JP4898605B2 - 光書込装置及び画像形成装置 - Google Patents

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。

特開昭５８−７９２１５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 特許第３０８４８２９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、複数のミラーを使用するため、光書込装置が厚み方向に大きくなる傾向がある。

図７は、従来の光書込装置の一例を示す構成図である。この図に示す光書込装置では、図示しない光源から出射された光ビームをポリゴンミラー５４で偏向させ、複数のミラー（反射鏡）５９を介して走査対象である感光体１０１に導いている。各光ビームを感光体に導くためのミラー５９は、各光ビームが干渉しないように各ミラー５９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、例えば黒色と赤色の２色でプリント可能なレーザプリンタ用光学系が記載されている。
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、複数の光ビームを１つの多面鏡で複数の感光体面に書込み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、発光波長が異なる光源からのレーザ光を、波長に応じて分離して感光体ドラムに露光させるようにした光走査装置が記載されている。

また、特許文献５には、複数のレーザビームを分離手段（ビームスプリッタ）によって分離し、感光体の別々の位置に照射して電子写真画像形成を行なう画像形成装置が開示されている。

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、特許文献２及び特許文献５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。

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、光書込装置の薄型化を実現し、ひいてはカラー画像形成装置の小型化に寄与することのできる光書込装置を提供することを課題とする。

前記の課題は、本発明により、光源からの光を偏向器により偏向して被走査面を走査する光書込装置において、偏光方向が同じでそれぞれ波長の異なる光ビームを出射する複数の光源を備え、該複数の光源から出射した各光ビームを副走査方向からみて同一軸になるように合成して前記偏向器により偏向させるとともに、前記偏向器により偏向された前記各光ビームが進入するよう配置され、光ビームの偏光方向により光ビームを透過もしくは反射させる第１のビーム透過反射手段と、該第１のビーム透過反射手段透過後の前記各光ビームをその波長により透過もしくは反射させる第２のビーム透過反射手段と、前記第１のビーム透過反射手段と前記第２のビーム透過反射手段との間に配置され、光ビームの偏光方向をπ／４回転させる１／４波長板とを有し、光源を上流側として、前記偏向器、前記第１のビーム透過反射手段、前記１／４波長板および前記第２のビーム透過反射手段がこの順に配置され、前記第１のビーム透過反射手段は、前記偏向器により偏向された前記光ビームを透過させて前記１／４波長板を通過させるとともに、前記第２のビーム透過反射手段により反射されて戻り前記１／４波長板を再度通過した光ビームを反射させるように配置され、前記第２のビーム透過反射手段を透過した光ビームにより一つの被走査面を走査し、前記第２のビーム透過反射手段を反射した光ビームを前記第１のビーム透過反射手段により反射させて他の一つの被走査面を走査するよう構成し、前記各光ビームの焦点距離の差を補正するように、前記各光ビームの光路長を異ならせて設けていることにより解決される。

また、前記各光ビームの光路長が、ビーム進行方向における前記偏向器の上流側で異ならせて設けられていると好ましい。
また、前記各光源から出射した光ビームを副走査方向からみて同一軸になるように合成するビーム合成手段を有すると好ましい。

また、前記各光ビームの光路長が、ビーム進行方向における前記偏向器の下流側で異ならせて設けられていると好ましい。
また、前記第２のビーム透過反射手段は、光軸方向の位置が調整可能に設けられていると好ましい。

また、前記各光源のビーム強度が変更可能に設けられていると好ましい。

また、前記第２のビーム透過反射手段がダイクロイックミラーであると好ましい。
また、前記各光源の同期検知に用いる光ビーム検出手段を有し、該光ビーム検出手段が、前記偏向器により偏向された光ビームが前記第１のビーム透過反射手段に入射する前に入射するように設けられていると好ましい。

また、前記光ビーム検出手段は１つであると好ましい。
また、前記各光源が所定の時間差をもって点灯制御されると好ましい。
また、前記各光源は、副走査方向に同一面内で所定の角度を持って配置され、前記偏向器の主走査方向に同一位置に各光ビームを照射するよう設けられていると好ましい。

また、前記各光源のいずれか１つが、可視光を出射する光源であると好ましい。
また、請求項１〜１２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前記偏向器を共通の１つの偏向器として用いるとともに、前記偏向器以外の光学素子を、前記偏向器の両側に略対称に１組ずつ配置し、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１〜１３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、第１のビーム透過反射手段と第２のビーム透過反射手段により、複数の光源から出射した光ビームを分離することができるので、複数の反射鏡を用いることなく各光ビームをそれぞれの走査対象に導くことができるので、光書込装置の薄型化が可能となる。

また、各光ビームの焦点距離の差を補正するように、前記各光ビームの光路長を異ならせて設けているので、１つのレンズ（ｆθレンズ）で波長の異なる光ビームを用いることや、各ビームが透過する光学素子の数が異なるなどの理由によって生じる焦点距離の差をなくすことができ、２つの光ビームの波長が異なることにより生じる各光ビームの光路差（光路長の差）を補正することができる。

請求項２又は請求項３の構成により、簡単な構成で各光ビームの光路長を異ならせることができる。
請求項４又は請求項５の構成により、光学素子を追加することなく各光ビームの光路長を異ならせることができる。

請求項６の構成により、各光ビームの強度差を補正し、走査対象に適正な強度で光ビームを照射することができる。

請求項７の構成により、第２のビーム透過反射手段として多層膜誘電体ミラーであるダイクロイックミラーを用いることにより、波長の異なる光ビームを適正に分離することが可能となる。

請求項８の構成により、第１のビーム透過反射手段による光学的影響を受けずに適正な検知を行なうことができる。
請求項９の構成により、１つの光ビーム検出手段により低コストに検出を行うことができる。

請求項１０の構成により、１つの光ビーム検出手段により複数の光ビームを検出することができる。
請求項１１の構成により、偏向器上流側の構成を簡単なものとすることができる。また、１つの光ビーム検出手段により低コストに同期検知を行うことができる。

請求項１２の構成により、光ビームの一つが可視光であるため、組立作業や調整作業、あるいは不具合の解析作業などにおいて作業が容易になる。
請求項１３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１４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１５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を模式的に示す構成図である。また、図２は、画像形成装置の正面方向から見た光書込装置の構成図である。これらの図に示す本例の光書込装置１０は、半導体レーザ１ａ，１ｂ、コリメートレンズ２ａ，２ｂ、シリンドリカルレンズ３、回転多面鏡であるポリゴンミラー４、ｆθレンズ５、偏光ビームスプリッタ６（第１のビーム分離手段）、１／４波長板７、ダイクロイックミラー８（第２のビーム分離手段）、反射鏡９、ビーム合成手段１２、同期検知素子１３等から構成され、これらの構成要素がユニット筐体１１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、偏光方向が同じで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８に対応した波長帯域のものが用いられる。

副走査方向に同一軸上に配置された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２ａ，２ｂを経てビーム合成手段１２により合成され、シリンドリカルレンズ３を通って偏向手段としてのポリゴンミラー４で偏向走査され、ｆθレンズ５を透過し、偏光方向により光を分離する偏光ビームスプリッタ６を通過する。この偏光ビームスプリッタ６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。

ｆθレンズ５を出て偏光ビームスプリッタ６を通過した２つのビーム（偏光方向が同じで波長の異なる光ビーム）は１／４波長板７を通過する。１／４波長板７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７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８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８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８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８を透過した光ビームは反射鏡９により反射され、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８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７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６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６により反射され、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７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８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７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８に反射されて再度１／４波長板７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。

本実施形態では、１つのレンズ（ｆθレンズ５）で波長の異なる光ビームを用いること、各ビームが透過する光学素子の数が異なるなどの理由から、焦点距離に差が生じてしまう。これを補正するために、あらかじめ、２つの光ビームの（感光体までの）光路長が異なるように設定している。本例では、図１に示すように、ビーム合成手段１２を用いて半導体レーザ１ａ，１ｂから出射される２つの光ビームを合成することにより、ポリゴンミラー４の上流側で各光路長を異ならせ、上記焦点距離の差を補正するように構成している。これにより、２つの光ビームの波長が異なることにより生じる２つの光ビームの光路差（光路長の差）を補正することができる。

なお、ダイクロイックミラー８を光軸方向（図２の左右方向）に移動可能に設け、ダイクロイックミラー８の位置を調節することで、２つの光ビームの光路長を変更することができるため、ダイクロイックミラー８の位置調節により上記焦点距離の差を補正する構成を追加しても良い。

さらに、２つの光ビームは、各光路における光学素子透過回数の違い、各光学素子での反射率と透過率の違い、光源（半導体レーザ１ａ，１ｂ）のばらつきなどから、各光ビームの強度もそれぞれ異なってしまう。そこで本例では、２つの光源（半導体レーザ１ａ，１ｂ）のビーム強度を調整可能に設け、それを調整することで各感光体ドラム被走査面に適正な強度で光ビームを照射可能に設けている。

次に、光源（半導体レーザ１ａ，１ｂ）の同期検知について説明する。
図１に示すように、ｆθレンズ５と偏光ビームスプリッタ６の間で主走査方向の書き込み範囲外に、同期検知素子としてのフォトダイオード１３が配置されている。半導体レーザ１ａ，１ｂから出射された各光ビームは、コリメートレンズ２を経て、ビーム合成手段１２を用いて合成され、シリンドリカルレンズ３を通り、ポリゴンミラー４で偏向走査され、ｆθレンズ５を透過し、フォトダイオード１３にも照射される。このフォトダイオード１３により走査線（光ビーム）位置を検知することができるため、書き込みタイミングを制御することが可能となる。

本例では、上記フォトダイオード１３を、光軸方向において第１のビーム分離手段である偏光ビームスプリッタ６の手前（上流）に配置した構成である。本実施形態では、２つの光ビームがビーム合成手段１２により合成され、全く同一の光路でフォトダイオード１３に入射するため、半導体レーザ１ａ，１ｂの発光タイミングを制御することにより各光ビームのフォトダイオード１３への入射タイミングをずらすことで、同一の（１個の）フォトダイオード１３により同期検知を可能としている。

ところで、上述したように、ダイクロイックミラー８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、用いるダイクロイックミラーにより異なるが、例えば波長７５０ｎｍ近辺を境界とするものを用いる場合には、各光ビームとして上記境界前後の波長帯を選択する必要がある。一例として、波長約６５０ｎｍの可視光と、波長約８００ｎｍ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８００ｎｍ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）。

図３は、光書込装置の第２実施形態を示す模式図である。上記した第１実施形態の光書込装置と重複する部分の説明は省略して異なる点のみを説明する。
２つの光源である半導体レーザ１ａ，１ｂは、副走査方向に同一軸（同一平面）上に配置されているが、本第２実施形態では、図に示すように、２つの光源である半導体レーザ１ａ，１ｂを、所定の角度αを持つように配置している。そして、ビーム合成手段１２を用いず、偏向手段であるポリゴンミラー４の主走査方向に同一の位置に２つの光ビームが照射されるように構成している。すなわち、本第２実施形態では、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２ａ，２ｂ及びシリンドリカルレンズ３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４で偏向走査される。

ポリゴンミラー４から後の（下流の）構成は上記した第１実施形態と同様であるが、本第２実施形態では、ポリゴンミラー４の上流側における２つの光ビームの光路長が等しいため、上記した２つの光ビームの焦点距離の補正に対し、ダイクロイックミラー８を光軸方向（図２の左右方向）に移動可能に設け、ダイクロイックミラー８の位置を調節することで上記補正を行うよう構成する。なお、２つの光源（半導体レーザ１ａ，１ｂ）のビーム強度を調整可能に設け、それを調整することで各感光体ドラム被走査面に適正な強度で光ビームを照射することは第１実施形態と同様である。

本第２実施形態における同期検知は、第１実施形態と同じく、ｆθレンズ５と偏光ビームスプリッタ６の間で主走査方向の書き込み範囲外に配置させた同期検知素子としてのフォトダイオード１３により行なう。半導体レーザ１ａ，１ｂから出射された各光ビームは、コリメートレンズ２を経てシリンドリカルレンズ３を通り、ポリゴンミラー４で偏向走査され、ｆθレンズ５を透過し、フォトダイオード１３にも照射される。このフォトダイオード１３により走査線（光ビーム）位置を検知することができるため、書き込みタイミングを制御することが可能となる。

本第２実施形態では、２つの光源である半導体レーザ１ａと１ｂのポリゴンミラー４に対する角度が異なっており、２つの光源が主走査方向にずらして配置されているため、２つの光ビームが同時に同期検知素子１３に入射せず、導体レーザ１ａと１ｂの発光タイミングを（同期検知のために）制御する必要がない。

このように、本発明による光書込装置では、副走査方向において同一軸上に合成した２つの光ビームを第１のビーム分離手段と第２のビーム分離手段により分離することが可能であり、図７で説明した従来例のように複数の反射鏡（ミラー）を用いることなく（複数の反射鏡を上下方向の異なる位置に配置することなく）、２つの光ビームをそれぞれの走査対象である感光体に導くことができるので、光書込装置の薄型化が可能となる。

次に、４色のフルカラー画像形成装置に対応する光書込装置を図４及び図５を参照して説明する。
４色のフルカラー画像形成装置に対応する第３実施形態の光書込装置は、上記説明した第１実施形態あるいは第２実施形態の光書込装置を構成する要素のうち、偏向手段であるポリゴンミラー４以外の構成要素を２組（２セット）備えるものであり、図４及び図５に示すように、１つのポリゴンミラー４を中心としてその両側に各構成要素を略対称に配置して設けたものである。図５では上記第１実施形態の構成で図示しているが、第２実施形態の構成も可能である。ポリゴンミラー４は、両側の構成要素に対して共通に用いることになる。

本第３実施形態では、半導体レーザは４つ（１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ）備えており、半導体レーザ１ａ，１ｂからの２本の光ビームをそれぞれ感光体１０１ａ，１０１ｂに導き、半導体レーザ１ｃ，１ｄからの２本の光ビームをそれぞれ感光体１０１ｃ，１０１ｄに導くように構成している。各光ビームの分離等については上記説明した第１実施形態及び第２実施形態の場合と同様であり、説明が重複するので省略する。

本第３実施形態の光書込装置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。

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６に示す画像形成装置は、タンデム方式を採用してフルカラー画像を形成可能な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、中間転写ベルト１１１の下部走行辺に沿って並設されている。支持ローラ１１２，１１３等に巻き掛けられた中間転写ベルト１１１は図中反時計回りに走行駆動される。左側の支持ローラ１１２の外側には、中間転写ベルト１１１をクリーニングするベルトクリーニングユニット１１４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，現像装置，クリーニング手段等が配置され、さらに各感光体ドラム１０１に対向するように中間転写ベルト１１１の内側に一次転写手段としての転写ローラが設けられている。

４つの作像ユニット１００の下方には光書込装置２０が設けられている。光書込装置２０は、４色のフルカラー画像形成装置に対応するもので、ここでは上記説明した第３実施形態の光書込装置２０を用いるものとする。なお、上記各実施形態では感光体１０１を下方に配置した構成で説明したが、本カラープリンタでは光書込装置２０の上方に感光体１０１を配置し、上方に光ビーム（走査光）を出射する構成とする。この光書込装置２０は、画像情報に基づいて光変調されたレーザ光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。

中間転写ベルト１１１の上にはトナー収容部１４１が設けられ、イエロー，シアン，マゼンタ，ブラックの各色トナーを収容したトナーボトルが配置される。各トナーボトルからは、図示しないトナー供給機構により各色トナーがそれぞれ各色作像ユニット１００の現像装置に供給される。

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。分離機構等の詳細は図示を省略する。

中間転写ベルト１１１の支持ローラ１１３に対向するように二次転写ローラ１１５が設けられており、その二次転写部の用紙搬送方向上流側（図においては下方）近傍にレジストローラ１１６が設けられている。また、二次転写部の上方には定着装置１５０が設けられている。

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２０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。

また、中間転写ベルト１１１が図中反時計回りに走行駆動され、各作像ユニット１００において一次転写ローラの作用により感光体ドラム１０１から中間転写ベルト１１１に各色トナー像が順次重ね転写される。このようにして中間転写ベルト１１１はその表面にフルカラーのトナー像を担持する。

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表面に付着する残留トナーは、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。

一方、給紙トレイ１３０から用紙が給送され、レジストローラ対１１６によって、中間転写ベルト１１１上に担持されたトナー像とのタイミングを取って二次転写位置に向けて送出される。二次転写ローラ１１５には所定の転写電圧が印加され、これによって中間転写ベルト表面のトナー像が用紙上に一括して転写される。トナー像を転写された用紙は、定着装置１５０を通過するとき、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、排紙ローラ１５１により装置本体の上面に構成された排紙トレイ１４０に排出される。

光書込装置２０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に特に効果が大きい。

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波長の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偏光ビームスプリッタに限らず適宜な構成のものを採用可能である。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。

画像形成装置としては、中間転写方式に限らず、直接転写方式でも良い。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採用可能である。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。

光書込装置の第１実施形態の要部構成を示す斜視図である。 光書込装置の正面方向から見た断面図である。 光書込装置の第２実施形態を示す構成図である。 ４色のフルカラー画像形成装置に対応する第３実施形態の光書込装置示す断面図である。 その斜視図である。 本発明に係る光書込装置を備える画像形成装置の一例を示す断面構成図である。 従来の光書込装置の一例を示す構成図である。

符号の説明

１ａ，１ｂ 半導体レーザ
２ａ，２ｂ コリメートレンズ
３ シリンドリカルレンズ
４ ポリゴンミラー（偏向器）
５ ｆθレンズ
６ 偏光ビームスプリッタ（第１のビーム分離手段）
７ １／４波長板
８ ダイクロイックミラー（第２のビーム分離手段）
９ 反射鏡（ミラー）
１０，２０ 光書込装置
１２ ビーム合成手段
１３ フォトダイオード（同期検知素子）
１００ 作像ユニット
１０１ 感光体
１１１ 中間転写ベルト

Claims (15)

1. 光源からの光を偏向器により偏向して被走査面を走査する光書込装置において、
   偏光方向が同じでそれぞれ波長の異なる光ビームを出射する複数の光源を備え、該複数の光源から出射した各光ビームを副走査方向からみて同一軸になるように合成して前記偏向器により偏向させるとともに、
   前記偏向器により偏向された前記各光ビームが進入するよう配置され、光ビームの偏光方向により光ビームを透過もしくは反射させる第１のビーム透過反射手段と、
   該第１のビーム透過反射手段透過後の前記各光ビームをその波長により透過もしくは反射させる第２のビーム透過反射手段と、
   前記第１のビーム透過反射手段と前記第２のビーム透過反射手段との間に配置され、光ビームの偏光方向をπ／４回転させる１／４波長板と
   を有し、
   光源を上流側として、前記偏向器、前記第１のビーム透過反射手段、前記１／４波長板および前記第２のビーム透過反射手段がこの順に配置され、
   前記第１のビーム透過反射手段は、前記偏向器により偏向された前記光ビームを透過させて前記１／４波長板を通過させるとともに、前記第２のビーム透過反射手段により反射されて戻り前記１／４波長板を再度通過した光ビームを反射させるように配置され、
   前記第２のビーム透過反射手段を透過した光ビームにより一つの被走査面を走査し、前記第２のビーム透過反射手段を反射した光ビームを前記第１のビーム透過反射手段により反射させて他の一つの被走査面を走査するよう構成し、
   前記各光ビームの焦点距離の差を補正するように、前記各光ビームの光路長を異ならせて設けていることを特徴とする光書込装置。
2. 前記各光ビームの光路長が、ビーム進行方向における前記偏向器の上流側で異ならせて設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の光書込装置。
3. 前記各光源から出射した光ビームを副走査方向からみて同一軸になるように合成するビーム合成手段を有することを特徴とする、請求項２に記載の光書込装置。
4. 前記各光ビームの光路長が、ビーム進行方向における前記偏向器の下流側で異ならせて設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の光書込装置。
5. 前記第２のビーム透過反射手段は、光軸方向の位置が調整可能に設けられていることを特徴とする、請求項３又は４に記載の光書込装置。
6. 前記各光源のビーム強度が変更可能に設けられていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の光書込装置。
7. 前記第２のビーム透過反射手段がダイクロイックミラーであることを特徴とする、請求項１又は５に記載の光書込装置。
8. 前記各光源の同期検知に用いる光ビーム検出手段を有し、
   該光ビーム検出手段が、前記偏向器により偏向された光ビームが前記第１のビーム透過反射手段に入射する前に入射するように設けられていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の光書込装置。
9. 前記光ビーム検出手段は１つであることを特徴とする、請求項８に記載の光書込装置。
10. 前記各光源が所定の時間差をもって点灯制御されることを特徴とする、請求項８又は９に記載の光書込装置。
11. 前記各光源は、副走査方向に同一面内で所定の角度を持って配置され、前記偏向器の主走査方向に同一位置に各光ビームを照射するよう設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の光書込装置。
12. 前記各光源のいずれか１つが、可視光を出射する光源であることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の光書込装置。
13. 請求項１〜１２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前記偏向器を共通の１つの偏向器として用いるとともに、前記偏向器以外の光学素子を、前記偏向器の両側に略対称に１組ずつ配置し、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。
14. 請求項１〜１３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。
15. 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１４に記載の画像形成装置。

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