JP4099545B2 - 光学走査装置の光路構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数の感光体ドラム等の像担持体に各別にレーザービームを照射してそれぞれの像担持体に同一あるいは異なる色彩の静電潜像を形成し、この静電潜像から形成されたトナー像を、記録紙等の転写媒体を移動させながら順次転写させて、該転写媒体に所望の画像を形成する画像形成装置に適した光学走査装置に関し、特に光源からポリゴンミラー等の偏向手段までの光路構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、カラー複写機やカラープリンタ等のカラー画像形成装置として、いわゆるタンデム型画像形成装置が広く知られている。これは、複数の感光体ドラムなどの像担持体を並設し、これら像担持体に各別にレーザービームを走査させながら照射して静電潜像を形成し、この静電潜像を所定のトナーで現像してトナー像を形成し、この像担持体の並設方向に移動する記録紙などの転写媒体に順次トナー像を転写してカラー画像を形成する方式が採用されている画像形成装置である。
【０００３】
この種の画像形成装置の一般的なものとして、例えば特開平１１−２９５６２５号公報に光学走査システムとして記載されたものなどがある。このような一般的なタンデム型画像形成装置は、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、ＢＫ（ブラック）の画像データに対応した４個のレーザー光源から照射させたレーザービームを、それぞれに対応した走査光学系を介して４個の感光体ドラムにそれぞれ露光して静電潜像を形成するようにしたものである。
【０００４】
斯かるカラー画像形成装置では、複数の感光体ドラムに対して各別の走査光学系を備えているため、装置の小型化が阻害されると共に、コストが大きなものとなってしまうおそれがある。このため、単一の走査光学系を複数の感光体ドラムに対して共通にして、小型化を図ったカラー画像形成装置が特開平６−２８６２２６号公報や特開平１０−２０６０８号公報、特開平１０−１３３１３１号公報などに記載されている。これらのカラー画像形成装置に用いられている光学走査装置は、複数の感光体の数に応じた複数のレーザー光源から出射されたレーザービームを、共通に偏向する偏向手段によって分離手段へ偏向させ、該分離手段によってそれぞれのレーザービームをそれぞれの感光体へ導くようにしたものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記像担持体に形成される潜像を鮮明なものにするためには、レーザービームを像担持体に導く光学部品のそれぞれに所望の光学性能を発揮させる必要がある。特に、レーザー光源から偏向手段までの光路には、コリメータレンズやシリンドリカルレンズが設けられ、これらによってレーザービームの調整が行なわれる。これらの光学部品が所望の光学性能を発揮するためには、適宜な長さの光路を必要とする。例えば、シリンドリカルレンズを透過したレーザービームは偏向手段に入射する際に適宜に収束していなければならず、この収束のためには適宜長さの光路を必要とする。
【０００６】
また、４個のレーザー光源から発せられた４本のレーザービームに関して、光学部品の共通化を図るためには、シリンドリカルレンズから像担持体までの光路長を等しくすることが望ましい。
【０００７】
他方、適宜な長さの光路を確保する場合には、従来の光学走査装置では、シリンドリカルレンズをポリゴンミラーから離隔して設置してあるため、光学走査装置の小型化を阻害してしまうおそれがある。
【０００８】
そこで、この発明は、所望の光路長を確保しながら、光学走査装置の小型化を図ることができる光学走査装置の光路構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するための技術的手段として、この発明に係る光学走査装置の光路構造は、３本以上の光線を偏向手段に導いて偏向させ、それぞれの光線の前記偏向手段での偏向反射光をＦθレンズを透過させて、各別に像担持体上を走査させて、該像担持体に静電潜像を形成する光学走査装置の、光源から前記像担持体まで光線を導く光路構造の平面視において、前記偏向手段の中心を通る対称軸を挟んで、一対のＦθレンズを線対称の位置に設け、前記光線を発する３個以上の光源を２組に分割して、前記対称軸を挟んで配設し、前記光線のうちの少なくとも１本を、前記対称軸を挟んで該光線の光源と反対側に位置させた反射手段に入射させ、残りの光線を、前記対称軸に対して同じ側に位置させた反射手段に入射させ、前記反射手段で反射した光線を、前記対称軸に対して該反射手段と同じ側にある前記偏向手段の偏向反射面で反射させて前記Ｆθレンズのそれぞれに導くことを特徴としている。
【０００９】
光源と前記対称軸を挟んで反対側の反射手段に入射する前記１本の光線を、偏向手段の中心を通り前記対称軸と直交する基準線に近い位置に配した光源から発せられるものとする。他の２本の光線の光源は、前記基準線から遠い位置に配されている。すなわち、前記１本の光線は、前記偏向手段の遠い側にある偏向反射面に導かれる。他方、他の２本の光線は、近い側にある偏向反射面に導かれる。このため、前記１本の光線の光路長と２本の光線の光路長とを等しい長さとなるように、容易に調整することができる。
【００１０】
しかも、前記１本の光線の光源を、前記対称軸から大きく離隔させることなく配することができ、前記光線の偏向手段にいたるまでの光路を、小さな範囲内で収めることができ、光学走査装置の小型化を図ることができる。
【００１３】
また、請求項２の発明に係る光学走査装置の光路構造は、３本以上の光線を偏向手段に導いて偏向させ、それぞれの光線の前記偏向手段での偏向反射光をＦθレンズを透過させて、各別に像担持体上を走査させて、該像担持体に静電潜像を形成する光学走査装置の、光源から前記像担持体まで光線を導く光路構造の平面視において、前記偏向手段の中心を通る対称軸を挟んで、一対のＦθレンズを線対称の位置に設け、前記光線を発する３個以上の光源を２組に分割して、前記対称軸を挟んで配設し、前記対称軸を挟んでそれぞれの光線を反射させる反射手段を配設し、前記対称軸を挟んで一方の側に位置した光源から発せられる光線を、他方の側の反射手段に入射させ、前記反射手段で反射した光線を、前記対称軸に対して該反射手段と同じ側にある前記偏向手段の偏向反射面で反射させて前記Ｆθレンズのそれぞれに導くことを特徴としている。
【００１４】
いずれの光線も、前記対称軸を挟んでそれぞれの光源とは反対側にある偏向反射面に入射されるよう導かれる。すなわち、光源から遠い位置にある偏向反射面に入射する。このため、偏向反射面までの光路長を大きくすることができ、容易に所望の長さを確保することができ、光路を小さな範囲内に収めることができる。しかも、全ての光線の光路長を容易に等しく調整することができる。
【００１５】
また、請求項３の発明に係る光学走査装置の光路構造は、前記光源から前記反射鏡に至る光路が、前記対称軸とほぼ直交することを特徴とし、請求項４の発明に係る光学走査装置の光路構造は、前記光源から前記反射鏡に至る光路が、前記対称軸に対して直交しないことを特徴としている。
【００１６】
対称軸に対して直交させるか、斜交させるかは、この光学走査装置の各部品の配置構造等によって定めることができる。斜交させる場合には、直交させる場合よりも大きな光路長を確保することができ、光路長を等しくする調整を容易に行なうことができる。他方、直交させる場合には、光路がこの光学走査装置の各部品の取り付けや調整の基準となるＸＹ軸と同一の方向となるため、該光路に関する測定の際の基準が明確になり、取り付け精度などの検証が容易となる。
【００１７】
また、請求項５の発明に係る光学走査装置の光路構造は、前記光源と前記反射鏡とを、前記対称軸に対して線対称の位置に配設したことを特徴としている。
【００１８】
光路を前記対称軸に対して斜交させる場合には、光路が重畳することを防止できる。このため、光源と反射鏡とを対称に配置することができ、さらに光線の調整を行なうシリンドリカルレンズ等も対称に配置することができる。光学部品を対称に配置することによって、温度等の影響による部品の変形等が対称な位置にある部品に等しく作用し、その影響を受けにくくすることができる。
【００１９】
また、請求項６の発明に係る光学走査装置の光路構造は、４本の光線を偏向手段に導いて偏向させ、それぞれの光線の前記偏向手段での偏向反射光をＦθレンズを透過させて、各別に像担持体上を走査させて、該像担持体に静電潜像を形成する光学走査装置の、光源から前記像担持体まで光線を導く光路構造の平面視において、前記偏向手段の中心を通る対称軸を挟んで、一対のＦθレンズを線対称の位置に設け、前記光線を発する４個の光源を２個ずつ２組に分割して、前記対称軸を挟んで配設し、前記対称軸を挟んでそれぞれの光線を反射させる反射手段を配設し、前記対称軸を挟んで一方の側に位置した光源のうちの一の光源から発せられる光線を他方の側の反射手段に、他の光源から発せられる光線を該光源と同じ側の反射手段に、それぞれ入射させ、前記反射手段で反射した光線を、前記対称軸に対して該反射手段と同じ側にある前記偏向手段の偏向反射面で反射させて前記Ｆθレンズのそれぞれに導くことを特徴としている。
【００２０】
カラー画像形成装置では、Ｙ、Ｍ、Ｃ、ＢＫを各別にしてその画像データを含む４本のレーザービームが利用されるので、４個の光源が用いられるのが一般的である。そして、前記基準線に近い側に位置させた光源から発せられる光線を、該基準線から遠い側に配した反射鏡であって、該光源と対称軸に対して同じ側にある反射鏡に入射させる。他方、基準線から遠い側に位置させた光源から発せられる光線は、該基準線に近い側に配した反射鏡であって、対称軸を挟んで該光源の反対側にある反射鏡に入射させる。このため、光線の光路長をより大きくすることができ、光路長を容易に等しく調整することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図示した好ましい実施の形態に基づいて、この発明に係る光学走査装置の光路構造を具体的に説明する。
【００２２】
図１〜図３に、第１の実施形態を示してあり、これらの図は本発明に係る光学走査装置の光路を示す模式図で、図１は平面図、図２は正面図、図３は右側面図である。この光学走査装置はカラー画像形成装置に搭載されるのに適したもので、Ｙ、Ｍ、Ｃ、ＢＫの４色のそれぞれに対応させて４個のレーザー光源1a、1b、1c、1dを備えている。なお、いずれのレーザー光源1a、1b、1c、1dが、Ｙ、Ｍ、Ｃ、ＢＫのいずれに対応したものであっても構わない。各レーザー光源１の前方には、コリメータレンズ2a、2b、2c、2d、シリンドリカルレンズ3a、3b、3c、3d、反射鏡4a、4b、4c、4dが備えられ、レーザー光源1a、1b、1c、1dから発せられたレーザービームは、コリメータレンズ2a、2b、2c、2dとシリンドリカルレンズ3a、3b、3c、3dを順次透過し、反射鏡4a、4b、4c、4dで反射させられて、偏向手段であるポリゴンミラー５に入射するようにしてある。このポリゴンミラー５はほぼ正六角形をし、その六面を偏向反射面5aとされている。また、軸5bを中心として適宜な速度で回転し、偏向反射面5aが指向する方向を順次変更して、入射光線が偏向されるようにしてある。
【００２３】
前記ポリゴンミラー５の軸5bを通る直線の１つを対称軸Ｓとし、この対称軸Ｓに対して線対称の位置に一対のＦθレンズ６、７が設けられている。これらＦθレンズ６、７の前方には、図２に示すように、入射光線をポリゴンミラー５の軸5bと平行な方向で下方へ向けて反射させる導入反射鏡８、９が配されている。これら導入反射鏡８、９のそれぞれの前方には分離反射鏡11、12が設けられている。この分離反射鏡11、12は導入反射鏡８、９で反射した光線に対してほぼ４５度に傾いた互に直角な２つの分離反射面11a 、11b 、12a 、12b を備えている。分離反射鏡11の分離反射面11a 、11b の境界線は、導入反射鏡８からの光線が複数本ある場合には、これら光線の中央部に位置させ、複数本の光線が分離反射面11a 、11b に適宜に振り分けられて入射するようにしてある。例えば、図２に示すように、２本の光線Ｌ１、Ｌ２が導入反射鏡８から入射する場合、分離反射面11a 、11b の境界線はこれら光線Ｌ１、Ｌ２の間に位置し、光線Ｌ２は分離反射面11a に、光線Ｌ１は分離反射面11b にそれぞれ入射するようにしてある。なお、分離反射鏡12の分離反射面12a 、12b の境界線は、導入反射鏡９からの光線が複数本ある場合には、これら光線の中央部に位置するようにしてあり、光線Ｒ１は分離反射面12a に、光線Ｒ２は分離反射面12b にそれぞれ入射するようにしてある。
【００２４】
分離反射面11a の前方にはシリンドリカルミラー13が、分離反射面11b の前方にはシリンドリカルミラー14が、分離反射面12a の前方にはシリンドリカルミラー15が、分離反射面12b の前方にはシリンドリカルミラー16がそれぞれ配されており、光線Ｌ２はシリンドリカルミラー13の反射面に、光線Ｌ１はシリンドリカルミラー14の反射面に、光線Ｒ１はシリンドリカルミラー15の反射面に、光線Ｒ２はシリンドリカルミラー16の反射面にそれぞれ入射するようにしてある。
【００２５】
前記シリンドリカルミラー13、14、15、16の反射面では、光線Ｌ１、Ｌ２、Ｒ１、Ｒ２は前記ポリゴンミラー５の軸5bと平行な方向へ反射されると共に、互に適宜な間隔を隔てることになる。これら反射面の前方にはそれぞれ透過板17a、 17b 、17c 、17d が配されて、光線Ｌ１、Ｌ２、Ｒ１、Ｒ２はこれら透過板17a、 17b 、17c 、17d を透過する。そして、これら透過板17a、 17b 、17c 、17dの前方に感光体ドラム等の像担持体（図示せず）の走査位置ＰＳが位置している。
【００２６】
次に、この第１実施形態に係る前記光源1a、1b、1c、1dからポリゴンミラー５に至る光路構造を説明する。ポリゴンミラー５の軸5bを通り前記対称軸Ｓと直交する直線を、基準線Ｂとする。また、この第１実施形態では、４個の光源1a、1b、1c、1dを備えており、これらを２つずつにして組合せるものとする。すなわち、光源1aと光源1cとを組合せ、光源1bと光源1dとを組合せてあり、光源1aと光源1cとは対称軸Ｓに対して同じ側に、光源1bと光源1dとは光源1a等と反対の側に配置されている。また、図１に示すように、光源1c、1dは、光源1a、1bよりも基準線Ｂに近い側に位置しているものとする。
【００２７】
前記反射鏡4a、4bは、対応する光源1a、1bと対称軸Ｓに対して同じ側に配されているのに対して、反射鏡4c、4dは、対応する光源1c、1dと対称軸Ｓに対して反対側に配されている。したがって、光源1aから発せられ反射鏡4aで反射された光線Ｌ１は、対称軸Ｓに対して光源1aと同じ側に位置した前記偏向反射面5aに入射する。光源1bから発せられ反射鏡4bで反射された光線Ｒ１も、対称軸Ｓに対して光源1bと同じ側に位置した前記偏向反射面5aに入射する。他方、光源1cから発せられ反射鏡4cで反射された光線Ｒ２は、対称軸Ｓに対して光源1cと反対の側に位置した偏向反射面5aに入射し、光源1dから発せられ反射鏡4dで反射された光線Ｌ２は、対称軸Ｓに対して光源1dと反対の側に位置した偏向反射面5aに入射する。すなわち、図１に示すように、光線Ｒ２の光路は光線Ｌ１の光路と対称軸Ｓとを横切って配されており、光線Ｌ２の光路は光線Ｒ１と対称軸Ｓとを横切って配されている。なお、光線Ｌ１、Ｌ２が入射する偏向反射面5aと、光線Ｒ１、Ｒ２が入射する偏向反射面5aとは、対称軸Ｓを挟んだ位置にある。
【００２８】
また、前記光線Ｌ１、Ｌ２、Ｒ１、Ｒ２の光源1a、1b、1c、1dから反射鏡4a、4b、4c、4dに至る光路は、いずれも対称軸Ｓと直交する方向としてある。このため、対称軸Ｓと交差して進む光線Ｒ２と光線Ｌ２の、それぞれ光源1c、1dから反射鏡4c、4dに至る光路が重複してしては不都合である。また、同じ側にある偏向反射面5aに入射する光線Ｌ１と光線Ｌ２、光線Ｒ１と光線Ｒ２も、それぞれ重複しては不都合である。このため、図３に示すように、光線Ｒ１と光線Ｒ２の高さ位置及び光線Ｌ１と光線Ｌ２の高さ位置をそれぞれ異ならせ、光線Ｒ１の光路上に光線Ｒ２のための反射鏡4cが、光線Ｌ１の光路上に光線Ｌ２のための反射鏡4dが位置しないようにしてある。さらに、反射鏡4cと反射鏡4dとが等しい高さ位置となってしまうので、光線Ｒ２の反射鏡4cに至る光路と、光線Ｌ２の反射鏡4dに至る光路は、図１に示すように、基準線Ｂからの距離を異ならせてある。
【００２９】
以上により構成されたこの発明の第１実施形態に係る光学走査装置の光路構造の作用を、以下に説明する。
【００３０】
処理すべき画像のＹ、Ｍ、Ｃ、ＢＫのデータに関する情報のいずれかを各別に含んで光源1a、1b、1c、1dのそれぞれから発せられた光線Ｌ１、Ｌ２、Ｒ１、Ｒ２は、コリメータレンズ2a、2b、2c、2dを透過して平行光線に調整された後、シリンドリカルレンズ3a、3b、3c、3dを透過して集光光線に調整される。その後、光線Ｌ１と光線Ｒ１ は、反射鏡4a、4bのそれぞれで反射されてポリゴンミラー５の、対称軸Ｓに対してこれら光線Ｌ１、Ｒ１のそれぞれの光源1a、1bと同じ側にある偏向反射面5aに入射する。なお、これら光線Ｌ１、Ｒ１の光路はほぼ等しい高さ位置に配されている。他方、光線Ｌ２と光線Ｒ２は、それぞれ光線Ｒ１と光線Ｌ１を横切って反射鏡4d、4cのそれぞれで反射されてポリゴンミラー５の、対称軸Ｓに対してこれら光線Ｌ２、Ｒ２のそれぞれの光源1c、1dと反対側にある偏向反射面5aに入射する。なお、これら光線Ｌ２、Ｒ２の光路はほぼ等しい高さ位置で、光線Ｌ１、Ｒ１の下側に配されている。
【００３１】
偏向反射面5aに入射した光線Ｌ１、Ｌ２、Ｒ１、Ｒ２はポリゴンミラー５の回転によって順次偏向されて、光線Ｌ１、Ｌ２はＦθレンズ６を透過して導入反射鏡８で反射され、光線Ｒ１、Ｒ２はＦθレンズ７を透過して導入反射鏡９で反射される。導入反射鏡８、９で反射されて、光線Ｌ１は分離反射鏡11の分離反射面11b で反射してシリンドリカルミラー14に入射し、光線Ｌ２は分離反射面11a で反射してシリンドリカルミラー13に入射し、光線Ｒ１は分離反射鏡12の分離反射面12a で反射してシリンドリカルミラー15に入射し、光線Ｒ２は分離反射鏡12b で反射してシリンドリカルミラー16に入射する。シリンドリカルミラー13、14、15、16に入射した光線Ｌ１、Ｌ２、Ｒ１、Ｒ２は、適宜な間隔を隔てると共に、ポリゴンミラー５の軸5aと平行な方向の光路を通ってそれぞれの光線Ｌ１、Ｌ２、Ｒ１、Ｒ２に対応した像担持体の走査位置ＰＳに入射し、対応したデータに基づく静電潜像が形成されることになる。
【００３２】
この第１実施形態に係る光学走査装置の光路構造によれば、基準線に近い側に位置させた光源1c、1dから発せられた光線Ｒ２、Ｌ２は対称軸Ｓを横切って反対側に配した反射鏡4c、4dに入射するから、光源1c、1dの光線を対称軸Ｓに対して該光源1c、1dと同じ側に反射鏡を配した場合の光路よりも大きい光路長を確保できる。このため、光源1c、1dからポリゴンミラー５までの光路長を、基準線から遠い側にある光源1a、1bからポリゴンミラー５までの光路長とほぼ等しくすることができ、シリンドリカルレンズ3a、3b、3c、3dの位置を調整することによって、いずれの光線Ｌ１、Ｌ２、Ｒ１、Ｒ２についても、該シリンドリカルレンズ2a、2b、2c、2dからポリゴンミラー５の偏向反射面5aまでの光路長を容易に等しくすることができる。なお、偏向反射面5aから走査位置ＰＳまでの光路長は、いずれの光線Ｌ１、Ｌ２、Ｒ１、Ｒ２についても容易に等しくすることができる。
【００３３】
また、光源1c、1dからの光線Ｒ２、Ｌ２を、対称軸Ｓに対して該光源1c、1dと同じ側にある反射鏡に入射させる場合には、光路長を確保するために光源1c、1dを、図１において側方に突出させて配置しなければならず、光学走査装置が大型化してしまうおそれがあるが、この第１実施形態に係る光路構造では、その必要がなく、光学走査装置の小型化を図ることができる。
【００３４】
しかも、光路長を等しくすることにより、シリンドリカルレンズ3a、3b、3c、3dや反射鏡４等の部品の共通化を図ることができ、部品コストを削減して、光学走査装置のコストを安価に抑制できる。
【００３５】
また、光線Ｌ１、Ｌ２、Ｒ１、Ｒ２の光路は、いずれも対称軸Ｓと直交することになり、この光学走査装置の各光学部品を取り付ける基準となる方向と等しい方向あるいは直交するから、これら光路の精度の検証を容易に行うことができる。
【００３６】
次に、図４に示す第２の実施形態に係る光学走査装置の光路構造を説明する。この第２実施形態に係る構造で、前記第１実施形態に係る構造と同一の部分は同一の符号を付してあり、またポリゴンミラー５から走査位置ＰＳまでの光路は第１実施形態に係る光路と同一であるので省略してある。この第２実施形態では、前記基準線Ｂから遠い側にある第１実施形態に係る光源1bを、基準線Ｂからの距離が光源1aとほぼ等しい位置に配した光源21b としたものである。このため、光源1aと光源21b とは対称軸Ｓに対して対称の位置に位置し、コリメータレンズ2aと2b、シリンドリカルレンズ3aと3b、反射鏡4aと4bも同様に対称位置に位置させることができる。
【００３７】
この第２実施形態に係る光路構造によれば、光源1a、21b とコリメータレンズ2a、2b、シリンドリカルレンズ3a、3b、反射鏡4a、4bが対称軸Ｓに対して対称の位置にあるから、例えば、光学走査装置のケーシングやこれらの光学部品が取り付けられたベース部材等が温度によって変形した場合であっても、その変形がこれらの光学部品に均等に作用し、変形による光学性能への影響を極力抑制することができる。
【００３８】
次に、図５に平面図を示す第３の実施形態を説明する。なお、第１実施形態に係る光路構造と同一の部分は同一の符号を付してある。この第３実施形態は、４個の光源31a 、31b 、31c 、31d を２つずつにして組合せ、平面視において、対称軸Ｓを挟んで、光源31a と光源31b とが、光源31c と光源31d とがそれぞれ対称な位置に配されている。また、コリメータレンズ32a と32b 、コリメータレンズ32c と32d 、及びシリンドリカルレンズ33a と33b 、シリンドリカルレンズ33c と33d も、対称軸Ｓを挟んでそれぞれ対称に配され、またこれらコリメータレンズ32a 、32b 、32c 、32d とシリンドリカルレンズ33a 、33b 、33c 、33d は、対称軸Ｓに対してそれぞれの光源31a 、31b 、31c 、31d と同じ側に配されている。
【００３９】
前記光源31a から発せられる光線Ｒ3 は、コリメータレンズ32a とシリンドリカルレンズ33a を透過し、反射鏡34a に入射する。光源31b から発せられる光線Ｌ3 は、コリメータレンズ32b とシリンドリカルレンズ33b を透過し、反射鏡34b に入射する。光源31c から発せられる光線Ｒ4 は、コリメータレンズ32c とシリンドリカルレンズ33c を透過し、反射鏡34c に入射する。光源31d から発せられる光線Ｌ4 は、コリメータレンズ32d とシリンドリカルレンズ33d を透過し、反射鏡34d に入射する。これら反射鏡34a 、34b 、34c 、34d は、それぞれが対応する光源31a 、31b 、31c 、31d に関して、対称軸Ｓに対し反対側に配されている。これら反射鏡34a 、34b 、34c 、34d で反射した光線Ｌ3 、Ｌ4 、Ｒ3 、Ｒ4 は、ポリゴンミラー５の偏向反射面5aに入射し、順次反射方向が偏向されながらＦθレンズ６、７を透過する。
【００４０】
また、光線Ｌ3 、Ｌ4 、Ｒ3 、Ｒ4 の光源31a 、31b 、31c 、31d から反射鏡34a 、34b 、34c 、34d に至る光路は、いずれも対称軸Ｓに対して直交する方向から適宜角度傾き、光線Ｌ3 、Ｌ4 、Ｒ3 、Ｒ4 が進む方向は、ポリゴンミラー５に近づく方向としてある。したがって、光線Ｌ3 、Ｌ4 、Ｒ3 、Ｒ4 の光路は、いずれも対称軸Ｓと斜交している。なお、図６に示すように、光線Ｌ3 と光線Ｌ4 の光路の高さを異ならせ、光線Ｒ3 と光線Ｒ4 の光路の高さを異ならせてある。
【００４１】
この第３実施形態に係る光路構造では、光源31a 、31b 、31c 、31d とコリメータレンズ32a 、32b 、32c 、32d 、シリンドリカルレンズ33a 、33b 、33c 、33d 、反射鏡34a 、34b 、34c 、34d のいずれも、平面視において、対称軸Ｓに対して対称位置に配することができる。このため、熱等による変形があってもその影響を極力抑制することができる。しかも、それぞれの光源31a 、31b 、31c 、31d から発せられる光線Ｌ3 、Ｌ4 、Ｒ3 、Ｒ4 は、対称軸Ｓに対してそれぞれの光源31a 、31b 、31c 、31d と反対の側の偏向反射面5aに入射するから、光源31a 、31b 、31c 、31d からポリゴンミラー５に至る光路長を大きくすることができ、シリンドリカルミラー33a 、33b 、33c 、33d から走査位置ＰＳまでの光路長を等しくする調整を容易に行なえる。
【００４２】
次に、図７に平面図を示す第４の実施形態に係る光路構造を説明する。なお、第１実施形態に係る光路構造と同一の部分は同一の符号を付してある。この第４実施形態では、４個の光源41a 、41b 、41c 、41d を２つずつにして組合せ、平面視において、対称軸Ｓを挟んで、光源41a と光源41b とが、光源41c と光源41d とがそれぞれ対称な位置に配されている。また、コリメータレンズ42a と42b 、コリメータレンズ42c と42d 、及びシリンドリカルレンズ43a と43b 、シリンドリカルレンズ43c と43d も、対称軸Ｓを挟んでそれぞれ対称に配され、またこれらコリメータレンズ42a 、42b 、42c 、42d とシリンドリカルレンズ43a 、43b 、43c 、43d は、対称軸Ｓに対してそれぞれの光源41a 、41b 、41c 、41d と同じ側に配されている。
【００４３】
前記光源41a から発せられる光線Ｒ5 は、コリメータレンズ42a とシリンドリカルレンズ43a を透過し、前記対称軸Ｓに対して光源41a と反対の側に配された反射鏡44a に入射する。光源41b から発せられる光線Ｌ5 は、コリメータレンズ42b とシリンドリカルレンズ43b を透過し、前記対称軸Ｓに対して光源41b と反対の側に配された反射鏡44b に入射する。また、これら光線Ｒ5 、Ｌ5 の光源41a 、41b から反射鏡44a 、44b に至るまでのそれぞれの光路は、対称軸Ｓに対して直交する方向から適宜角度傾き、これら光線Ｒ5 、Ｌ5 が進む方向は、ポリゴンミラー５に近づく方向としてある。したがって、光線Ｒ5 、Ｌ5 の光路は、対称軸Ｓと斜交している。
【００４４】
また、光源41c から発せられる光線Ｌ6 は、コリメータレンズ42c とシリンドリカルレンズ43c を透過し、前記対称軸Ｓに対して光源41c と同じ側に配された反射鏡44c に入射する。光源41d から発せられた光線Ｒ6 は、コリメータレンズ42d とシリンドリカルレンズ43d を透過し、前記対称軸Ｓに対して光源41d と同じ側に配された反射鏡44d に入射する。また、これら光線Ｌ6 、Ｒ6 の光源41c 、41d から反射鏡44c 、44d に至るまでのそれぞれの光路は、対称軸Ｓに対して直交する方向から適宜角度傾き、これら光線Ｌ6 、Ｒ6 が進む方向は、ポリゴンミラー５から遠ざかる方向としてある。したがって、光線Ｌ6 、Ｒ6 の光路は、対称軸Ｓと斜交している。
【００４５】
前記反射鏡で反射した光線Ｌ5 、Ｌ6 、Ｒ5 、Ｒ6 は、ポリゴンミラー５の偏向反射面5aに入射し、順次反射方向が偏向されながらＦθレンズ６、７を透過する。また、図８に示すように、光線Ｌ5 と光線Ｌ6 の光路の高さを異ならせ、光線Ｒ5 と光線Ｒ6 の光路の高さを異ならせてある。
【００４６】
この第４実施形態に係る光路構造では、ポリゴンミラー５に近い側にある光源41c 、41d から発せられる光線Ｌ6 、Ｒ6 の光源41c 、41d から反射鏡44c 、44d までの光路をポリゴンミラー５から離隔する方向に形成したから、これらの光線Ｌ6 、Ｒ6 の光路長を大きくして、ポリゴンミラー５から遠い側にある光源41a 、41b から発せられる光線Ｌ5 、Ｒ5 の光路長とほぼ等しい大きさに確保することができる。このため、シリンドリカルミラー43a 、43b 、43c 、43d から走査位置ＰＳに至るまでの光路長を、全ての光線Ｌ5 、Ｌ6 、Ｒ5 、Ｒ6 について容易に等しくすることができる。しかも、光源41a 、41b 、41c 、41d から反射鏡44a 、44b 、44c 、44d までの光路を対称軸Ｓに対して斜交する方向としたから、光源41a 、41b 、41c 、41d とコリメータレンズ42a 、42b 、42c 、42d 、シリンドリカルレンズ43a 、43b 、43c 、43d 、反射鏡44a 、44b 、44c 、44d などを対称軸Ｓに対して対称に配することができ、熱変形等の影響を極力抑制することができる。
【００４７】
以上に説明した実施形態では、いずれも４個の光源を備えた場合の光路構造を例示してあるが、光源は３つであっても、あるいは５つ以上であっても構わない。例えば、Ｙ、Ｍ、Ｃ、ＢＫに関してそれぞれ２個の光源を備えさせれば、転写媒体への転写を同時に２本のラインで行なうことができ、転写速度を大きくすることができるが、斯かる場合には８個の光源を要することになる。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明に係る光学走査装置の光路構造によれば、光源から発せられる光線を、一対の対称な位置にあるＦθレンズの対称軸に対して、光源とは反対の側にある反射鏡に入射させるようにしたから、該光源から反射鏡に至る光路長を長くすることができる。このため、光源が配された位置の偏向手段からの距離に拘わりなく、いずれの光源についても光路長をほぼ等しく、大きくすることができる。そして、シリンドリカルレンズから走査位置までの光路長等、所望の光路長を等しくするための調整を容易に行なうことができる。しかも、光路長を等しくすることにより、光源やシリンドリカルレンズ等の部品を全ての光路に共通化することができ、部品コストの低減を図ることができる。
【００４９】
さらに、偏向手段に近い位置に光源を配してあるから、光学走査装置の小型化を図ることもできる。
【００５１】
また、請求項２の発明に係る光学走査装置の光路構造によれば、いずれの光線の光路も前記対称軸を交差させてあるから、光学走査装置をより小型にすることができる。
【００５２】
また、請求項３の発明に係る光学走査装置の光路構造によれば、光路を前記対称軸に直交させてあり、請求項４の発明に係る光学走査装置の光路構造は、光路を前記対称軸に斜交させてあるものである。光路を対称軸に斜交させる場合には、平面視において、各光学部品を対称の位置に配置させることができるので、光源の発熱等の影響によって、光学走査装置のケーシングやこれらの光学部品が取り付けられたベース部材等が温度によって変形した場合であっても、その変形がこれらの光学部品に均等に作用し、変形による光学性能への影響を極力抑制することができる。
【００５３】
また、請求項５の発明に係る光学走査装置の光路構造によれば、各光学部品を前記対称軸に対して対称に配置させたから、熱等に起因する変形による光学性能への影響を極力抑制することができる。
【００５４】
また、請求項６の発明に係る光学走査装置の光路構造によれば、偏向手段に近い側に位置させた光源からの光線の光路を大きくすることができ、このため、該光路の長さを、偏向手段から遠い側に位置させた光源からの光線の光路の長さとほぼ等しくすることができる。このため、シリンドリカルレンズから走査位置に至る光路の長さを全ての光源に関して等しくする調整を容易に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の光学走査装置の光路構造の第１実施形態を模式的に示す平面図である。
【図２】図１に示す光路構造の正面図である。
【図３】図１に示す光路構造の右側面図である。
【図４】この発明の光学走査装置の光路構造の第２実施形態を模式的に示す平面図である。
【図５】この発明の光学走査装置の光路構造の第３実施形態を模式的に示す平面図である。
【図６】図５に示す光路構造の正面図である。
【図７】この発明の光学走査装置の光路構造の第４実施形態を模式的に示す平面図である。
【図８】図７に示す光路構造の正面図である。
【符号の説明】
1a、1b、1c、1d レーザー光源
2a、2b、2c、2d コリメータレンズ
3a、3b、3c、3d シリンドリカルレンズ
4a、4b、4c、4d 反射鏡
５ ポリゴンミラー
5a 偏向反射面
5b 軸
６、７ Ｆθレンズ
８、９ 導入反射鏡
11、12 分離反射鏡
11a、11b 分離反射面
12a、12b 分離反射面
13、14、15、16 シリンドリカルミラー
21b 光源
31a 、31b 、31c 、31d 光源
32a 、32b 、32c 、32d コリメータレンズ
33a 、33b 、33c 、33d シリンドリカルレンズ
34a 、34b 、34c 、34d 反射鏡
41a 、41b 、41c 、41d 光源
42a 、42b 、42c 、42d コリメータレンズ
43a 、43b 、43c 、43d シリンドリカルレンズ
44a 、44b 、44c 、44d 反射鏡
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数の感光体ドラム等の像担持体に各別にレーザービームを照射してそれぞれの像担持体に同一あるいは異なる色彩の静電潜像を形成し、この静電潜像から形成されたトナー像を、記録紙等の転写媒体を移動させながら順次転写させて、該転写媒体に所望の画像を形成する画像形成装置に適した光学走査装置に関し、特に光源からポリゴンミラー等の偏向手段までの光路構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、カラー複写機やカラープリンタ等のカラー画像形成装置として、いわゆるタンデム型画像形成装置が広く知られている。これは、複数の感光体ドラムなどの像担持体を並設し、これら像担持体に各別にレーザービームを走査させながら照射して静電潜像を形成し、この静電潜像を所定のトナーで現像してトナー像を形成し、この像担持体の並設方向に移動する記録紙などの転写媒体に順次トナー像を転写してカラー画像を形成する方式が採用されている画像形成装置である。
【０００３】
この種の画像形成装置の一般的なものとして、例えば特開平１１−２９５６２５号公報に光学走査システムとして記載されたものなどがある。このような一般的なタンデム型画像形成装置は、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、ＢＫ（ブラック）の画像データに対応した４個のレーザー光源から照射させたレーザービームを、それぞれに対応した走査光学系を介して４個の感光体ドラムにそれぞれ露光して静電潜像を形成するようにしたものである。
【０００４】
斯かるカラー画像形成装置では、複数の感光体ドラムに対して各別の走査光学系を備えているため、装置の小型化が阻害されると共に、コストが大きなものとなってしまうおそれがある。このため、単一の走査光学系を複数の感光体ドラムに対して共通にして、小型化を図ったカラー画像形成装置が特開平６−２８６２２６号公報や特開平１０−２０６０８号公報、特開平１０−１３３１３１号公報などに記載されている。これらのカラー画像形成装置に用いられている光学走査装置は、複数の感光体の数に応じた複数のレーザー光源から出射されたレーザービームを、共通に偏向する偏向手段によって分離手段へ偏向させ、該分離手段によってそれぞれのレーザービームをそれぞれの感光体へ導くようにしたものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記像担持体に形成される潜像を鮮明なものにするためには、レーザービームを像担持体に導く光学部品のそれぞれに所望の光学性能を発揮させる必要がある。特に、レーザー光源から偏向手段までの光路には、コリメータレンズやシリンドリカルレンズが設けられ、これらによってレーザービームの調整が行なわれる。これらの光学部品が所望の光学性能を発揮するためには、適宜な長さの光路を必要とする。例えば、シリンドリカルレンズを透過したレーザービームは偏向手段に入射する際に適宜に収束していなければならず、この収束のためには適宜長さの光路を必要とする。
【０００６】
また、４個のレーザー光源から発せられた４本のレーザービームに関して、光学部品の共通化を図るためには、シリンドリカルレンズから像担持体までの光路長を等しくすることが望ましい。
【０００７】
他方、適宜な長さの光路を確保する場合には、従来の光学走査装置では、シリンドリカルレンズをポリゴンミラーから離隔して設置してあるため、光学走査装置の小型化を阻害してしまうおそれがある。
【０００８】
そこで、この発明は、所望の光路長を確保しながら、光学走査装置の小型化を図ることができる光学走査装置の光路構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するための技術的手段として、この発明に係る光学走査装置の光路構造は、３本以上の光線を偏向手段に導いて偏向させ、それぞれの光線の前記偏向手段での偏向反射光をＦθレンズを透過させて、各別に像担持体上を走査させて、該像担持体に静電潜像を形成する光学走査装置の、光源から前記像担持体まで光線を導く光路構造の平面視において、前記偏向手段の中心を通る対称軸を挟んで、一対のＦθレンズを線対称の位置に設け、前記光線を発する３個以上の光源を２組に分割して、前記対称軸を挟んで配設し、前記光線のうちの少なくとも１本を、前記対称軸を挟んで該光線の光源と反対側に位置させた反射手段に入射させ、残りの光線を、前記対称軸に対して同じ側に位置させた反射手段に入射させ、前記反射手段で反射した光線を、前記対称軸に対して該反射手段と同じ側にある前記偏向手段の偏向反射面で反射させて前記Ｆθレンズのそれぞれに導くことを特徴としている。
【０００９】
光源と前記対称軸を挟んで反対側の反射手段に入射する前記１本の光線を、偏向手段の中心を通り前記対称軸と直交する基準線に近い位置に配した光源から発せられるものとする。他の２本の光線の光源は、前記基準線から遠い位置に配されている。すなわち、前記１本の光線は、前記偏向手段の遠い側にある偏向反射面に導かれる。他方、他の２本の光線は、近い側にある偏向反射面に導かれる。このため、前記１本の光線の光路長と２本の光線の光路長とを等しい長さとなるように、容易に調整することができる。
【００１０】
しかも、前記１本の光線の光源を、前記対称軸から大きく離隔させることなく配することができ、前記光線の偏向手段にいたるまでの光路を、小さな範囲内で収めることができ、光学走査装置の小型化を図ることができる。
【００１３】
また、請求項２の発明に係る光学走査装置の光路構造は、３本以上の光線を偏向手段に導いて偏向させ、それぞれの光線の前記偏向手段での偏向反射光をＦθレンズを透過させて、各別に像担持体上を走査させて、該像担持体に静電潜像を形成する光学走査装置の、光源から前記像担持体まで光線を導く光路構造の平面視において、前記偏向手段の中心を通る対称軸を挟んで、一対のＦθレンズを線対称の位置に設け、前記光線を発する３個以上の光源を２組に分割して、前記対称軸を挟んで配設し、前記対称軸を挟んでそれぞれの光線を反射させる反射手段を配設し、前記対称軸を挟んで一方の側に位置した光源から発せられる光線を、他方の側の反射手段に入射させ、前記反射手段で反射した光線を、前記対称軸に対して該反射手段と同じ側にある前記偏向手段の偏向反射面で反射させて前記Ｆθレンズのそれぞれに導くことを特徴としている。
【００１４】
いずれの光線も、前記対称軸を挟んでそれぞれの光源とは反対側にある偏向反射面に入射されるよう導かれる。すなわち、光源から遠い位置にある偏向反射面に入射する。このため、偏向反射面までの光路長を大きくすることができ、容易に所望の長さを確保することができ、光路を小さな範囲内に収めることができる。しかも、全ての光線の光路長を容易に等しく調整することができる。
【００１５】
また、請求項３の発明に係る光学走査装置の光路構造は、前記光源から前記反射鏡に至る光路が、前記対称軸とほぼ直交することを特徴とし、請求項４の発明に係る光学走査装置の光路構造は、前記光源から前記反射鏡に至る光路が、前記対称軸に対して直交しないことを特徴としている。
【００１６】
対称軸に対して直交させるか、斜交させるかは、この光学走査装置の各部品の配置構造等によって定めることができる。斜交させる場合には、直交させる場合よりも大きな光路長を確保することができ、光路長を等しくする調整を容易に行なうことができる。他方、直交させる場合には、光路がこの光学走査装置の各部品の取り付けや調整の基準となるＸＹ軸と同一の方向となるため、該光路に関する測定の際の基準が明確になり、取り付け精度などの検証が容易となる。
【００１７】
また、請求項５の発明に係る光学走査装置の光路構造は、前記光源と前記反射鏡とを、前記対称軸に対して線対称の位置に配設したことを特徴としている。
【００１８】
光路を前記対称軸に対して斜交させる場合には、光路が重畳することを防止できる。このため、光源と反射鏡とを対称に配置することができ、さらに光線の調整を行なうシリンドリカルレンズ等も対称に配置することができる。光学部品を対称に配置することによって、温度等の影響による部品の変形等が対称な位置にある部品に等しく作用し、その影響を受けにくくすることができる。
【００１９】
また、請求項６の発明に係る光学走査装置の光路構造は、４本の光線を偏向手段に導いて偏向させ、それぞれの光線の前記偏向手段での偏向反射光をＦθレンズを透過させて、各別に像担持体上を走査させて、該像担持体に静電潜像を形成する光学走査装置の、光源から前記像担持体まで光線を導く光路構造の平面視において、前記偏向手段の中心を通る対称軸を挟んで、一対のＦθレンズを線対称の位置に設け、前記光線を発する４個の光源を２個ずつ２組に分割して、前記対称軸を挟んで配設し、前記対称軸を挟んでそれぞれの光線を反射させる反射手段を配設し、前記対称軸を挟んで一方の側に位置した光源のうちの一の光源から発せられる光線を他方の側の反射手段に、他の光源から発せられる光線を該光源と同じ側の反射手段に、それぞれ入射させ、前記反射手段で反射した光線を、前記対称軸に対して該反射手段と同じ側にある前記偏向手段の偏向反射面で反射させて前記Ｆθレンズのそれぞれに導くことを特徴としている。
【００２０】
カラー画像形成装置では、Ｙ、Ｍ、Ｃ、ＢＫを各別にしてその画像データを含む４本のレーザービームが利用されるので、４個の光源が用いられるのが一般的である。そして、前記基準線に近い側に位置させた光源から発せられる光線を、該基準線から遠い側に配した反射鏡であって、該光源と対称軸に対して同じ側にある反射鏡に入射させる。他方、基準線から遠い側に位置させた光源から発せられる光線は、該基準線に近い側に配した反射鏡であって、対称軸を挟んで該光源の反対側にある反射鏡に入射させる。このため、光線の光路長をより大きくすることができ、光路長を容易に等しく調整することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図示した好ましい実施の形態に基づいて、この発明に係る光学走査装置の光路構造を具体的に説明する。
【００２２】
図１〜図３に、第１の実施形態を示してあり、これらの図は本発明に係る光学走査装置の光路を示す模式図で、図１は平面図、図２は正面図、図３は右側面図である。この光学走査装置はカラー画像形成装置に搭載されるのに適したもので、Ｙ、Ｍ、Ｃ、ＢＫの４色のそれぞれに対応させて４個のレーザー光源1a、1b、1c、1dを備えている。なお、いずれのレーザー光源1a、1b、1c、1dが、Ｙ、Ｍ、Ｃ、ＢＫのいずれに対応したものであっても構わない。各レーザー光源１の前方には、コリメータレンズ2a、2b、2c、2d、シリンドリカルレンズ3a、3b、3c、3d、反射鏡4a、4b、4c、4dが備えられ、レーザー光源1a、1b、1c、1dから発せられたレーザービームは、コリメータレンズ2a、2b、2c、2dとシリンドリカルレンズ3a、3b、3c、3dを順次透過し、反射鏡4a、4b、4c、4dで反射させられて、偏向手段であるポリゴンミラー５に入射するようにしてある。このポリゴンミラー５はほぼ正六角形をし、その六面を偏向反射面5aとされている。また、軸5bを中心として適宜な速度で回転し、偏向反射面5aが指向する方向を順次変更して、入射光線が偏向されるようにしてある。
【００２３】
前記ポリゴンミラー５の軸5bを通る直線の１つを対称軸Ｓとし、この対称軸Ｓに対して線対称の位置に一対のＦθレンズ６、７が設けられている。これらＦθレンズ６、７の前方には、図２に示すように、入射光線をポリゴンミラー５の軸5bと平行な方向で下方へ向けて反射させる導入反射鏡８、９が配されている。これら導入反射鏡８、９のそれぞれの前方には分離反射鏡11、12が設けられている。この分離反射鏡11、12は導入反射鏡８、９で反射した光線に対してほぼ４５度に傾いた互に直角な２つの分離反射面11a 、11b 、12a 、12b を備えている。分離反射鏡11の分離反射面11a 、11b の境界線は、導入反射鏡８からの光線が複数本ある場合には、これら光線の中央部に位置させ、複数本の光線が分離反射面11a 、11b に適宜に振り分けられて入射するようにしてある。例えば、図２に示すように、２本の光線Ｌ１、Ｌ２が導入反射鏡８から入射する場合、分離反射面11a 、11b の境界線はこれら光線Ｌ１、Ｌ２の間に位置し、光線Ｌ２は分離反射面11a に、光線Ｌ１は分離反射面11b にそれぞれ入射するようにしてある。なお、分離反射鏡12の分離反射面12a 、12b の境界線は、導入反射鏡９からの光線が複数本ある場合には、これら光線の中央部に位置するようにしてあり、光線Ｒ１は分離反射面12a に、光線Ｒ２は分離反射面12b にそれぞれ入射するようにしてある。
【００２４】
分離反射面11a の前方にはシリンドリカルミラー13が、分離反射面11b の前方にはシリンドリカルミラー14が、分離反射面12a の前方にはシリンドリカルミラー15が、分離反射面12b の前方にはシリンドリカルミラー16がそれぞれ配されており、光線Ｌ２はシリンドリカルミラー13の反射面に、光線Ｌ１はシリンドリカルミラー14の反射面に、光線Ｒ１はシリンドリカルミラー15の反射面に、光線Ｒ２はシリンドリカルミラー16の反射面にそれぞれ入射するようにしてある。
【００２５】
前記シリンドリカルミラー13、14、15、16の反射面では、光線Ｌ１、Ｌ２、Ｒ１、Ｒ２は前記ポリゴンミラー５の軸5bと平行な方向へ反射されると共に、互に適宜な間隔を隔てることになる。これら反射面の前方にはそれぞれ透過板17a、 17b 、17c 、17d が配されて、光線Ｌ１、Ｌ２、Ｒ１、Ｒ２はこれら透過板17a、 17b 、17c 、17d を透過する。そして、これら透過板17a、 17b 、17c 、17dの前方に感光体ドラム等の像担持体（図示せず）の走査位置ＰＳが位置している。
【００２６】
次に、この第１実施形態に係る前記光源1a、1b、1c、1dからポリゴンミラー５に至る光路構造を説明する。ポリゴンミラー５の軸5bを通り前記対称軸Ｓと直交する直線を、基準線Ｂとする。また、この第１実施形態では、４個の光源1a、1b、1c、1dを備えており、これらを２つずつにして組合せるものとする。すなわち、光源1aと光源1cとを組合せ、光源1bと光源1dとを組合せてあり、光源1aと光源1cとは対称軸Ｓに対して同じ側に、光源1bと光源1dとは光源1a等と反対の側に配置されている。また、図１に示すように、光源1c、1dは、光源1a、1bよりも基準線Ｂに近い側に位置しているものとする。
【００２７】
前記反射鏡4a、4bは、対応する光源1a、1bと対称軸Ｓに対して同じ側に配されているのに対して、反射鏡4c、4dは、対応する光源1c、1dと対称軸Ｓに対して反対側に配されている。したがって、光源1aから発せられ反射鏡4aで反射された光線Ｌ１は、対称軸Ｓに対して光源1aと同じ側に位置した前記偏向反射面5aに入射する。光源1bから発せられ反射鏡4bで反射された光線Ｒ１も、対称軸Ｓに対して光源1bと同じ側に位置した前記偏向反射面5aに入射する。他方、光源1cから発せられ反射鏡4cで反射された光線Ｒ２は、対称軸Ｓに対して光源1cと反対の側に位置した偏向反射面5aに入射し、光源1dから発せられ反射鏡4dで反射された光線Ｌ２は、対称軸Ｓに対して光源1dと反対の側に位置した偏向反射面5aに入射する。すなわち、図１に示すように、光線Ｒ２の光路は光線Ｌ１の光路と対称軸Ｓとを横切って配されており、光線Ｌ２の光路は光線Ｒ１と対称軸Ｓとを横切って配されている。なお、光線Ｌ１、Ｌ２が入射する偏向反射面5aと、光線Ｒ１、Ｒ２が入射する偏向反射面5aとは、対称軸Ｓを挟んだ位置にある。
【００２８】
また、前記光線Ｌ１、Ｌ２、Ｒ１、Ｒ２の光源1a、1b、1c、1dから反射鏡4a、4b、4c、4dに至る光路は、いずれも対称軸Ｓと直交する方向としてある。このため、対称軸Ｓと交差して進む光線Ｒ２と光線Ｌ２の、それぞれ光源1c、1dから反射鏡4c、4dに至る光路が重複してしては不都合である。また、同じ側にある偏向反射面5aに入射する光線Ｌ１と光線Ｌ２、光線Ｒ１と光線Ｒ２も、それぞれ重複しては不都合である。このため、図３に示すように、光線Ｒ１と光線Ｒ２の高さ位置及び光線Ｌ１と光線Ｌ２の高さ位置をそれぞれ異ならせ、光線Ｒ１の光路上に光線Ｒ２のための反射鏡4cが、光線Ｌ１の光路上に光線Ｌ２のための反射鏡4dが位置しないようにしてある。さらに、反射鏡4cと反射鏡4dとが等しい高さ位置となってしまうので、光線Ｒ２の反射鏡4cに至る光路と、光線Ｌ２の反射鏡4dに至る光路は、図１に示すように、基準線Ｂからの距離を異ならせてある。
【００２９】
以上により構成されたこの発明の第１実施形態に係る光学走査装置の光路構造の作用を、以下に説明する。
【００３０】
処理すべき画像のＹ、Ｍ、Ｃ、ＢＫのデータに関する情報のいずれかを各別に含んで光源1a、1b、1c、1dのそれぞれから発せられた光線Ｌ１、Ｌ２、Ｒ１、Ｒ２は、コリメータレンズ2a、2b、2c、2dを透過して平行光線に調整された後、シリンドリカルレンズ3a、3b、3c、3dを透過して集光光線に調整される。その後、光線Ｌ１と光線Ｒ１ は、反射鏡4a、4bのそれぞれで反射されてポリゴンミラー５の、対称軸Ｓに対してこれら光線Ｌ１、Ｒ１のそれぞれの光源1a、1bと同じ側にある偏向反射面5aに入射する。なお、これら光線Ｌ１、Ｒ１の光路はほぼ等しい高さ位置に配されている。他方、光線Ｌ２と光線Ｒ２は、それぞれ光線Ｒ１と光線Ｌ１を横切って反射鏡4d、4cのそれぞれで反射されてポリゴンミラー５の、対称軸Ｓに対してこれら光線Ｌ２、Ｒ２のそれぞれの光源1c、1dと反対側にある偏向反射面5aに入射する。なお、これら光線Ｌ２、Ｒ２の光路はほぼ等しい高さ位置で、光線Ｌ１、Ｒ１の下側に配されている。
【００３１】
偏向反射面5aに入射した光線Ｌ１、Ｌ２、Ｒ１、Ｒ２はポリゴンミラー５の回転によって順次偏向されて、光線Ｌ１、Ｌ２はＦθレンズ６を透過して導入反射鏡８で反射され、光線Ｒ１、Ｒ２はＦθレンズ７を透過して導入反射鏡９で反射される。導入反射鏡８、９で反射されて、光線Ｌ１は分離反射鏡11の分離反射面11b で反射してシリンドリカルミラー14に入射し、光線Ｌ２は分離反射面11a で反射してシリンドリカルミラー13に入射し、光線Ｒ１は分離反射鏡12の分離反射面12a で反射してシリンドリカルミラー15に入射し、光線Ｒ２は分離反射鏡12b で反射してシリンドリカルミラー16に入射する。シリンドリカルミラー13、14、15、16に入射した光線Ｌ１、Ｌ２、Ｒ１、Ｒ２は、適宜な間隔を隔てると共に、ポリゴンミラー５の軸5aと平行な方向の光路を通ってそれぞれの光線Ｌ１、Ｌ２、Ｒ１、Ｒ２に対応した像担持体の走査位置ＰＳに入射し、対応したデータに基づく静電潜像が形成されることになる。
【００３２】
この第１実施形態に係る光学走査装置の光路構造によれば、基準線に近い側に位置させた光源1c、1dから発せられた光線Ｒ２、Ｌ２は対称軸Ｓを横切って反対側に配した反射鏡4c、4dに入射するから、光源1c、1dの光線を対称軸Ｓに対して該光源1c、1dと同じ側に反射鏡を配した場合の光路よりも大きい光路長を確保できる。このため、光源1c、1dからポリゴンミラー５までの光路長を、基準線から遠い側にある光源1a、1bからポリゴンミラー５までの光路長とほぼ等しくすることができ、シリンドリカルレンズ3a、3b、3c、3dの位置を調整することによって、いずれの光線Ｌ１、Ｌ２、Ｒ１、Ｒ２についても、該シリンドリカルレンズ2a、2b、2c、2dからポリゴンミラー５の偏向反射面5aまでの光路長を容易に等しくすることができる。なお、偏向反射面5aから走査位置ＰＳまでの光路長は、いずれの光線Ｌ１、Ｌ２、Ｒ１、Ｒ２についても容易に等しくすることができる。
【００３３】
また、光源1c、1dからの光線Ｒ２、Ｌ２を、対称軸Ｓに対して該光源1c、1dと同じ側にある反射鏡に入射させる場合には、光路長を確保するために光源1c、1dを、図１において側方に突出させて配置しなければならず、光学走査装置が大型化してしまうおそれがあるが、この第１実施形態に係る光路構造では、その必要がなく、光学走査装置の小型化を図ることができる。
【００３４】
しかも、光路長を等しくすることにより、シリンドリカルレンズ3a、3b、3c、3dや反射鏡４等の部品の共通化を図ることができ、部品コストを削減して、光学走査装置のコストを安価に抑制できる。
【００３５】
また、光線Ｌ１、Ｌ２、Ｒ１、Ｒ２の光路は、いずれも対称軸Ｓと直交することになり、この光学走査装置の各光学部品を取り付ける基準となる方向と等しい方向あるいは直交するから、これら光路の精度の検証を容易に行うことができる。
【００３６】
次に、図４に示す第２の実施形態に係る光学走査装置の光路構造を説明する。この第２実施形態に係る構造で、前記第１実施形態に係る構造と同一の部分は同一の符号を付してあり、またポリゴンミラー５から走査位置ＰＳまでの光路は第１実施形態に係る光路と同一であるので省略してある。この第２実施形態では、前記基準線Ｂから遠い側にある第１実施形態に係る光源1bを、基準線Ｂからの距離が光源1aとほぼ等しい位置に配した光源21b としたものである。このため、光源1aと光源21b とは対称軸Ｓに対して対称の位置に位置し、コリメータレンズ2aと2b、シリンドリカルレンズ3aと3b、反射鏡4aと4bも同様に対称位置に位置させることができる。
【００３７】
この第２実施形態に係る光路構造によれば、光源1a、21b とコリメータレンズ2a、2b、シリンドリカルレンズ3a、3b、反射鏡4a、4bが対称軸Ｓに対して対称の位置にあるから、例えば、光学走査装置のケーシングやこれらの光学部品が取り付けられたベース部材等が温度によって変形した場合であっても、その変形がこれらの光学部品に均等に作用し、変形による光学性能への影響を極力抑制することができる。
【００３８】
次に、図５に平面図を示す第３の実施形態を説明する。なお、第１実施形態に係る光路構造と同一の部分は同一の符号を付してある。この第３実施形態は、４個の光源31a 、31b 、31c 、31d を２つずつにして組合せ、平面視において、対称軸Ｓを挟んで、光源31a と光源31b とが、光源31c と光源31d とがそれぞれ対称な位置に配されている。また、コリメータレンズ32a と32b 、コリメータレンズ32c と32d 、及びシリンドリカルレンズ33a と33b 、シリンドリカルレンズ33c と33d も、対称軸Ｓを挟んでそれぞれ対称に配され、またこれらコリメータレンズ32a 、32b 、32c 、32d とシリンドリカルレンズ33a 、33b 、33c 、33d は、対称軸Ｓに対してそれぞれの光源31a 、31b 、31c 、31d と同じ側に配されている。
【００３９】
前記光源31a から発せられる光線Ｒ3 は、コリメータレンズ32a とシリンドリカルレンズ33a を透過し、反射鏡34a に入射する。光源31b から発せられる光線Ｌ3 は、コリメータレンズ32b とシリンドリカルレンズ33b を透過し、反射鏡34b に入射する。光源31c から発せられる光線Ｒ4 は、コリメータレンズ32c とシリンドリカルレンズ33c を透過し、反射鏡34c に入射する。光源31d から発せられる光線Ｌ4 は、コリメータレンズ32d とシリンドリカルレンズ33d を透過し、反射鏡34d に入射する。これら反射鏡34a 、34b 、34c 、34d は、それぞれが対応する光源31a 、31b 、31c 、31d に関して、対称軸Ｓに対し反対側に配されている。これら反射鏡34a 、34b 、34c 、34d で反射した光線Ｌ3 、Ｌ4 、Ｒ3 、Ｒ4 は、ポリゴンミラー５の偏向反射面5aに入射し、順次反射方向が偏向されながらＦθレンズ６、７を透過する。
【００４０】
また、光線Ｌ3 、Ｌ4 、Ｒ3 、Ｒ4 の光源31a 、31b 、31c 、31d から反射鏡34a 、34b 、34c 、34d に至る光路は、いずれも対称軸Ｓに対して直交する方向から適宜角度傾き、光線Ｌ3 、Ｌ4 、Ｒ3 、Ｒ4 が進む方向は、ポリゴンミラー５に近づく方向としてある。したがって、光線Ｌ3 、Ｌ4 、Ｒ3 、Ｒ4 の光路は、いずれも対称軸Ｓと斜交している。なお、図６に示すように、光線Ｌ3 と光線Ｌ4 の光路の高さを異ならせ、光線Ｒ3 と光線Ｒ4 の光路の高さを異ならせてある。
【００４１】
この第３実施形態に係る光路構造では、光源31a 、31b 、31c 、31d とコリメータレンズ32a 、32b 、32c 、32d 、シリンドリカルレンズ33a 、33b 、33c 、33d 、反射鏡34a 、34b 、34c 、34d のいずれも、平面視において、対称軸Ｓに対して対称位置に配することができる。このため、熱等による変形があってもその影響を極力抑制することができる。しかも、それぞれの光源31a 、31b 、31c 、31d から発せられる光線Ｌ3 、Ｌ4 、Ｒ3 、Ｒ4 は、対称軸Ｓに対してそれぞれの光源31a 、31b 、31c 、31d と反対の側の偏向反射面5aに入射するから、光源31a 、31b 、31c 、31d からポリゴンミラー５に至る光路長を大きくすることができ、シリンドリカルミラー33a 、33b 、33c 、33d から走査位置ＰＳまでの光路長を等しくする調整を容易に行なえる。
【００４２】
次に、図７に平面図を示す第４の実施形態に係る光路構造を説明する。なお、第１実施形態に係る光路構造と同一の部分は同一の符号を付してある。この第４実施形態では、４個の光源41a 、41b 、41c 、41d を２つずつにして組合せ、平面視において、対称軸Ｓを挟んで、光源41a と光源41b とが、光源41c と光源41d とがそれぞれ対称な位置に配されている。また、コリメータレンズ42a と42b 、コリメータレンズ42c と42d 、及びシリンドリカルレンズ43a と43b 、シリンドリカルレンズ43c と43d も、対称軸Ｓを挟んでそれぞれ対称に配され、またこれらコリメータレンズ42a 、42b 、42c 、42d とシリンドリカルレンズ43a 、43b 、43c 、43d は、対称軸Ｓに対してそれぞれの光源41a 、41b 、41c 、41d と同じ側に配されている。
【００４３】
前記光源41a から発せられる光線Ｒ5 は、コリメータレンズ42a とシリンドリカルレンズ43a を透過し、前記対称軸Ｓに対して光源41a と反対の側に配された反射鏡44a に入射する。光源41b から発せられる光線Ｌ5 は、コリメータレンズ42b とシリンドリカルレンズ43b を透過し、前記対称軸Ｓに対して光源41b と反対の側に配された反射鏡44b に入射する。また、これら光線Ｒ5 、Ｌ5 の光源41a 、41b から反射鏡44a 、44b に至るまでのそれぞれの光路は、対称軸Ｓに対して直交する方向から適宜角度傾き、これら光線Ｒ5 、Ｌ5 が進む方向は、ポリゴンミラー５に近づく方向としてある。したがって、光線Ｒ5 、Ｌ5 の光路は、対称軸Ｓと斜交している。
【００４４】
また、光源41c から発せられる光線Ｌ6 は、コリメータレンズ42c とシリンドリカルレンズ43c を透過し、前記対称軸Ｓに対して光源41c と同じ側に配された反射鏡44c に入射する。光源41d から発せられた光線Ｒ6 は、コリメータレンズ42d とシリンドリカルレンズ43d を透過し、前記対称軸Ｓに対して光源41d と同じ側に配された反射鏡44d に入射する。また、これら光線Ｌ6 、Ｒ6 の光源41c 、41d から反射鏡44c 、44d に至るまでのそれぞれの光路は、対称軸Ｓに対して直交する方向から適宜角度傾き、これら光線Ｌ6 、Ｒ6 が進む方向は、ポリゴンミラー５から遠ざかる方向としてある。したがって、光線Ｌ6 、Ｒ6 の光路は、対称軸Ｓと斜交している。
【００４５】
前記反射鏡で反射した光線Ｌ5 、Ｌ6 、Ｒ5 、Ｒ6 は、ポリゴンミラー５の偏向反射面5aに入射し、順次反射方向が偏向されながらＦθレンズ６、７を透過する。また、図８に示すように、光線Ｌ5 と光線Ｌ6 の光路の高さを異ならせ、光線Ｒ5 と光線Ｒ6 の光路の高さを異ならせてある。
【００４６】
この第４実施形態に係る光路構造では、ポリゴンミラー５に近い側にある光源41c 、41d から発せられる光線Ｌ6 、Ｒ6 の光源41c 、41d から反射鏡44c 、44d までの光路をポリゴンミラー５から離隔する方向に形成したから、これらの光線Ｌ6 、Ｒ6 の光路長を大きくして、ポリゴンミラー５から遠い側にある光源41a 、41b から発せられる光線Ｌ5 、Ｒ5 の光路長とほぼ等しい大きさに確保することができる。このため、シリンドリカルミラー43a 、43b 、43c 、43d から走査位置ＰＳに至るまでの光路長を、全ての光線Ｌ5 、Ｌ6 、Ｒ5 、Ｒ6 について容易に等しくすることができる。しかも、光源41a 、41b 、41c 、41d から反射鏡44a 、44b 、44c 、44d までの光路を対称軸Ｓに対して斜交する方向としたから、光源41a 、41b 、41c 、41d とコリメータレンズ42a 、42b 、42c 、42d 、シリンドリカルレンズ43a 、43b 、43c 、43d 、反射鏡44a 、44b 、44c 、44d などを対称軸Ｓに対して対称に配することができ、熱変形等の影響を極力抑制することができる。
【００４７】
以上に説明した実施形態では、いずれも４個の光源を備えた場合の光路構造を例示してあるが、光源は３つであっても、あるいは５つ以上であっても構わない。例えば、Ｙ、Ｍ、Ｃ、ＢＫに関してそれぞれ２個の光源を備えさせれば、転写媒体への転写を同時に２本のラインで行なうことができ、転写速度を大きくすることができるが、斯かる場合には８個の光源を要することになる。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明に係る光学走査装置の光路構造によれば、光源から発せられる光線を、一対の対称な位置にあるＦθレンズの対称軸に対して、光源とは反対の側にある反射鏡に入射させるようにしたから、該光源から反射鏡に至る光路長を長くすることができる。このため、光源が配された位置の偏向手段からの距離に拘わりなく、いずれの光源についても光路長をほぼ等しく、大きくすることができる。そして、シリンドリカルレンズから走査位置までの光路長等、所望の光路長を等しくするための調整を容易に行なうことができる。しかも、光路長を等しくすることにより、光源やシリンドリカルレンズ等の部品を全ての光路に共通化することができ、部品コストの低減を図ることができる。
【００４９】
さらに、偏向手段に近い位置に光源を配してあるから、光学走査装置の小型化を図ることもできる。
【００５１】
また、請求項２の発明に係る光学走査装置の光路構造によれば、いずれの光線の光路も前記対称軸を交差させてあるから、光学走査装置をより小型にすることができる。
【００５２】
また、請求項３の発明に係る光学走査装置の光路構造によれば、光路を前記対称軸に直交させてあり、請求項４の発明に係る光学走査装置の光路構造は、光路を前記対称軸に斜交させてあるものである。光路を対称軸に斜交させる場合には、平面視において、各光学部品を対称の位置に配置させることができるので、光源の発熱等の影響によって、光学走査装置のケーシングやこれらの光学部品が取り付けられたベース部材等が温度によって変形した場合であっても、その変形がこれらの光学部品に均等に作用し、変形による光学性能への影響を極力抑制することができる。
【００５３】
また、請求項５の発明に係る光学走査装置の光路構造によれば、各光学部品を前記対称軸に対して対称に配置させたから、熱等に起因する変形による光学性能への影響を極力抑制することができる。
【００５４】
また、請求項６の発明に係る光学走査装置の光路構造によれば、偏向手段に近い側に位置させた光源からの光線の光路を大きくすることができ、このため、該光路の長さを、偏向手段から遠い側に位置させた光源からの光線の光路の長さとほぼ等しくすることができる。このため、シリンドリカルレンズから走査位置に至る光路の長さを全ての光源に関して等しくする調整を容易に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の光学走査装置の光路構造の第１実施形態を模式的に示す平面図である。
【図２】図１に示す光路構造の正面図である。
【図３】図１に示す光路構造の右側面図である。
【図４】この発明の光学走査装置の光路構造の第２実施形態を模式的に示す平面図である。
【図５】この発明の光学走査装置の光路構造の第３実施形態を模式的に示す平面図である。
【図６】図５に示す光路構造の正面図である。
【図７】この発明の光学走査装置の光路構造の第４実施形態を模式的に示す平面図である。
【図８】図７に示す光路構造の正面図である。
【符号の説明】
1a、1b、1c、1d レーザー光源
2a、2b、2c、2d コリメータレンズ
3a、3b、3c、3d シリンドリカルレンズ
4a、4b、4c、4d 反射鏡
５ ポリゴンミラー
5a 偏向反射面
5b 軸
６、７ Ｆθレンズ
８、９ 導入反射鏡
11、12 分離反射鏡
11a、11b 分離反射面
12a、12b 分離反射面
13、14、15、16 シリンドリカルミラー
21b 光源
31a 、31b 、31c 、31d 光源
32a 、32b 、32c 、32d コリメータレンズ
33a 、33b 、33c 、33d シリンドリカルレンズ
34a 、34b 、34c 、34d 反射鏡
41a 、41b 、41c 、41d 光源
42a 、42b 、42c 、42d コリメータレンズ
43a 、43b 、43c 、43d シリンドリカルレンズ
44a 、44b 、44c 、44d 反射鏡
Claims (6)
- ３本以上の光線を偏向手段に導いて偏向させ、それぞれの光線の前記偏向手段での偏向反射光をＦθレンズを透過させて、各別に像担持体上を走査させて、該像担持体に静電潜像を形成する光学走査装置の、光源から前記像担持体まで光線を導く光路構造の平面視において、
前記偏向手段の中心を通る対称軸を挟んで、一対のＦθレンズを線対称の位置に設け、
前記光線を発する３個以上の光源を２組に分割して、前記対称軸を挟んで配設し、
前記光線のうちの少なくとも１本を、前記対称軸を挟んで該光線の光源と反対側に位置させた反射手段に入射させ、
残りの光線を、前記対称軸に対して同じ側に位置させた反射手段に入射させ、 前記反射手段で反射した光線を、前記対称軸に対して該反射手段と同じ側にある前記偏向手段の偏向反射面で反射させて前記Ｆθレンズのそれぞれに導くことを特徴とする光学走査装置の光路構造。 - ３本以上の光線を偏向手段に導いて偏向させ、それぞれの光線の前記偏向手段での偏向反射光をＦθレンズを透過させて、各別に像担持体上を走査させて、該像担持体に静電潜像を形成する光学走査装置の、光源から前記像担持体まで光線を導く光路構造の平面視において、
前記偏向手段の中心を通る対称軸を挟んで、一対のＦθレンズを線対称の位置に設け、
前記光線を発する３個以上の光源を２組に分割して、前記対称軸を挟んで配設し、
前記対称軸を挟んでそれぞれの光線を反射させる反射手段を配設し、
前記対称軸を挟んで一方の側に位置した光源から発せられる光線を、他方の側の反射手段に入射させ、
前記反射手段で反射した光線を、前記対称軸に対して該反射手段と同じ側にある前記偏向手段の偏向反射面で反射させて前記Ｆθレンズのそれぞれに導くことを特徴とする光学走査装置の光路構造。 - 前記光源から前記反射鏡に至る光路が、前記対称軸とほぼ直交することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光学走査装置の光路構造。
- 前記光源から前記反射鏡に至る光路が、前記対称軸に対して直交しないことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の光学走査装置の光路構造。
- 前記光源と前記反射鏡とを、前記対称軸に対して線対称の位置に配設したことを特徴とする請求項４に記載の光学走査装置の光路構造。
- ４本の光線を偏向手段に導いて偏向させ、それぞれの光線の前記偏向手段での偏向反射光をＦθレンズを透過させて、各別に像担持体上を走査させて、該像担持体に静電潜像を形成する光学走査装置の、光源から前記像担持体まで光線を導く光路構造の平面視において、
前記偏向手段の中心を通る対称軸を挟んで、一対のＦθレンズを線対称の位置に設け、
前記光線を発する４個の光源を２個ずつ２組に分割して、前記対称軸を挟んで配設し、
前記対称軸を挟んでそれぞれの光線を反射させる反射手段を配設し、
前記対称軸を挟んで一方の側に位置した光源のうちの一の光源から発せられる光線を他方の側の反射手段に、他の光源から発せられる光線を該光源と同じ側の反射手段に、それぞれ入射させ、
前記反射手段で反射した光線を、前記対称軸に対して該反射手段と同じ側にある前記偏向手段の偏向反射面で反射させて前記Ｆθレンズのそれぞれに導くことを特徴とする光学走査装置の光路構造。
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