JP2000180750A - 光学走査装置 - Google Patents
光学走査装置Info
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Abstract
査装置の部品点数を最小限に抑え、低コスト化、小型
化、高性能化を図る。 【解決手段】 光ビームを主走査方向と対応する方向に
等角速度で偏向する偏向器22の数を最小限の1つとす
ると共に、偏向器22の多面鏡26の数及び回転駆動部
28の数も各々最小限の一つとし、更に、光ビームを所
定の大きさに収束させかつ光ビームのスポットを略等速
度で走査するためのfθレンズ系をfθレンズ系20
A,20Bの2組として偏向器22の両側に配置する。
fθレンズ系20A,20Bには、各々2本の光ビーム
を入出射させ、偏向器22により4本の光ビームの主走
査を行う。
Description
像情報に応じて感光体上に走査露光することにより、画
像を記録するレーザプリンタやディジタル複写機などの
画像記録装置に使用される光学走査装置に関するもので
あり、特に、複数のレーザビームによって形成される複
数の画像を重ねて一つの画像を得る多色画像形成装置に
好適に用いられる光学走査装置に関する。
置においては、帯電された感光体に、光学走査装置によ
り画像情報に応じた光ビームを走査して潜像を形成し、
この潜像を現像した現像像を用紙に転写して画像形成す
ることが行われている。
い、この電子写真方式によりブラック(K)、イエロー
(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の各色について
現像像を形成し、これを順次転写してフルカラー画像を
形成するフルカラー画像形成装置が開発されるようにな
ってきた。
要とされる用途に向けて、複数の独立した画像形成装置
を備え、ここで形成さた現像像を単一の転写媒体上に連
続的に転写し、1サイクルでフルカラー画像を形成す
る、所謂、タンデム方式のフルカラー画像形成装置が開
発されている。
一例を図5(A),(B)にしたがって説明する。
送ベルト114の用紙搬送方向上流側より、ブラック
(K)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン
(C)の順に、画像形成装置118K、画像形成装置1
18Y、画像形成装置118M、画像形成装置118C
の順に設けられ、各画像形成装置には、像担持体として
の感光ドラム122の周囲に電子写真プロセスを構成す
るサブユニットが配置されている。
ドラム122を帯電した後、光学走査装置120により
画像情報に応じた光ビームを露光走査して潜像を形成す
る。
た後、一定速度で搬送される用紙112に転写を行う。
い、図示しない定着装置により転写像を用紙112に固
定したのち排出する。
点灯されるレーザ光源(図示せず)から射出された光ビ
ームを回転多面鏡128により等角速度で偏向し、2枚
のfθレンズ130により、感光ドラム122上に等速
度で走査するスポットに結像する構成を備えている。
は、各光学走査装置120が各々回転多面鏡28を備え
ている。
は、前述したような従来のカラー画像形成装置は複数の
光学走査装置を備えているため、高コスト、装置の大型
化、画像ミダレといった問題が有ると、記載されてい
る。そして、複数の多面鏡を回転駆動源である一つのモ
ータで駆動し、光学走査装置を単一のパッケージとする
ことで、その問題点を解決できるとしている。
62−189420号公報に開示の光学走査装置には以
下の問題点がある。 公報の明細書第1,2,5図に示すように、多面鏡
が複数個設けられているため高額である。また、各々の
多面鏡における各反射面の平面度、各反射面の副走査方
向の倒れ角度が異なることにより、色毎で焦点ボケ、縦
線の揺らぎ、走査線の疎密(所謂バンディング)の度合
いが異なってしまうことになり、重ね合わせたカラーの
画像としては受け入れ難いものとなってしまう。 公報の明細書第1〜5図の実施例に示すように、f
θレンズがビームの本数組分配置されており、高額とな
る。(これは、一般のfθレンズにおいては、光学性能
を確保するためには、ビームは光軸を通す必要があるた
めである。) 多面鏡を4個用いた実施例(公報の明細書第1,2
図参照。)においては、回転駆動部であるモータにかか
る負荷が大きく、コスト、消費電力を勘案すると非現実
的となる。 図6に示すように、多面鏡140の両側を同時に使
用し、多面鏡140の枚数を2枚に削減した実施例にお
いては、実使用上は現実的ではあるが、fθレンズ14
2、反射ミラー144等の光学部品を多面鏡140の両
側に配置しているため、光学走査装置全体が横方向に非
常に大きくなっている。
ンパクト化は可能であるが、その場合には、反射ミラー
144が増加した分のコストアップのみならず、光路ズ
レを防止するための調整機構もしくは高精度な機械寸法
が必要となり、かなりのコストアップを伴うことにな
る。
ムによって形成される複数の画像を重ねて一つの画像を
得る多色画像形成装置に用いる光学走査装置を、部品点
数を最小限に抑えることで低コストとし、小型化、高性
能なものとして提供することが目的である。
は、複数の光ビームによって感光体上に形成される複数
の画像を重ねて一つの多色画像を得る多色画像形成装置
に用いられる光学走査装置であって、単一の多面鏡及び
前記多面鏡を回転させる単一の回転駆動部を備え、前記
多面鏡に入射した光ビームを主走査方向に反射偏向する
単一の偏向器と、前記多面鏡の回転軸と交差する方向の
両側から各々複数の光ビームを前記多面鏡に対して入射
させる複数の光源と、前記多面鏡の回転軸と交差する方
向の両側に配置され、少なくとも前記多面鏡で反射偏向
された光ビームを透過して感光体上にスポット状に結像
させる2組のfθレンズと、を有し、前記多面鏡の回転
軸と交差する方向の両側で複数の光ビームが入出射する
ことを特徴としている。
用を説明する。
鏡を回転駆動部によって等角速度で回転することによ
り、多面鏡に入射した光ビームを主走査方向に反射偏向
することができる。
ンズを透過することによって感光体上で所定の大きさの
スポットに収束されると共に、略等速度で走査される。
方向に等角速度で偏向する偏向器の数を最小限の1つと
すると共に、偏向器に含まれる多面鏡の数も最小限の一
つとし、更に、光ビームを所定の大きさに収束させかつ
光ビームのスポットを略等速度で走査するためのfθレ
ンズを2組としているので、光ビーム毎に多面鏡及びf
θレンズを備えた従来の装置よりも部品点数を少なく構
成でき、低コストを達成することができる。
の光学走査装置において、前記多面鏡に入射する前記複
数の光ビームは、前記両側の各々の側において、副走査
方向の入射角度が異なることを特徴としている。
用を説明する。
の光源から出射された複数の光ビームが、各々の側で副
走査方向に異なる角度で入射する。このため、別々の光
源から出射された複数の光ビームは、多面鏡で反射する
が、これら複数の光ビームは各々の側で副走査方向にも
異なる角度で反射し、多面鏡から離れるにしたがって光
ビームと光ビームとの間隔が広がって行く。
請求項2に記載の光学走査装置において、前記多面鏡に
入射する両側の複数の光ビームが、副走査方向の一方の
側から前記多面鏡の回転軸に直交する平面に対して角度
もって入射する場合、前記両側の各々の側において、前
記平面となす入射角が大きい光ビームが前記多面鏡に入
射する入射点は、前記平面となす入射角が小さい光ビー
ムが前記多面鏡に入射する入射点よりも前記副走査方向
の一方の側に位置していることを特徴としている。
用を説明する。
査方向の間隔を確保しているので、多面鏡により反射さ
れた光ビームの間隔が多面鏡から離れるにしたがって広
くなることと相まって、fθレンズを通過した後の各光
ビームの間隔がより一層広まる。
によって感光体上に形成される複数の画像を重ねて一つ
の多色画像を得る多色画像形成装置に用いられる光学走
査装置であって、1または2個の多面鏡及び前記多面鏡
を回転させる単一の回転駆動部を備え、前記多面鏡に入
射した光ビームを主走査方向に反射偏向する単一の偏向
器と、前記多面鏡の回転軸と交差する方向の両側から各
々複数の光ビームを前記多面鏡に対して入射させる複数
の光源と、前記多面鏡の回転軸と交差する方向の両側に
配置され、少なくとも前記多面鏡で反射偏向された光ビ
ームを透過して感光体上にスポット状に結像させる2組
または4組のfθレンズと、前記fθレンズを透過した
複数の反射偏向された光ビームを、前記回転軸の一方向
側に折り返す複数の第1の反射ミラーと、前記回転軸の
一方向側に配置され、前記第1の反射ミラーで反射され
た光ビームを前記回転軸の他方向側に配置された感光体
に向けて反射する第2の反射ミラーと、を有することを
特徴としている。
用を説明する。
鏡を回転駆動部によって等角速度で回転することによ
り、多面鏡に入射した光ビームを主走査方向に反射偏向
することができる。
ンズを透過することによって感光体上で所定の大きさの
スポットに収束されると共に略等速度で走査される。
方向に等角速度で偏向する偏向器の数を1つとすると共
に、偏向器に含まれる多面鏡の数も1または2つとし、
更に、光ビームを所定の大きさに収束させかつ光ビーム
のスポットを略等速度で走査するためのfθレンズを2
組または4組(多面鏡の数が2つの場合)としているの
で、光ビーム毎に多面鏡及びfθレンズを備えた従来の
装置よりも部品点数を少なく構成でき、低コストを達成
することができる。
側に光学系を配置する場合には効果的である。
ビームが、第1の反射ミラーによって回転軸の一方向側
に折り返され、さらに第2の反射ミラーによって回転軸
の他方向側に配置された感光体に向けて反射する構成と
しているので、光路が装置両側(多面鏡に光ビームが入
出射する側)へ延びず、多面鏡の回転軸と交差する方向
の装置寸法を小さくすることができる。
の光学走査装置において、前記第1の反射ミラーは、f
θレンズを透過した複数の反射偏向された少なくとも1
本の光ビームを、前記回転軸の一方向側で、かつ前記回
転多面鏡を越える方向に折り返すことを特徴としてい
る。
用を説明する。
の偏向器で偏向された複数の光ビームの少なくとも1本
が、第1の反射ミラーによって回転軸の一方向側で、か
つ回転多面鏡を越える方向に折り返される。光ビームが
回転多面鏡を越える方向に折り返すので、多面鏡の回転
軸と交差する方向の装置寸法を抑えつつ、装置内で光路
をさらに延長することができる。
請求項5に記載の光学走査装置において、前記回転駆動
部は、前記多面鏡の感光体側とは反対側に配置されてい
ることを特徴としている。
用を説明する。
駆動部が、多面鏡に対して第1の反射ミラーにより折り
返された光ビームが通過する側に配置されるため、回転
駆動部が多面鏡の軸方向に突出する大きさの分だけ、装
置の軸方向の寸法小さくすることができる。
求項6の何れか1項に記載の光学走査装置において、前
記fθレンズは前記第2の反射ミラーと感光体との間に
配置されており、第2の反射ミラーで反射された光ビー
ムは前記fθレンズの近傍を前記fθレンズの光軸と交
差する方向に通過して前記感光体に到達することを特徴
としている。
用を説明する。
の反射ミラーで反射された各々の光ビームは、fθレン
ズの近傍をfθレンズの光軸と交差する方向に通過して
感光体に到達する。
うになるため、逆方向に反射されるタイプの装置と比較
して、装置の軸方向寸法を小さくすることができると共
に、装置と感光体とを接近させることができる。
求項7のいずれか1項に記載の光学走査装置において、
前記fθレンズは、前記多面鏡に入射する光ビームと、
前記多面鏡によって反射偏向された光ビームとを透過す
ると共に、前記反射偏向された光ビームが成す走査角の
中心から前記多面鏡に光ビームが入射する位置に配置さ
れ、前記多面鏡に入射する光ビームは、主走査方向の幅
が多面鏡の回転方向側の面幅よりも大きいことを特徴と
している。
用を説明する。
鏡に入射させる光ビームと多面鏡で反射偏向された光ビ
ームとが共にfθレンズを透過し、かつ反射偏向された
光ビームがなす走査角度の中心から多面鏡へ光ビームを
入射させるようにしたので、従来の多面鏡の斜め(走査
角度の中心に対して)から光ビームが入射するタイプの
装置に比較して、多面鏡を小さくすることができ、かつ
感光体上の光ビームのスポット径の一様性などの光学性
能の左右対称性を確保することができる。
多面鏡で反射偏向された光ビームとが共にfθレンズを
透過し、かつ反射偏向された光ビームがなす走査角度の
中心から多面鏡へ光ビームを入射させる光学系は、正面
入射・ダブルパス光学系と呼ばれている。
方向の幅を多面鏡の回転方向側の反射面の面幅より大き
くする、所謂オーバーフィールドタイプとしたことで、
多面鏡の面幅を小さくすることができ、面数を増加して
も多面鏡の大径化を避けることができ、軽量化及び慣性
モーメントの小化により高速回転化対応が可能となる。
の光学走査装置において、前記fθレンズは、主走査方
向にのみパワーを有することを特徴としている。
用を説明する。
光学系においては、従来の副走査方向(図7の矢印A方
向)にもパワーを有するfθレンズ系150を多面鏡1
52の正面に配置した場合、光ビームLBが副走査方向
にも屈折されるので、光源(半導体レーザ)152をf
θレンズ系150の光軸CLから比較的離れた位置に配
置しなければならなくなる。
ては、図8に示すように、fθレンズ系154は副走査
方向(矢印A方向)にパワーを有していないので、多面
鏡152に対して光ビームLBは一直線で入射し、一直
線で出射する。
では、図7に示す従来例に比較して光源152をfθレ
ンズ系154の光軸CLに近い位置に配置でき、また、
fθレンズ系154の偏平化も可能となるため、装置全
体の偏平化に寄与できる。
請求項9のいずれか1項に記載の光学走査装置におい
て、前記複数のfθレンズ、第1の反射ミラー及び第2
の反射ミラーを鉛直方向に配列し、鉛直方向に配列した
複数の感光体の側面に光ビームを入射させることを特徴
としている。
説明する。
数のfθレンズ、第1の反射ミラー及び第2の反射ミラ
ーを鉛直方向に配列し、偏向した光ビームを鉛直方向に
配列した複数の感光体の側面に入射させるので、装置の
横幅(水平方向の寸法)を短くすることができる。
鏡及び多面鏡を回転させる回転駆動部を備え、前記多面
鏡に入射した光ビームを主走査方向に反射偏向する偏向
器と、光ビームを前記多面鏡に対して入射させる少なく
とも一つの光源と、前記多面鏡の回転軸と交差する方向
に配置され、少なくとも前記多面鏡で反射偏向された光
ビームを透過して感光体上にスポット状に結像させるf
θレンズと、前記偏向器、光源及びfθレンズを取り付
ける取付面を有するハウジングと、を備え、前記ハウジ
ングの取付面は、水平方向とは交差する方向に配置され
ていることを特徴としている。
作用を説明する。
面鏡を回転駆動部によって等角速度で回転することによ
り、多面鏡に入射した光ビームを主走査方向に反射偏向
することができる。
ンズを透過することによって感光体上で所定の大きさの
スポットに収束されると共に、略等速度で走査される。
ハウジングの取付面に取り付けられている。そして、こ
のハウジングの取付面は、水平方向とは交差する方向、
即ち、鉛直方向や水平方向に対して斜め方向に配置され
ている。
を短くすることができ、光学走査装置を用いる画像形成
装置の水平方向の寸法を短くすることが可能となる。
に用いた場合には、光源を一つとし、光ビームの数を1
本としても良いが、複数の感光体を備える多色の画像形
成装置に用いる場合には、感光体の数に応じて光源を多
数設け、複数の光ビームを一つの多面鏡で反射偏向して
も良い。この場合、多面鏡の回転軸と交差する方向の両
側で複数の光ビームを入出射させても良い。また、光ビ
ームの数に応じてfθレンズを複数設けても良い。
態を図1乃至図4にしたがって説明する。
光学走査装置10は、光学箱12、光源14A,14
B,14C,14D、平面ミラー16A,16B、平面
ミラー17A,17B、平面ミラー18A,18B,1
8C,18D、fθレンズ系20A,20B、偏向器2
2、シリンドリカルミラー24A,24B,24C,2
4D等から構成されている。
々fθレンズ21とfθレンズ23から構成されてい
る。
は、多色画像形成装置の構成部品であるシアン(C)用
の感光体38A、マゼンタ(M)用の感光体38B、イ
エロー(Y)用の感光体38C、ブラック(K)用の3
8Dが鉛直方向(矢印U方向及び矢印D方向)に配列さ
れている。
面鏡26の矢印L方向側には多面鏡26を回転させるた
めの回転駆動部28が設けられている。
が水平方向(矢印L方向及び矢印R方向)となるように
配置されており、偏向器22の上側に各々fθレンズ系
20A、平面ミラー18A,18B、平面ミラー17A
が配置されており、偏向器22の下側にfθレンズ系2
0B、平面ミラー18C,18D、平面ミラー17Bが
配置されている。
にはシリンドリカルミラー24A,24Bが配置されて
おり、fθレンズ系20Bの矢印L方向側にはシリンド
リカルミラー24C,24Dが配置されている。
7Aの矢印B方向には光源14Aが配置されており、光
源14Aの矢印L方向側には平面ミラー16A及び光源
14Bが配置されている。
は光源14Dが配置されており、光源14Dの矢印L方
向側には平面ミラー16B及び光源14Cが配置されて
いる。
は、説明を分かりやすくするために、あえて別の位置に
記載している。
る半導体レーザ30、入射した光ビームを平行光束にす
るコリメータレンズ32、ビーム幅を整形するスリット
34、光ビームを主走査方向及び副走査方向に対応する
方向に発散した光束とするシリンドリカルレンズ36を
備えている。
方向における拡がり角が、副走査方向に対応する方向に
おける拡がり角よりも大きい拡散光である光ビームを照
射する。
2の焦点位置よりも内側に配置されており、半導体レー
ザ30より出射された光ビームはコリメータレンズ32
によって、副走査方向及び主走査方向に対応する方向に
緩い発散光とされる。
34によって副走査方向に対応する方向のビーム幅が制
限される(なお、本実施形態は、オーバーフィールド光
学系であるので、主走査方向に対応する方向のビーム幅
は、多面鏡26の偏向面26Aの面幅(軸方向と直交す
る方向の幅)で制限される。)。
ンドリカルレンズ36によって、副走査方向に対応した
方向においてのみ収束する収束光とされる。
両側から各々2本づつの光ビーム、即ち、上側から光ビ
ーム14Aa,14Ba、下側から光ビーム14Ca,
14Daが入射するようになっている。
Baについて説明する。
及び光源14Bから出射した光ビーム14Baは、主走
査方向に対応した方向にのみパワーを有するfθレンズ
系20Aを透過して多面鏡26の偏向面26Aに入射す
る。
a、14Baは、副走査方向に対応する方向において、
この偏向面26Aの表面近傍に収束する。
ーム14Aa,14Baの主走査方向に対応した方向の
幅よりも小さいため、これらの光ビーム14Aa,14
Baは多面鏡26の表面において、複数の偏向面26A
に跨がる細長い線像となる。
向に長い線像のうち、偏向面26Aの一面に照射してい
る分のみが反射偏向されて再びfθレンズ系20Aに入
射する(所謂オーフィールド光学系が構成されてい
る。)。
ビーム14Aaは、平面ミラー18Aで偏向器22の矢
印L方向側へ斜めに反射された後、シリンドリカルミラ
ー24Cに至り、シリンドリカルミラー24Cで矢印R
方向側の感光体38Cに向けて水平方向に反射される。
そしてfθレンズ系20Aに入射した光ビーム14Aa
は、このfθレンズ系20Aの主走査方向に対応した方
向のパワーによって、主走査方向において、感光体38
Cの表面近傍に結像される。
ーム14Baは、平面ミラー18Bで偏向器22の矢印
L方向側へ斜めに反射された後、シリンドリカルミラー
24Dに至り、シリンドリカルミラー24Dで矢印R方
向側の感光体38Dに向けて水平方向に反射される。そ
してfθレンズ系20Aに入射した光ビーム14Ba
は、このfθレンズ系20Aの主走査方向に対応した方
向のパワーによって、主走査方向において、感光体38
Dの表面近傍に結像される。
向においてはシリンドリカルレンズ36とシリンドリカ
ルミラー24Cによる作用、主走査方向においてはfθ
レンズ系20Aの作用による作用、の各々作用によって
感光体38Cの表面近傍に収束し、感光体38Cの表面
に所定の径のスポットとして照射され、また、fθレン
ズ系20Aの作用によって、感光体38Cの表面を主走
査方向に略等速度で走査される。同様に、光ビーム14
Baは、副走査方向においてはシリンドリカルレンズ3
6とシリンドリカルミラー24Dによる作用、主走査方
向においてはfθレンズ系20Aの作用による作用、の
各々作用によって感光体38Dの表面近傍に収束し、感
光体38Dの表面に所定の径のスポットとして照射さ
れ、また、fθレンズ系20Aの作用によって、感光体
38Dの表面を主走査方向に略等速度で走査される。
査方向に対応する方向にのみパワーを有しており、多面
鏡26の各偏向面26Aの面倒れによって生じる感光体
38Dの表面上におけるスポットの副走査方向の位置ズ
レを小さくするように作用し、同様にシリンドリカルミ
ラー24Cは副走査方向に対応する方向にのみパワーを
有しており、多面鏡26の各偏向面26Aの面倒れによ
って生じる感光体38Cの表面上におけるスポットの副
走査方向の位置ズレを小さくするように作用する。
も示すように(なお、図4において、光源14A,Bと
多面鏡26との間の光学部品は図示を省略してい
る。)、多面鏡26の片側(ここでは上側)に入射する
2本の光ビーム14Aa,14Baは、各々多面鏡26
の厚さ方向中心を通り回転軸Sと直交する仮想平面Mよ
りも矢印L方向側から入射し、また、副走査方向に対応
する方向の入射角θ(多面鏡26の回転軸Sに直交する
方向に対する角度。)が異なっている。
光ビーム14Baの入射角θが、光源14Aから出射し
た光ビーム14Aaの入射角θよりも小とされている。
そして入射角θの小さい光ビーム14Aaの多面鏡26
における入射点は、入射角θの大きい光ビーム14Ba
の多面鏡26における入射点よりも多面鏡26の光ビー
ム入射側、即ち矢印L方向側に位置している。
B、平面ミラー18C,18D、fθレンズ系20B及
びシリンドリカルミラー24A,24Bは、図1にも示
すように前述した光源14A,B、平面ミラー16A、
平面ミラー18A,18B、fθレンズ系20A及びシ
リンドリカルミラー24C,24Dとは偏向器22の回
転軸Sを挟んで対称に配置されているので、光源14C
を出射した光ビーム14Ca及び光源14Dを出射した
光ビーム14Caについての説明は省略する。ちなみ
に、光源14Cを出射した光ビーム14Caは感光体3
8A、光源14Dを出射した光ビーム14Daは感光体
38Bに入射する。
用を説明する。
光ビーム14Aaは感光体38C、光源14Bから出射
した光ビーム14Baは感光体38Dに入射し、感光体
表面に潜像が形成される。
方向と対応する方向に等角速度で偏向する偏向器22の
数を最小限の1つとすると共に、偏向器22に用いる多
面鏡26の数も最小限の一つとし、更に、4本の光ビー
ムを所定の大きさに収束させかつ光ビームのスポットを
略等速度で走査するためのfθレンズ系をfθレンズ系
20A及びfθレンズ20Bの2組としているので、従
来よりも部品点数を少なく構成でき、低コストを達成す
ることができる。
4Aaと光源14Bから出射した光ビーム14Baとを
多面鏡26に対して副走査方向に異なる角度で入射さ
せ、同様に光源14Cから出射した光ビーム14Caと
光源14Dから出射した光ビーム14Daとを多面鏡2
6に対して副走査方向に異なる角度で入射させているの
で、光源14A〜Dの配置に自由度を持たせることがで
きると共に、多面鏡26及びfθレンズ20A,Bの副
走査方向の厚さを薄くすることが可能となる。
ーム14Aaと光源14Bから出射した光ビーム14B
aとを多面鏡26に対して副走査方向に同じ角度で入射
させた場合には、光ビーム14Aaと光ビーム14Ba
とを副走査方向に離す必要があるため、光源14A及び
光源14Bの配置に制約が生じ、また、光ビーム14A
aと光ビーム14Baとを副走査方向に離す分だけ多面
鏡26及びfθレンズ20Aの副走査方向の厚さが厚く
なってしまう。
aを副走査方向に異なる角度で入射させると、多面鏡2
6で反射された光ビーム14Aaと光ビーム14Baと
の間隔が多面鏡26から離れるにしたがって広がる行く
ため、fθレンズ20Aを通過した後の光ビーム14A
a及び光ビーム14Baに対して平面ミラー18A,1
8B等の光学部品を配置し易くなる。なお、これは光ビ
ーム14Caと光ビーム14Daについても同様であ
る。
14Baを副走査方向に同じ角度で入射させると、多面
鏡26で反射された光ビーム14Aaと光ビーム14B
aの間隔は変わらないため、予めビーム間隔を広くとっ
ておかないと、fθレンズを20A通過した後の光ビー
ム14Aa及び光ビーム14Baに対して配置する平面
ミラー18A,18B等の光学部品が互いに干渉してし
まう。なお、これは光ビーム14Caと光ビーム14D
aについても同様である。
ーム14Baは、入射角θが小さい光ビーム14Aaよ
りも多面鏡26上においては、光源14A及び光源14
Bが配置されている側の反対側に入射する構成とし、予
め多面鏡26上において光ビーム14Aaと光ビーム1
4Baとの副走査方向の間隔を確保し、さらに、多面鏡
26により反射された光ビーム14Aaと光ビーム14
Baとの間隔が広がって行くことと合わせて、fθレン
ズ系20Aを透過した後の光ビーム14Aaと光ビーム
14Baとの間隔を一層確保することができる。
感光体側の光路上に配置される光学部品、本実施形態で
は平面ミラー18A〜C、シリンドリカルミラー24A
〜Cの配置が極めて容易になる。
ーム14Aaと光ビーム14Baは、平面ミラー18
A,18Bで副走査方向の角度が調整され、偏向器22
を越えてシリンドリカルミラー24C,24Dに至り、
シリンドリカルミラー24C,24Dで反射された光ビ
ーム14Aaと光ビーム14Baは、fθレンズ系20
Bの近傍をfθレンズ系20Bを越えるように通過す
る。
限りがあるため、感光体38A〜D上で所定の走査幅
(例えば、A4用の用紙幅、A3の用紙幅等の比較的広
い幅)を確保しようとすると偏向器22から感光体38
A〜Dまでの光路長を長く確保する必要が出てくるが、
光ビーム14Aaと光ビーム14Baは装置内を横断す
るように通過して少なくとも装置内部を再度通過(横
断)する分だけ光路長を長くとれるので、光学走査装置
10の軸方向Sの寸法を小さくすることができると共
に、光学走査装置10と感光体38A〜Dとを近接配置
することができる。
して平面ミラー18A〜Cによってり折り返された光ビ
ーム14Aa,14Ba,14Ca,14Daが通過す
る側に配置されるため、回転駆動部28が多面鏡26の
軸方向Sに突出する大きさの分だけ、装置の軸方向Sの
寸法小さくすることができる。
向に配列して光学走査装置10を縦長としたので、多色
画像形成装置の横幅(水平方向の寸法)を小さくするこ
とがで、小さな設置スペースに多色画像形成装置を設置
できるようになる。
と、複数の光ビームによって形成される複数の画像(シ
アンの画像、マゼンタの画像、イエローの画像、ブラッ
クの画像)を重ねて一つの多色(カラー)画像を得る多
色画像形成装置に用いる光学走査装置10を、低コス
ト、小型、高性能なものとして提供することができると
いう本発明の目的を達成することができる。
aの入射角:θ=2.7° 多面鏡26への光ビーム14Aa,14Daの入射角:
θ=1.2° また、光ビーム14Aa、14Daがたどる軌跡上での
光学系のレイアウト及び各部の寸法等を以下に説明す
る。
のみ):127.97mm fθレンズ21の中心厚さ:3mm fθレンズ21の多面鏡26から遠い側の曲率:∞ fθレンズ21の屈折率:1.608851(波長=7
87nm) fθレンズ23の多面鏡26側の曲率半径:∞ fθレンズ23の中心厚さ:6.5mm fθレンズ23の多面鏡26から遠い側の曲率半径(主
走査方向のみ):94.96mm fθレンズ23の屈折率:1.711899(波長=7
87nm) fθレンズ23と平面ミラー18A,Dの距離:46.
6mm 平面ミラー18Aとシリンドリカルミラー24Cの距
離、及び平面ミラー18Dとシリンドリカルミラー24
Bの距離:129.3mm シリンドリカルミラー24B,Cの反射面の曲率半径
(副走査方向のみ):187.1mm シリンドリカルミラー24B,Cへの入出射の角度:θ
=68° シリンドリカルミラー24B,Cと感光体38B,Cの
間隔:119.8mm なお、上記実施形態では、光ビーム14Aa,14B
a,14Ca,14Daを平面ミラー18A〜Cによっ
てり折り返したが、光ビーム14Aa,14Baを1枚
の平面ミラーで折り返し、同様に光ビーム14Ca,1
4Daを1枚の平面ミラーで折り返すこともできる。こ
れによって、光学部品をさらに削減することができる。
多面鏡26が一つしか設けられていなかったが、さらに
光ビームの本数が多い場合等には、場合によっては一つ
の回転駆動部28で2個の多面鏡26を回転させるよう
にしても良い。この場合、追加した多面鏡26の両側に
fθレンズ系を配置する。
装置では、光ビームを主走査方向と対応する方向に等角
速度で偏向する偏向器の数を最小限の1つとすると共
に、偏向器に含まれる多面鏡の数も最小限の一つとし、
更に、光ビームを所定の大きさに収束させかつ光ビーム
のスポットを略等速度で走査するためのfθレンズを2
組としており、従来よりも部品点数を少なく構成でき、
低コストを達成することができる、という優れた効果を
有する。
構成を示す側面図である。
構成を示す平面図である。
構成を示す斜視図である。
面入射方式を適用した場合の多面鏡の軸直角方向から見
た側面図である。
た従来のフルカラー画像形成装置の概略的な構成を示し
た側面断面図、(B)はその平面断面図である。
施例の側面断面図である。
適用した場合の側面図である。
方式を適用した場合の側面図である。
ー) 26 多面鏡 28 回転駆動部
Claims (11)
- 【請求項1】 複数の光ビームによって感光体上に形成
される複数の画像を重ねて一つの多色画像を得る多色画
像形成装置に用いられる光学走査装置であって、 単一の多面鏡及び前記多面鏡を回転させる単一の回転駆
動部を備え、前記多面鏡に入射した光ビームを主走査方
向に反射偏向する単一の偏向器と、 前記多面鏡の回転軸と交差する方向の両側から各々複数
の光ビームを前記多面鏡に対して入射させる複数の光源
と、 前記多面鏡の回転軸と交差する方向の両側に配置され、
少なくとも前記多面鏡で反射偏向された光ビームを透過
して感光体上にスポット状に結像させる2組のfθレン
ズと、 を有し、 前記多面鏡の回転軸と交差する方向の両側で複数の光ビ
ームが入出射することを特徴とする光学走査装置。 - 【請求項2】 前記多面鏡に入射する前記複数の光ビー
ムは、前記両側の各々の側において、副走査方向の入射
角度が異なることを特徴とする請求項1に記載の光学走
査装置。 - 【請求項3】 前記多面鏡に入射する両側の複数の光ビ
ームが、副走査方向の一方の側から前記多面鏡の回転軸
に直交する平面に対して角度もって入射する場合、 前記両側の各々の側において、前記平面となす入射角が
大きい光ビームが前記多面鏡に入射する入射点は、前記
平面となす入射角が小さい光ビームが前記多面鏡に入射
する入射点よりも前記副走査方向の一方の側に位置して
い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。 - 【請求項4】 複数の光ビームによって感光体上に形成
される複数の画像を重ねて一つの多色画像を得る多色画
像形成装置に用いられる光学走査装置であって、 1または2個の多面鏡及び前記多面鏡を回転させる単一
の回転駆動部を備え、前記多面鏡に入射した光ビームを
主走査方向に反射偏向する単一の偏向器と、 前記多面鏡の回転軸と交差する方向の両側から各々複数
の光ビームを前記多面鏡に対して入射させる複数の光源
と、 前記多面鏡の回転軸と交差する方向の両側に配置され、
少なくとも前記多面鏡で反射偏向された光ビームを透過
して感光体上にスポット状に結像させる2組または4組
のfθレンズと、 前記fθレンズを透過した複数の反射偏向された光ビー
ムを、前記回転軸の一方向側に折り返す複数の第1の反
射ミラーと、 前記回転軸の一方向側に配置され、前記第1の反射ミラ
ーで反射された光ビームを前記回転軸の他方向側に配置
された感光体に向けて反射する第2の反射ミラーと、 を有することを特徴とする光学走査装置。 - 【請求項5】 前記第1の反射ミラーは、fθレンズを
透過した複数の反射偏向された少なくとも1本の光ビー
ムを、前記回転軸の一方向側で、かつ前記回転多面鏡を
越える方向に折り返すことを特徴とする請求項4に記載
の光学走査装置。 - 【請求項6】 前記回転駆動部は、前記多面鏡の感光体
側とは反対側に配置されていることを特徴とする請求項
4または請求項5に記載の光学走査装置。 - 【請求項7】 前記fθレンズは前記第2の反射ミラー
と感光体との間に配置されており、第2の反射ミラーで
反射された光ビームは前記fθレンズの近傍を前記fθ
レンズの光軸と交差する方向に通過して前記感光体に到
達することを特徴とする請求項4乃至請求項6の何れか
1項に記載の光学走査装置。 - 【請求項8】 前記fθレンズは、前記多面鏡に入射す
る光ビームと、前記多面鏡によって反射偏向された光ビ
ームとを透過すると共に、前記反射偏向された光ビーム
が成す走査角の中心から前記多面鏡に光ビームが入射す
る位置に配置され、 前記多面鏡に入射する光ビームは、主走査方向の幅が多
面鏡の回転方向側の面幅よりも大きいことを特徴とする
請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の光学走査
装置。 - 【請求項9】 前記fθレンズは、主走査方向にのみパ
ワーを有することを特徴とする請求項8に記載の光学走
査装置。 - 【請求項10】 前記複数のfθレンズ、第1の反射ミ
ラー及び第2の反射ミラーを鉛直方向に配列し、鉛直方
向に配列した複数の感光体の側面に光ビームを入射させ
ることを特徴とした請求項1乃至請求項9のいずれか1
項に記載の光学走査装置。 - 【請求項11】 多面鏡及び多面鏡を回転させる回転駆
動部を備え、前記多面鏡に入射した光ビームを主走査方
向に反射偏向する偏向器と、 光ビームを前記多面鏡に対して入射させる少なくとも一
つの光源と、 前記多面鏡の回転軸と交差する方向に配置され、少なく
とも前記多面鏡で反射偏向された光ビームを透過して感
光体上にスポット状に結像させるfθレンズと、 前記偏向器、光源及びfθレンズを取り付ける取付面を
有するハウジングと、を備え、 前記ハウジングの取付面は、水平方向とは交差する方向
に配置されていることを特徴とする光学走査装置。
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