画像形成装置の断面図。 実施例２の光走査装置の主な構成要素を示す斜視図。 従来例の光走査装置の主な構成要素を示す斜視図。

以下、添付図面を参照して本発明を実施するための形態を説明する。

（画像形成装置）
図４は、実施例１の画像形成装置１００の断面図である。画像形成装置１００として、複数色のトナーを用いて記録媒体Ｓに画像を形成するタンデム型デジタルカラーレーザービームプリンタ（カラー画像形成装置）を用いて本実施例を説明する。画像形成装置１００には色別に画像を形成する４つの画像形成部（画像形成手段）１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｂｋが設けられている。ここで、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックを表している。画像形成部１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｂｋは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーを用いて画像形成を行う。

画像形成部１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｂｋには、それぞれ像担持体としての感光ドラム（感光体）１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋが設けられている。感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋの周りには、帯電装置１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃ、１０３Ｂｋ、現像装置１０５Ｙ、１０５Ｍ、１０５Ｃ、１０５Ｂｋ及びクリーニング装置１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｂｋが設けられている。４つの画像形成部１０１の上方には、光走査装置（露光装置）１０４が配置されている。

感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋの下方には、無端ベルト状の中間転写ベルト（中間転写体）１０７が配置されている。中間転写ベルト１０７は、駆動ローラ１０８と従動ローラ１０９及び１１０とに張架され、画像形成動作中に図４の矢印Ｂで示す方向に回転する。中間転写ベルト１０７を介して感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋに対向して、一次転写装置１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｂｋが設けられている。画像形成部１０１は、感光ドラム１０２、帯電装置１０３、光走査装置１０４、現像装置１０５、一次転写装置１１１及びクリーニング装置１０６を含む。

画像形成装置１００は、中間転写ベルト１０７上に形成されたトナー像を記録媒体Ｓへ転写する二次転写装置（転写手段）１１２及び記録媒体Ｓ上のトナー像を定着する定着装置１１３が設けられている。

画像形成装置１００には、４つの画像形成部１０１の下流側に光学センサ（検出手段）１１７が設けられている。光学センサ１１７は、電源ＯＮ時等の所定のタイミングで中間転写ベルト１０７上に形成される色ずれ測定用パターンを検出する色ずれ検出手段として機能する。光学センサ１１７の検出結果は、主走査方向の倍率や片倍率、並びに副走査方向の走査線の傾きや曲り、書き出し位置等の補正に用いられる。また、光学センサ１１７は、中間転写ベルト１０７上に形成される濃度測定用パッチを検出する濃度検出手段として機能する。光学センサ１１７の検出結果は、各色の濃度の補正に用いられる。

（画像形成プロセス）
次に、画像形成装置１００の画像形成プロセスを説明する。画像形成部１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｂｋにおける画像形成プロセスは同一であるので、画像形成部１０１Ｙの画像形成プロセスを例に説明し、画像形成部１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｂｋの画像形成プロセスについての説明を省略する。

画像形成部１０１Ｙの帯電装置１０３Ｙは、回転する感光ドラム１０２Ｙの表面を均一に帯電する。光走査装置１０４は、レーザ光（以下、光ビームという。）ＬＹを出射し、均一に帯電された感光ドラム１０２Ｙの表面を光ビームで露光する。これによって、回転する感光ドラム１０２Ｙ上（感光体上）に静電潜像が形成される。現像装置１０５Ｙは、感光ドラム１０２Ｙ上の静電潜像をイエロートナーで現像してトナー像にする。転写バイアスが印加された一次転写装置１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｂｋは、感光ドラム１０２Ｙ上のイエロー上のイエロートナー像を中間転写ベルト１０７上へ転写する。

同様に、画像形成部１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｂｋで形成されたマゼンタ、シアン、ブラックのトナー像は、中間転写ベルト１０７へ順次一次転写される。各色のトナー像は、中間転写ベルト１０７上で重ね合わされる。一次転写後に感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋ上に残ったトナーは、クリーニング装置１０６Ｙ、１０６Ｍ、１０６Ｃ、１０６Ｂｋにより除去される。中間転写ベルト１０７上に重ね合わされた４色のトナー像は、手差し給送カセット１１４又は給紙カセット１１５から二次転写部Ｔ２へ搬送された記録媒体Ｓ上へ二次転写装置１１２により二次転写される。定着装置１１３は、記録媒体Ｓ上のトナー像を加熱および加圧して記録媒体Ｓへ定着しフルカラー画像を形成する。フルカラー画像が形成された記録媒体Ｓは、排出部１１６へ排出される。

（光走査装置）
光走査装置１０４は、それぞれの色の画像データ（画像情報）に従って画像形成部１０１のそれぞれの感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ及び１０２Ｂｋをそれぞれの所定のタイミングで露光する。それによって、感光ドラム１０２上に、それぞれの色の画像データに従ってトナー像が形成される。本実施例において、光走査装置１０４は、４つの画像形成部１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ及び１０１Ｂｋに共用されている。光走査装置１０４は、回転多面鏡（偏向手段）３０、光学部品および電気部品を内部に保持する光学箱（以下、筐体という。）８５と、筐体８５の内部を密封する密封手段としての蓋８６とを有する。

図１、図２及び図４を参照して、実施例１の画像形成装置１００に搭載される光走査装置１０４における回転多面鏡３０の近傍の光学部品および電気部品の配置ならびに光路を説明する。図１は、実施例１の光走査装置１０４の主な構成要素を示す斜視図である。図２は、実施例１の光走査装置１０４の主な構成要素を示す平面図である。

光源ユニットとしてのレーザ基板１（１ａ、１ｂ）は、面発光レーザ（以下、光源という。）２１を保持している。レーザ基板１ａに設けられた光源２１ａは、イエロー成分の画像データに従って光ビームＬＹを出射するイエロー用の光源２１Ｙと、マゼンタ成分の画像データに従って光ビームＬＭを出射するマゼンタ用の光源２１Ｍとを有する。レーザ基板１ｂに設けられた光源２１ｂは、シアン成分の画像データに従って光ビームＬＣを出射するシアン用の光源２１Ｃと、ブラック成分の画像データに従って光ビームＬＢｋを出射するブラック用の光源２１Ｂｋとを有する。本実施例において、光源２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｂｋは、それぞれ複数の光ビームを出射するマルチビーム発生手段としての垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）である。しかし、光源２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｂｋは、これに限定されるものではなく、外部共振器型垂直面発光レーザ （ＶＥＣＳＥＬ）であってもよい。また、光源２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｂｋは、単一の光ビームを出射する面発光レーザであってもよい。

コリメータレンズ２（２ａ、２ｂ）は、光源２１（２１ａ、２１ｂ）から出射された光ビームＬ（ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＢｋ）を略平行光へ変換する。コリメータレンズ２は、光走査装置１０４の部品組み付けや光学的な調整を行う工場で、光源２１から出射される放射状の光が略平行光へ変換されるように光学的に予め調整されている。調整されたコリメータレンズ２は、接着剤などの固定手段により光学的な位置が変化しないように筐体８５（図４）に固定されている。円柱レンズ３（３ａ、３ｂ）は、光ビームＬを回転多面鏡３０の反射面上に線状に結像させる。円柱レンズ３は、コリメータレンズ２と同様に工場で予め調整され、接着剤などの固定手段により筐体８５に固定されている。

光走査装置１０４は、光源２１から出射される光ビームＬの光量を一定に制御するために、自動光量制御（Ａｕｔｏ−Ｐｏｗｅｒ―Ｃｏｎｔｒｏｌ、以下、ＡＰＣという。）を実行する。本実施例のように光源２１が面発光レーザである場合、光源２１は、端面発光レーザのようにリア光を出射しないので、リア光を検出して光源２１の光量を調整することができない。そこで、光源２１から回転多面鏡３０へ向って出射された光ビームＬをビームスプリッタ（ビーム分割手段）としての半透鏡４（４ａ、４ｂ）により二つに分割する。分割された一つの光ビームを光量検出器（光学センサ）としての光電変換素子（フォトダイオード、以下、ＰＤという。）１１（１１ａ、１１ｂ）へ入射してＡＰＣを実行する。

半透鏡４（４ａ、４ｂ）は、光源２１と回転多面鏡３０との間の光路上に設けられている。半透鏡４は、光源２１から出射された光ビームＬの一部をＰＤ１１へ入射させる。すなわち、半透鏡４は、円柱レンズ３から出射された光ビームＬの一部を透過させて、回転多面鏡３０の反射面上に結像さるとともに、光ビームＬの残りの一部を反射して、結像レンズ５（５ａ、５ｂ）へ入射させる。結像レンズ５は、半透鏡４により反射された光ビームＬをＰＤ１１上に所定の寸法に結像させる。ＰＤ１１（１１ａ、１１ｂ）は、光量検出基板（以下、ＰＤ基板という。）６（６ａ、６ｂ）にそれぞれ保持されている。光量検出手段としてのＰＤ１１は、光ビームを受光し、受光した光ビームの光量に応じた強度の検出信号（光量信号）を出力する。半透鏡４、結像レンズ５およびＰＤ基板６は、工場で光学的な位置を調整され、接着剤などの固定手段により筐体８５に固定されている。

光走査装置１０４の略中央部に、４本の光ビームＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＢｋを偏向する共通の回転多面鏡３０が設けられている。光源２１ａ（２１Ｙ、２１Ｍ）から出射された光ビームＬＹ、ＬＭは、回転多面鏡３０の一つの反射面に入射する。光源２１ｂ（２１Ｃ、２１Ｂｋ）から出射された光ビームＬＣ、ＬＢｋは、回転多面鏡３０の別の一つの反射面に入射する。すなわち、光源２１ａ（２１Ｙ、２１Ｍ）から出射された光ビームＬＹ、ＬＭと光源２１ｂ（２１Ｃ、２１Ｂｋ）から出射された光ビームＬＣ、ＬＢｋは、回転多面鏡３０の異なる反射面に入射する。回転多面鏡３０、回転多面鏡３０を回転させるモータ２０９及びモータ２０９を駆動するモータ駆動部３０５は、モータ駆動基板９に設けられている。モータ駆動基板９は、接着剤やねじなどの固定手段により筐体８５に固定されている。回転多面鏡３０は、矢印Ｒで示す方向（図１において左回り）に回転する。光ビームＬＹ、ＬＭは、回転多面鏡３０により主走査方向Ｙａに偏向され、感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍの表面上を走査する。光ビームＬＣ、ＬＢｋは、回転多面鏡３０により主走査方向Ｙｂに偏向され、感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍの表面上を走査する。本実施例において、光ビームＬＹ、ＬＭと光ビームＬＣ、ＬＢｋは、回転多面鏡３０の異なる反射面に入射するので、主走査方向ＹａとＹｂは、図１において互いに逆方向である。

レーザ基板１ａの光源２１ａ（２１Ｙ、２１Ｍ）から出射され、回転多面鏡３０により反射された光ビームＬＹ、ＬＭは、走査レンズ７ａ及び１７ａ（図４）へ入射する。走査レンズ７ａ及び１７ａは、光ビームＬＹ、ＬＭを感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍの表面上に結像する結像光学手段である。レーザ基板１ｂの光源２１ｂ（２１Ｃ、２１Ｂｋ）から出射され、回転多面鏡３０により反射された光ビームＬＣ、ＬＢｋは、走査レンズ７ｂ及び１７ｂ（図４）へ入射する。走査レンズ７ｂ及び１７ｂは、光ビームＬＣ、ＬＢｋを感光ドラム１０２Ｃ、１０２Ｂｋの表面上に結像する結像光学手段である。走査レンズ７ａ、７ｂ、１７ａ及び１７ｂは、回転多面鏡３０により等角速度で偏向された光ビームＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＢｋを感光ドラム１０２Ｙ、ｌ０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋの表面上を等速で走査させるｆθレンズである。走査レンズ７ａ、７ｂ、１７ａ及び１７ｂは、接着剤や板ばねなどの固定手段により筐体８５に固定されている。

光ビームＬが走査する主走査方向Ｙ（Ｙａ、Ｙｂ）において画像形成領域の外側で画像形成領域の近傍に、回転多面鏡３０により偏向された光ビームＬを受光する光検出器（以下、ＢＤという。）１２（１２ａ、１２ｂ）が設けられている。ＢＤ１２（１２ａ、１２ｂ）は、それぞれ光検出器基板（以下、ＢＤ基板という。）８（８ａ、８ｂ）に設けられている。ＢＤ１２は、光ビームＬを受光すると主走査方向Ｙの同期信号（以下、ＢＤ信号という。）を生成する信号生成手段である。光走査装置１０４は、画像データに従って光ビームＬにより感光ドラム１０２の表面上に形成される静電潜像の主走査方向Ｙの書き込み開始位置を一定にするために、ＢＤ信号に基づいて光源２１からの光ビームＬの出射開始時期を制御する。ＢＤ基板８は、接着剤などの固定手段により筐体８５に固定されている。

以下、図４を参照して、回転多面鏡３０により偏向された光ビームＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＢｋのそれぞれの光路を説明する。感光ドラム１０２Ｙに対応する光源２１Ｙから出射された光ビームＬＹは、回転多面鏡３０により偏向され、走査レンズ７ａに入射する。走査レンズ７ａを通過した光ビームＬＹは、走査レンズ１７ａに入射し、走査レンズ１７ａを通過した後、反射鏡６２ａにより反射される。反射鏡６２ａにより反射された光ビームＬＹは、感光ドラム１０２Ｙを走査する。

感光ドラム１０２Ｍに対応する光源２１Ｍから出射された光ビームＬＭは、回転多面鏡３０により偏向され、走査レンズ７ａに入射する。走査レンズ７ａを通過した光ビームＬＭは、走査レンズ１７ａに入射し、走査レンズ１７ａを通過した後、反射鏡６２ｂ、反射鏡６２ｃ、反射鏡６２ｄにより反射される。反射鏡６２ｄにより反射された光ビームＬＭは、感光ドラム１０２Ｍを走査する。

感光ドラム１０２Ｃに対応する光源２１Ｃから出射された光ビームＬＣは、回転多面鏡３０により偏向され、走査レンズ７ｂに入射する。走査レンズ７ｂを通過した光ビームＬＣは、走査レンズ１７ｂに入射し、走査レンズ１７ｂを通過した光ビームＬＣは、反射鏡６２ｅ、反射鏡６２ｆ、反射鏡６２ｇにより反射される。反射鏡６２ｇにより反射された光ビームＬＣは、感光ドラム１０２Ｃを走査する。

感光ドラム１０２Ｂｋに対応する光源２１Ｂｋから出射された光ビームＬＢｋは、回転多面鏡３０により偏向され、走査レンズ７ｂに入射する。走査レンズ７ｂを通過した光ビームＬＢｋは、走査レンズ１７ｂに入射し、走査レンズ１７ｂを通過した後、反射鏡６２ｈにより反射される。反射鏡６２ｈにより反射された光ビームＬＢｋは、感光ドラム１０２Ｂｋを走査する。

次に、図２を参照して、光走査装置１０４における回転多面鏡３０の近傍の光学部品および電気部品の配置を説明する。光源２１ａ（２１Ｙ、２１Ｍ）、コリメータレンズ２ａ、円柱レンズ３ａ、半透鏡４ａ、結像レンズ５ａ、ＰＤ１１ａおよびＢＤ１２ａを含む第一の入射光学系は、第一の入射光学部品群４１を構成する。第一の入射光学部品群４１は、第一の入射光学系に加えて、レーザ基板１ａ、ＰＤ基板６ａ及びＢＤ基板８ａを含んでいてもよい。このように、第一の入射光学部品群４１は、第一の入射光学系の光源２１ａ（２１Ｙ、２１Ｍ）から回転多面鏡３０までの光路上に配置された光学部品および電気部品を含んでいるとよい。光源２１ｂ（２１Ｃ、２１Ｂｋ）、コリメータレンズ２ｂ、円柱レンズ３ｂ、半透鏡４ｂ、結像レンズ５ｂ、ＰＤ１１ｂおよびＢＤ１２ｂを含む第二の入射光学系は、第二の入射光学部品群４２を構成する。第二の入射光学部品群４２は、第二の入射光学系に加えて、レーザ基板１ｂ、ＰＤ基板６ｂ及びＢＤ基板８ｂを含んでいてもよい。このように、第二の入射光学部品群４２は、第二の入射光学系の光源２１ｂ（２１Ｃ、２１Ｂｋ）から回転多面鏡３０までの光路上に配置された光学部品および電気部品を含んでいるとよい。

本実施例において、第一の入射光学部品群４１および第二の入射光学部品群４２の配置構成は、回転多面鏡３０の回転軸３１について点対称である。すなわち、第一の入射光学部品群４１のそれぞれの部品を回転多面鏡３０の回転軸３１を中心に１８０°回転させると、第二の入射光学部品群４２の対応する部品と重なるように、第一の入射光学部品群４１および第二の入射光学部品群４２は配置されている。このように複数の入射光学部品群を回転多面鏡３０の回転軸３１について点対称に配置することにより、光源２１から回転多面鏡３０までの光路上の光学部品や電気部品を回転多面鏡３０の手前側と奥側のそれぞれに分散して配置することができる。その結果、部品の共通化と設計自由度の両立を容易に達成することができる。

第一の入射光学系の光源２１ａ（２１Ｙ、２１Ｍ）から出射され、回転多面鏡３０により偏向された光ビームＬＹ、ＬＭを感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍの表面上に結像させる第一の走査光学系（第一の結像光学系）は、走査レンズ７ａを含む。第一の走査光学系は、走査レンズ１７ａ、反射鏡６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄを含んでいてもよい。第二の入射光学系の光源２１ｂ（２１Ｃ、２１Ｂｋ）から出射され、回転多面鏡３０により偏向された光ビームＬＣ、ＬＢｋを感光ドラム１０２Ｃ、１０２Ｂｋの表面上に結像させる第二の走査光学系（第二の結像光学系）は、走査レンズ７ｂを含む。第二の走査光学系は、走査レンズ１７ｂ、反射鏡６２ｅ、６２ｆ、６２ｇ、６２ｈを含んでいてもよい。第一の入射光学部品群４１および第二の入射光学部品群４２の配置構成が回転多面鏡３０の回転軸３１について点対称である場合、図２に示すように第一の走査光学系の光軸Ｘａと第二の走査光学系の光軸Ｘｂとの間にずれΔＥが発生する。このずれΔＥは、主走査方向Ｙ（Ｙａ、Ｙｂ）において対向するそれぞれの側から光ビームＬＹ、ＬＭと光ビームＬＣ、ＬＢｋを反対向きに回転多面鏡３０へ入射させることによって発生する。すなわち、光ビームＬＹ、ＬＭが回転多面鏡３０へ入射する偏向点ＤＰａと光ビームＬＣ、ＬＢｋが回転多面鏡３０へ入射する偏向点ＤＰｂとの間に主走査方向Ｙ（Ｙａ、Ｙｂ）のずれが発生する。偏向点ＤＰａと偏向点ＤＰｂの主走査方向Ｙ（Ｙａ、Ｙｂ）のずれが、光軸Ｘａと光軸ＸｂのずれΔＥを発生させる。

第一の走査光学系の光軸Ｘａと第二の走査光学系の光軸Ｘｂの間にずれΔＥがある場合、第一の走査レンズ７ａと第二の走査レンズ７ｂが同じであるので第一の走査光学系の走査領域と第二の走査光学系の走査領域が主走査方向Ｙにずれる。そのため、画像形成装置１００により形成されるカラー画像の最大画像幅を確保するために、第一の走査光学系と第二の走査光学系の露光可能領域は、最大画像幅よりずれΔＥだけ大きい幅を有する必要がある。本実施例の第一および第二の走査光学系の走査レンズ７ａ、７ｂ、１７ａ、１７ｂは、ずれΔＥを加味したレンズ鏡面領域を確保している。

また、第一の走査光学系の光軸Ｘａと第二の走査光学系の光軸Ｘｂの間にずれΔＥがある場合、画像形成時の第一の走査光学系の走査レンズ７ａ、１７ａの使用領域と第二の走査光学系の走査レンズ７ｂ、１７ｂの使用領域が主走査方向Ｙにずれる。第一の走査光学系の走査レンズ７ａ、１７ａと第二の走査光学系の走査レンズ７ｂ、１７ｂの使用領域の違いは、部分倍率プロファイル（以下、部分倍率という。）のずれ（部分倍率差）を発生させる。ここで、部分倍率は、感光ドラム１０２の表面上に形成される静電潜像の主走査方向Ｙの中心の光軸Ｘ（Ｘａ、Ｘｂ）に対する左右の倍率をいう。カラー画像を形成する場合、部分倍率のずれは、色ずれ等の画像不良の原因となる。そこで、部分倍率のずれを補正するための補正データを予め工場で測定し、光走査装置１０４のメモリ（不揮発性記憶手段）３０６（図３）に補正データを保存しておく。部分倍率のずれ補正は、第一の走査光学系の部分倍率と第二の走査光学系の部分倍率との相対差を補正する。画像形成装置１００による画像形成の際に部分倍率のずれによる色ずれが画像に発生しないように、補正データに基づいて光源２１の発光タイミングが制御される。これによって、部分倍率のずれによる色ずれの発生を防止する。

（制御システム）
次に、光走査装置１０４を制御する制御システム３００を説明する。図３は、実施例１の制御システム３００を示す図である。制御システム３００は、光走査装置１０４を制御するＣＰＵ（制御部）３０３を有する。ＣＰＵ３０３は、光走査装置１０４に設けられていてもよいし、画像形成装置１００の本体に設けられていてもよい。ＣＰＵ３０３は、光走査装置１０４を制御するメインプログラム及びサブプログラムが保存されているＲＯＭ（記憶部）３０８及びプログラムの実行中に必要なデータを保存する内蔵ＲＡＭ（記憶部）３０７を有する。

ＣＰＵ３０３は、メモリ３０６、光源駆動部３０４及びモータ駆動部３０５に電気的に接続されている。メモリ３０６、光源駆動部３０４及びモータ駆動部３０５は、光走査装置１０４に設けられている。ＣＰＵ３０３は、画像処理部３０９に電気的に接続されている。画像処理部３０９は、画像形成装置１００の本体に設けられている。画像処理部３０９は、画像データを生成し、生成した画像データをＣＰＵ３０３へ入力する。ＣＰＵ３０３は、画像データに基づいて光源駆動部３０４を制御し、光源２１から画像データに従って光ビームを出射させる。

ＣＰＵ３０３は、ＰＤ１１に電気的に接続されている。ＣＰＵ３０３は、ＰＤ１１から出力される検出信号（光量信号）に基づいて、光源２１から出力される光ビームＬの光量が一定になるように光源駆動部３０４を制御して光量を調整する。ＣＰＵ３０３は、ＢＤ１２に電気的に接続されている。ＣＰＵ３０３は、画像データに従って光ビームＬにより感光ドラム１０２の表面上に形成される静電潜像の主走査方向Ｙの書き込み開始位置を一定にするために、ＢＤ信号に基づいて光源駆動部３０４を制御して光源２１からの光ビームＬの出射開始時期を制御する。

メモリ３０６は、第一の走査光学系の光軸Ｘａと第二の走査光学系の光軸Ｘｂとの間のずれΔＥに起因する部分倍率のずれを補正するための補正データを保存している。ＣＰＵ３０３は、メモリ３０６に保存された補正データに基づいて光源２１の発光タイミングを制御して、部分倍率のずれによる色ずれを補正する部分倍率補正手段として機能する。なお、部分倍率のずれ補正は、第一の走査光学系の部分倍率と第二の走査光学系の部分倍率との相対差を補正するとよい。部分倍率の相対差を補正することにより、メモリ３０６に保存する補正データの容量を少なくすることができる。メモリ３０６は、また、各光ビームＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＢｋの光量データおよび露光補正を行うためのデータを保存している。ＣＰＵ３０３は、画像形成装置１００の電源投入時や光走査装置１０４の交換時などの所定のタイミング毎にメモリ３０６内の様々なデータを読み出し、画像形成装置１００の制御に用いる。

ＣＰＵ３０３は、光学センサ１１７に電気的に接続されている。画像形成装置１００は、電源投入時を含む所定のタイミング毎に色ずれの補正および画像濃度の補正を実行する。光学センサ１１７は、中間転写ベルト１０７上に形成された色ずれ測定用パターンおよび濃度測定用パッチを検出する。ＣＰＵ３０３は、光学センサ１１７の検出結果に基づいて各色間の相対的な色ずれ量を算出し、また、各色の濃度ずれ量を算出する。ＣＰＵ３０３は、メモリ３０６から基準色ずれ補正データおよび基準濃度補正データを読み出す。ＣＰＵ３０３は、検出した色ずれ量と基準色ずれ補正データに基づいて色ずれ補正量を生成する。また、ＣＰＵ３０３は、検出した濃度ずれ量と基準濃度補正データに基づいて濃度補正量を生成する。ＣＰＵ３０３は、色ずれ補正量および濃度補正量に基づいて光源２１から出射される光ビームＬの出射時期および光量を制御し、各色の色ずれや濃度を所定の範囲内に維持する。例えば、画像形成装置１００の色ずれ補正動作は、予め画像形成装置１００に設定された基準色に対して、他の色の書き出し位置や傾き、曲り等の主走査および副走査に関わるズレを合わせる補正が行われる。

本実施例によれば、第一の入射光学部品群４１および第二の入射光学部品群４２の配置構成は、一つの共通する回転多面鏡３０の回転軸３１について点対称である。よって、第一の入射光学部品群４１の光学部品および電気部品と第二の入射光学部品群４２光学部品および電気部品を全て共通化させることができる。また、光源２１として使用される面発光レーザの光量調整に必要な半透鏡４およびＰＤ１１の配置自由度を確保することができる。このように部品の共通化を図ることで、使用部品の種類を抑制することができるため、部品を作製する型等の投資費用の削減や、使用部品の集約化によるコストダウンにも効果を有する。

本実施例によれば、光走査装置１０４の部品の共通化を図るとともに部品の配置の自由度を高めることができる。

以下、実施例２を説明する。実施例２において、実施例１と同様の構造には同様の参照符号を付して説明を省略する。実施例２の画像形成装置１００及び制御システム３００は、実施例１と同様であるので説明を省略する。実施例２の光走査装置１０４は、実施例１と異なる。以下、実施例１と異なる点を主に説明する。

（光走査装置）
図５を参照して、実施例２の画像形成装置１００に搭載される光走査装置１０４における回転多面鏡３０の近傍の光学部品および電気部品の配置ならびに光路を説明する。図５は、実施例２の光走査装置１０４の主な構成要素を示す斜視図である。

図５に示すように、実施例２によれば、さらに部品の集約化が可能である。図５において、図１および図２に示す構造と同様の構造には同様の参照符号を付して、説明を省略する。光源ユニットとしてのレーザ基板５１（５１ａ、５１ｂ）は、光源２１（２１ａ、２１ｂ）（２１ｂは不図示）、ＰＤ１１（１１ａ、１１ｂ）（１１ｂは不図示）及びＢＤ１２（１２ａ、１２ｂ）（１２ｂは不図示）を保持している。実施例２においては、実施例１のＰＤ基板６およびＢＤ基板８を別に設けずに、１枚のレーザ基板５１上にＰＤ１１およびＢＤ１２を保持している。これによって、ＰＤ１１を保持するＰＤ基板およびＢＤ１２を保持するＢＤ基板を、光源２１を保持する１枚のレーザ基板５１に集約することができる。また、個別の基板へ電源を供給するための束線を設ける必要が無く、使用する束線の種類を少なくすることができる。レーザ基板５１ｂは、レーザ基板５１ａと同様の構造を有するので、レーザ基板５１ｂ上に保持される光源２１ｂ、ＰＤ１１ｂ及びＢＤ１２ｂの図示を省略する。

半透鏡４により反射された光ビームＬをＰＤ１１へ導く光路上に、反射鏡（反射部材）１０（１０ａ、１０ｂ）が設けられている。反射鏡１０は、光ビームＬを光源２１の近傍へ戻すことができるので、反射鏡１０を設けない場合と比べてレーザ基板５１の寸法を小さくすることができる。本実施例においては、図５に示すように、半透鏡４と結像レンズ５との間に反射鏡１０が設けられている。しかし、反射鏡は、結像レンズ５とＰＤ１１との間に設けられていてもよい。また、半透鏡４とＰＤ１１との間に複数の反射鏡を設けてもよい。

次に、光走査装置１０４における回転多面鏡３０の近傍の光学部品および電気部品の配置を説明する。光源２１ａ（２１Ｙ、２１Ｍ）、コリメータレンズ２ａ、円柱レンズ３ａ、半透鏡４ａ、反射鏡１０ａ、結像レンズ５ａ、ＰＤ１１ａおよびＢＤ１２ａを含む第一の入射光学系は、第一の入射光学部品群７１を構成する。第一の入射光学部品群７１は、第一の入射光学系に加えて、レーザ基板５１ａを含んでいてもよい。このように、第一の入射光学部品群７１は、第一の入射光学系の光源２１ａ（２１Ｙ、２１Ｍ）から回転多面鏡３０までの光路上に配置された光学部品および電気部品を含んでいるとよい。光源２１ｂ（２１Ｃ、２１Ｂｋ）（不図示）、コリメータレンズ２ｂ、円柱レンズ３ｂ、半透鏡４ｂ、反射鏡１０ｂ、結像レンズ５ｂ、ＰＤ１１ｂ（不図示）およびＢＤ１２ｂ（不図示）を含む第二の入射光学系は、第二の入射光学部品群７２を構成する。第二の入射光学部品群７２は、第二の入射光学系に加えて、レーザ基板５１ｂを含んでいてもよい。このように、第二の入射光学部品群７２は、第二の入射光学系の光源２１ｂ（２１Ｃ、２１Ｂｋ）（不図示）から回転多面鏡３０までの光路上に配置された光学部品および電気部品を含んでいるとよい。

本実施例の第一の入射光学部品群７１および第二の入射光学部品群７２の配置構成は、実施例１と同様に回転多面鏡３０の回転軸３１について点対称である。すなわち、第一の入射光学部品群７１のそれぞれの部品を回転多面鏡３０の回転軸３１を中心に１８０°回転させると、第二の入射光学部品群７２の対応する部品と重なるように、第一の入射光学部品群７１および第二の入射光学部品群７２は配置されている。これにより、部品の共通化と設計自由度の両立を容易に達成することができる。

第一の入射光学系の光源２１ａ（２１Ｙ、２１Ｍ）から出射され、回転多面鏡３０により偏向された光ビームＬＹ、ＬＭを感光ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍの表面上に結像させる第一の走査光学系（第一の結像光学系）は、走査レンズ７ａを含む。第二の入射光学系の光源２１ｂ（２１Ｃ、２１Ｂｋ）から出射され、回転多面鏡３０により偏向された光ビームＬＣ、ＬＢｋを感光ドラム１０２Ｃ、１０２Ｂｋの表面上に結像させる第二の走査光学系（第二の結像光学系）は、走査レンズ７ｂを含む。実施例１と同様に、第一の走査光学系の光軸Ｘａと第二の走査光学系の光軸Ｘｂとの間に、主走査方向Ｙ（Ｙａ、Ｙｂ）のずれΔＥがある。光軸Ｘａと光軸ＸｂのずれΔＥに起因する部分倍率のずれを補正するために、本実施例においても、メモリ３０６に保存された補正データに基づいて光源２１の発光タイミングの制御が実行される。

ここで、本実施例で例示した配置は、一例であって必ずしも例示した配置である必要は無く、光学的な配置が異なっていても回転多面鏡３０に対してそれぞれの部品が対向する位置に配置されることで同様の効果を得ることができる。また、半透鏡４により反射された光ビームが反射鏡１０を介さずに直接にレーザ基板５１に保持されたＰＤ１１へ入射する構成であってもよい。この場合、反射鏡１０を省略することができる。反射鏡１０により光ビームの光路を変更することは、必須ではない。さらに、レーザ基板５１にＰＤ１１およびＢＤ１２の両方を保持する必要は無く、ＰＤ１１およびＢＤ１２のどちらか一方のみをレーザ基板５１に保持してもよい。その場合であっても、電源ケーブルや束線の本数を低減することができる。

本実施例によれば、光走査装置１０４の部品の共通化を図るとともに部品の配置の自由度を高めることができる。

２１ａ、２１ｂ・・・光源
３０・・・回転多面鏡
３１・・・回転軸
８５・・・筐体
１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｂｋ・・・・感光ドラム（感光体）
１０４・・・光走査装置

上記課題を解決するために、本発明の一実施例による光走査装置は、
光ビームを出射する第一の光源と、
光ビームを出射する第二の光源と、
前記第一の光源から出射された光ビームが第一の感光体の表面上を走査し、前記第二の光源から出射された光ビームが第二の感光体の表面上を走査するように前記第一の光源から出射された光ビームおよび前記第二の光源から出射された光ビームを偏向する回転多面鏡と、
前記第一の光源が出射する光ビームの光量を検出するために前記第一の光源から出射された光ビームを受光する第一の受光手段と、
前記第二の光源が出射する光ビームの光量を検出するために前記第二の光源から出射された光ビームを受光する第二の受光手段と、
前記第一の光源と前記回転多面鏡との間に配置されて前記第一の光源から出射された光ビームを前記回転多面鏡に向かう光ビームと前記第一の受光手段に向かう光ビームとに分割する第一のビーム分割手段と、
前記第二の光源と前記回転多面鏡との間に配置されて前記第二の光源から出射された光ビームを前記回転多面鏡に向かう光ビームと前記第二の受光手段に向かう光ビームとに分割する第二のビーム分割手段と、
第一の画像データに基づいて前記第一の光源から出射される光ビームの１走査周期中の出射開始時期を制御するために、前記第一のビーム分割手段によって分割されて前記回転多面鏡により偏向された光ビームを受光して第一の同期信号を生成する第一の信号生成手段と、
第二の画像データに基づいて前記第二の光源から出射される光ビームの１走査周期中の出射開始時期を制御するために、前記第二のビーム分割手段によって分割されて前記回転多面鏡により偏向された光ビームを受光して第二の同期信号を生成する第二の信号生成手段と、
を備え、
前記回転多面鏡の回転軸線の上から見て、前記第一の光源から前記回転多面鏡へ入射する光ビームの入射光路によって規定される直線を挟んで前記第一の受光手段と前記第一の信号生成手段とが互いに反対側に配置されており、
前記回転多面鏡の前記回転軸線の上から見て、前記第二の光源から前記回転多面鏡へ入射する光ビームの入射光路によって規定される直線を挟んで前記第二の受光手段と前記第二の信号生成手段とが互いに反対側に配置されており、
前記第一の光源と前記第二の光源、前記第一の受光手段と前記第二の受光手段、前記第一の信号生成手段と前記第二の信号生成手段は、それぞれの組み合わせの配置が前記回転多面鏡の前記回転軸線について点対称であることを特徴とする。

Claims (11)

1. 光走査装置であって、
   第一の光ビームを出射する第一の光源と、
   第二の光ビームを出射する第二の光源と、
   前記第一の光源から出射された前記第一の光ビームが第一の感光体の表面上を走査し、前記第二の光源から出射された前記第二の光ビームが第二の感光体の表面上を走査するように前記第一の光ビームおよび前記第二の光ビームを偏向する回転多面鏡と、
   前記第一の光源から出射された前記第一の光ビームを前記回転多面鏡へ入射させる第一の入射光学系と、
   前記第二の光源から出射された前記第二の光ビームを前記回転多面鏡へ入射させる第二の入射光学系と、
   前記第一の光源、前記第二の光源、前記回転多面鏡、前記第一の入射光学系および前記第二の入射光学系を保持する筐体と、
   を備え、
   前記第一の入射光学系と前記第二の入射光学系の配置構成は、前記回転多面鏡の回転軸について点対称であることを特徴とする光走査装置。
2. 前記第一の光ビームと前記第二の光ビームは、前記回転多面鏡の異なる反射面にそれぞれ入射することを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
3. 前記第一の入射光学系は、
   前記第一の光源と前記回転多面鏡との間に配置されて前記第一の光ビームを分割する第一のビーム分割手段と、
   前記第一のビーム分割手段により分割された光ビームを受光して前記第一の光ビームの光量を検出する第一の光量検出手段と、
   を備え、
   前記第二の入射光学系は、
   前記第二の光源と前記回転多面鏡との間に配置されて前記第二の光ビームを分割する第二のビーム分割手段と、
   前記第二のビーム分割手段により分割された光ビームを受光して前記第二の光ビームの光量を検出する第二の光量検出手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の光走査装置。
4. 前記第一の入射光学系は、
   前記回転多面鏡により偏向された前記第一の光ビームを受光して、第一の画像データに基づく前記第一の光ビームの出射開始時期を制御するための第一の同期信号を生成する第一の信号生成手段をさらに備え、
   前記第二の入射光学系は、
   前記回転多面鏡により偏向された前記第二の光ビームを受光して、第二の画像データに基づく前記第二の光ビームの出射開始時期を制御するための第二の同期信号を生成する第二の信号生成手段をさらに備え、
   前記光走査装置は、
   前記第一の光源と、前記第一の光量検出手段および前記第一の信号生成手段の少なくとも一つとが設けられた第一の基板と、
   前記第二の光源と、前記第二の光量検出手段および前記第二の信号生成手段の少なくとも一つとが設けられた第二の基板と、
   をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の光走査装置。
5. 前記第一の光源は、面発光レーザであり、
   前記第二の光源は、面発光レーザであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光走査装置。
6. 前記第一の光ビームは、複数の光ビームからなり、
   前記第二の光ビームは、複数の光ビームからなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光走査装置。
7. 前記回転多面鏡により偏向された前記第一の光ビームを前記第一の感光体の表面上に結像させる第一の結像光学系と、
   前記回転多面鏡により偏向された前記第二の光ビームを前記第二の感光体の表面上に結像させる第二の結像光学系と、
   を備え、
   前記第一の光ビームが第一の感光体の表面上を走査する主走査方向において、前記第一の結像光学系の光軸と前記第二の結像光学系の光軸は、互いにずれていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の光走査装置。
8. 前記第一の結像光学系の光軸と前記第二の結像光学系の光軸のずれによる前記第一の結像光学系の部分倍率と前記第二の結像光学系の部分倍率とのずれを補正するための補正データが保存された記憶部を備えることを特徴とする請求項７に記載の光走査装置。
9. 前記第一の入射光学系を構成する部品と前記第二の入射光学系を構成する部品は、それぞれ同じであることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の光走査装置。
10. 記録媒体に画像を形成する画像形成装置であって、
    第一の感光体と、
    第二の感光体と、
    請求項１乃至９のいずれか一項に記載の光走査装置と、
    を備えることを特徴とする画像形成装置。
11. 記録媒体に画像を形成する画像形成装置であって、
    第一の感光体と、
    第二の感光体と、
    請求項８に記載の光走査装置と、
    記憶部に保存された補正データに基づいて第一の光源および第二の光源を制御する制御部と、
    を備えることを特徴とする画像形成装置。

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