JP2001021821A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、タンデム型カラー画像形成装置に
おける光走査手段の光学部品の共有化において、主走査
方向における感光体表面上の光強度分布のばらつきを抑
え、優れた画像品質を提供することを目的とする。 【解決手段】 複数の光ビームを出射する複数の光源
と、前記複数の光ビームそれぞれによりそれぞれ走査さ
れる複数の被走査体と、前記複数の光ビームを共通に偏
向する偏向手段と、前記偏向手段により偏向された複数
の光ビームを前記複数の被走査体へ分配するビーム分配
手段と、前記ビーム分配手段を経た複数の光ビームから
所定の光ビームのみを抽出し対応する被走査体へ導く複
数のビーム抽出手段とから成り、前記ビーム抽出手段が
湾曲形状を有することで前記ビーム抽出手段へ入射する
光ビームの入射角度を小さくなるように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式を利
用して画像を形成する画像形成装置において、複数の光
ビームを用いて複数の被走査体を走査するものに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電子写真方式を採用した画像
形成装置においては、カラー画像を高速に出力する為に
ＹＭＣＢ４色に対応した複数の光ビーム、複数の感光体
を備え、それぞれの感光体に光ビームを照射して書込み
を行なう、いわゆるタンデム型の画像形成装置が知られ
ている。

【０００３】図３は従来の画像形成装置の模式図であ
る。図３に示すように、記録用紙１の搬送方向に沿って
Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂｋ
（ブラック）の４色に対応する感光体２ａ、２ｂ、２
ｃ、２ｄと、これらの感光体２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの
周囲に帯電器３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、光走査手段４
ａ、４ｃ、４ｃ、４ｄ、現像器５ａ、５ｂ、５ｃ、５
ｄ、クリーナ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄが備えられ、また
記録用紙１の搬送を行なう搬送ベルト７、搬送ベルト７
を張設する駆動ローラ８、従動ローラ９、及び記録用紙
１にトナーを加熱定着させる定着ローラ１０、圧接ロー
ラ１１が備えられている。帯電器３ａ、３ｂ、３ｃ、３
ｄは、対応する感光体２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの表面を
一様に帯電させる。光走査手段４ａ、４ｃ、４ｃ、４ｄ
はＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋのデータにもとづいて変調されたレ
ーザビームを出射し、感光体２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ表
面に静電潜像が形成される。

【０００４】現像器５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄは、感光体
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの表面に形成された静電潜像に
対して対応する色のトナーによりトナー像を形成する。
各トナー像は感光体２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの回転に伴
って記録用紙１への転写位置へ移動する一方、記録用紙
１が搬送ベルト７により搬送され、タイミングを合わせ
て記録用紙１の所定の位置に各感光体２ａ、２ｂ、２
ｃ、２ｄからトナー像が順次転写される。記録用紙１に
対してのトナー像の転写が終了した後、記録用紙１は定
着ローラ１０で加熱され、トナー像は記録用紙１上に定
着される。また、クリーナ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄによ
り、転写後に感光体２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの表面に残
留したトナーが除去される。

【０００５】図４は従来の画像形成装置の光走査手段の
構成図、図５は従来の画像形成装置の光走査手段の側面
図である。図３における光走査手段４ａ、４ｃ、４ｃ、
４ｄはいずれも同じ構成であるので、ここでは光走査手
段４ａの説明だけを行なう。光走査手段４ａは、Ｙの画
像データにより変調されたレーザビームを出射するレー
ザダイオード１２と、レーザダイオード１２から出射さ
れた発散光を平行光に変換するコリメータレンズ１３
と、コリメータレンズ１３を通過した光ビームを一方向
にだけ収束させるシリンドリカルレンズ１４と、シリン
ドリカルレンズ１４からの光ビームを感光体長手方向に
走査するポリゴンスキャナ１５と、ポリゴンスキャナ１
５により等角速度走査された光ビームを感光体２ａ上で
等速度走査されるように変換するｆθレンズ１６と、ｆ
θレンズ１６を通過したレーザビームの進行方向を９０
°変換する反射ミラー１７と、感光体４ａ上に光ビーム
を副走査方向に集光するシリンドリカルレンズ１８とか
ら構成される。

【０００６】このような構成の光走査手段４ａにより、
図３の画像形成装置の感光体２ａ上にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ
の画像データに基づいて変調された光ビームが照射さ
れ、静電潜像を形成する。

【０００７】以上のように従来のタンデム型画像形成装
置では、複数の感光体２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄに対応す
る光走査手段４ａ、４ｃ、４ｃ、４ｄを複数有する為、
装置の小型化、低コスト化を阻害していた。これに対し
て、複数の光走査手段の光学部品を共有化することで小
型化、低コスト化を図った画像形成装置が提案されてい
る。

【０００８】図６は、従来の画像形成装置の光学部品を
共有化した光走査手段の構成図、図７は従来の画像形成
装置の光学部品を共有化した光走査手段の側面図であ
る。図６に示すように、この光走査手段には、Ｙの画像
データに基づいて変調された波長７８０ｎｍで紙面に平
行な偏光面を有するレーザビームを出射するレーザダイ
オード１８ａと、Ｍの画像データに基づいて変調された
波長７８０ｎｍで紙面に垂直な偏光面を有するレーザビ
ームを出射するレーザダイオード１８ｂと、Ｃの画像デ
ータに基づいて変調された波長６８０ｎｍで紙面に平行
な偏光面を有するレーザビームを出射するレーザダイオ
ード１８ｃと、Ｂｋの画像データに基づいて変調された
波長６８０ｎｍで紙面に垂直な偏光面を有するレーザビ
ームを出射するレーザダイオード１８ｄが備えられてい
る。また、レーザダイオード１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、
１８ｄから出射されたそれぞれのレーザビームを平行光
に変換するコリメータレンズ１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、
１９ｄと、コリメータレンズ１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、
１９ｄから出射されたレーザビームを副走査方向に収束
するシリンドリカルレンズ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２
０ｄと、紙面に平行な偏光面を有するレーザビームを透
過し、紙面に垂直な偏光面を有するレーザビームを反射
する偏光ビームスプリッタ２１、２２と、波長７８０ｎ
ｍのレーザビームを反射し、波長６８０ｎｍのレーザビ
ームを透過するバンドパスミラー２３と、前記バンドパ
スミラー２３を経て合成された４本のレーザビームを反
射偏向するポリゴンスキャナ２４と、反射偏向された４
本のレーザビームを感光体２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ上で
等速走査させるｆθレンズ２５と、入射光の略５０％を
透過し、略５０％を反射するハーフミラー２６、２７、
２８と、ハーフミラー２６、２７を透過した４本のレー
ザビームを感光体２ａの方向に導く反射ミラー２９と、
ハーフミラー２６を透過し、ハーフミラー２７を反射し
た４本のレーザビームを感光体２ｂの方向に導く反射ミ
ラー３０、３１と、ハーフミラー２６で反射した４本の
レーザビームをハーフミラー２８に導く反射ミラー３２
と、ハーフミラー２８で反射された４本のレーザビーム
を感光体２ｃの方向に導く反射ミラー３３、３４と、ハ
ーフミラー２８を透過した４本のレーザビームを感光体
２ｄの方向に導く反射ミラー３５と、７８０ｎｍ近傍の
光を透過し、６８０ｎｍ近傍の光を反射あるいは吸収す
るバンドパスフィルター３６ａ、３６ｂと、６８０ｎｍ
近傍の光を透過し、７８０ｎｍ近傍の光を反射あるいは
吸収するバンドパスフィルター６１ａ、３６ｂと、紙面
に垂直な偏光面を有する光を透過し、紙面に平行な偏光
面を有する光を反射する偏光フィルター３８ａ、３８ｂ
と、紙面に平行な偏光面を有する光を透過し、紙面に垂
直な偏光面を有する光を反射する偏光フィルター３９
ａ、３９ｂと、偏光フィルター３８ａ、３９ａ、３８
ｂ、３９ｂを通過した光を感光体２ａ、２ｂ、２ｃ、２
ｄ上に集光するシリンドリカルレンズ４０ａ、４０ｂ、
４０ｃ、４０ｄとが備えられている。バンドパスフィル
ター３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄは、例えば色ガラ
スフィルターや誘電体多層膜コーティングフィルターな
どである。

【０００９】このような構成の光走査手段において、図
６に示すように、Ｙの画像データに基づいて変調されて
レーザダイオード１８ａから出射された波長７８０ｎｍ
で紙面に平行な偏光面を有するレーザビームは、コリメ
ータレンズ１９ａで平行光となり、シリンドリカルレン
ズ２０ａで副走査方向に収束され、偏光ビームスプリッ
タ２１を透過し、バンドパスミラー２３で反射されてポ
リゴンスキャナ２４の反射偏光面に線状に集光する。次
に図７に示すように、ポリゴンスキャナ２４で反射偏光
されたレーザビームはハーフミラー２６、２７、２８の
各々において略５０％ずつ反射および透過され、また反
射ミラー２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５に
反射されて、最終的に４本のレーザビームに分けられて
バンドパスフィルター３６ａ、３６ｂ、３７ａ、３７ｂ
に入射する。Ｍ、Ｃ、Ｂｋの画像データに基づいて変調
されてレーザダイオード１８ｂ、１８ｃ、１８ｄから出
射されたレーザビームについても同様に最終的に４本の
レーザビームに分けられてバンドパスフィルター３６
ａ、３６ｂ、３７ａ、３７ｂに入射する。レーザダイオ
ード１８ａからのレーザビームは波長７８０ｎｍである
ためバンドパスフィルター３６ａ、３６ｂを透過する
が、紙面に垂直（図７において）な偏光面を有するため
偏光フィルター３９ａは透過できず、偏光フィルター３
８ａを透過し、シリンドリカルレンズ４０ａで副走査方
向に収束されて感光体２ａ上に集光する。同様に、Ｍの
画像データに基づいて変調されてレーザダイオード１８
ｂから出射されたレーザビームは感光体２ｂ上に、Ｃの
画像データに基づいて変調されてレーザダイオード１８
ｃから出射されたレーザビームは感光体２ｃ上に、Ｂｋ
の画像データに基づいて変調されてレーザダイオード１
８ｄから出射されたレーザビームは感光体２ｄ上に集光
される。これにより感光体２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ表面
に各々Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの画像データに基づいた静電潜
像が形成される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の光走査手段を有する画像形成装置では、複数のレー
ザビームから所定のレーザビームを分離するビーム抽出
手段であるバンドパスフィルター、偏光ビームスプリッ
タに入射するレーザビームの入射角度が光偏向手段によ
る偏向反射の影響で大きく変動するため（一般的な電子
写真方式の光走査手段では±３０〜５５°程度）、バン
ドパスフィルター、偏光ビームスプリッタにおける入射
角度による光透過率が不均一である特性に影響して、レ
ーザダイオードから感光体に到達するレーザビームの伝
達率が主走査方向に不均一となったり、また各感光体に
所定の光ビーム以外の光ビームが混入したりして画像品
質に問題が発生する。

【００１１】本発明の課題は、上述した問題点を解決し
て、優れた出力画像品質を実現する画像形成装置を提供
するものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の第１の画像形成装置は、複数の光ビームを出
射する複数の光源と、前記複数の光ビームそれぞれによ
りそれぞれ走査される複数の被走査体と、前記複数の光
ビームを共通に偏向する偏向手段と、前記偏向手段によ
り偏向された複数の光ビームを前記複数の被走査体へ分
配するビーム分配手段と、前記ビーム分配手段を経た複
数の光ビームから所定の光ビームのみを抽出し対応する
被走査体へ導く複数のビーム抽出手段とから成り、前記
ビーム抽出手段が湾曲形状を有することで前記ビーム抽
出手段へ入射する光ビームの入射角度が小さくなるよう
に構成した。

【００１３】本発明によれば、各レーザダイオードから
各感光体に到達するレーザビームの伝達率が主走査方向
に均一となり、また各感光体に所定の光ビーム以外の光
ビームが混入したりすることのない良好な画像品質を有
する小型、低価格のタンデム型の画像形成装置を実現で
きる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、複数の光ビームを出射する複数の光源と、前記複数
の光ビームそれぞれによりそれぞれ走査される複数の被
走査体と、前記複数の光ビームを共通に偏向する偏向手
段と、前記偏向手段により偏向された複数の光ビームを
前記複数の被走査体へ分配するビーム分配手段と、前記
ビーム分配手段を経た複数の光ビームから所定の光ビー
ムのみを抽出し対応する被走査体へ導く複数のビーム抽
出手段とから成り、前記ビーム抽出手段が湾曲形状を有
することで前記ビーム抽出手段へ入射する光ビームの入
射角度を小さくすることを特徴とする画像形成装置であ
り、ビーム抽出手段に入射する光ビームの入射角度が小
さくなることで、ビーム抽出手段における主走査方向の
光透過率のばらつきが低減され、各レーザダイオードか
ら各感光体に到達するレーザビームの伝達率が主走査方
向に均一となり、また各感光体への所定の光ビーム以外
の光ビームの混入が低減された良好な画像品質を有する
小型、低価格のタンデム型の画像形成装置を実現でき
る。

【００１５】以下、本発明の実施の形態について説明す
る。

【００１６】図１は本発明の各実施の形態に共通な画像
形成装置の構成図であり、図２は本発明の各実施の形態
に共通な画像形成装置の側面図である。図１に示すよう
に、この光走査手段には、Ｙの画像データに基づいて変
調された波長７８０ｎｍで紙面に平行な偏光面を有する
レーザビームを出射するレーザダイオード４１ａと、Ｍ
の画像データに基づいて変調された波長７８０ｎｍで紙
面に垂直な偏光面を有するレーザビームを出射するレー
ザダイオード４１ｂと、Ｃの画像データに基づいて変調
された波長６８０ｎｍで紙面に平行な偏光面を有するレ
ーザビームを出射するレーザダイオード４１ｃと、Ｂｋ
の画像データに基づいて変調された波長６８０ｎｍで紙
面に垂直な偏光面を有するレーザビームを出射するレー
ザダイオード４１ｄが備えられている。また、レーザダ
イオード４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄから出射され
たそれぞれのレーザビームを平行光に変換するコリメー
タレンズ４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄと、コリメー
タレンズ４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄから出射され
たレーザビームを副走査方向に収束するシリンドリカル
レンズ４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄと、紙面に平行
な偏光面を有するレーザビームを透過し、紙面に垂直な
偏光面を有するレーザビームを反射する偏光ビームスプ
リッタ４４、４５と、波長７８０ｎｍのレーザビームを
反射し、波長６８０ｎｍのレーザビームを透過するバン
ドパスミラー４６と、前記バンドパスミラー４６を経て
合成された４本のレーザビームを反射偏向するポリゴン
スキャナ４７と、反射偏向された４本のレーザビームを
感光体４８ａ、４８ｂ、４８ｃ、４８ｄ上で等速走査さ
せるｆθレンズ４９と、入射光の略５０％を透過し、略
５０％を反射するハーフミラー５０、５１、５２と、ハ
ーフミラー５０、５１を透過した４本のレーザビームを
感光体４８ａの方向に導く反射ミラー５３と、ハーフミ
ラー５０を透過し、ハーフミラー５１を反射した４本の
レーザビームを感光体４８ｂの方向に導く反射ミラー５
４、３１と、ハーフミラー５０で反射した４本のレーザ
ビームをハーフミラー５２に導く反射ミラー５６と、ハ
ーフミラー５２で反射された４本のレーザビームを感光
体４８ｃの方向に導く反射ミラー５７、５８と、ハーフ
ミラー５２を透過した４本のレーザビームを感光体４８
ｄの方向に導く反射ミラー５９と、７８０ｎｍ近傍の光
を透過し、６８０ｎｍ近傍の光を反射あるいは吸収する
バンドパスフィルター６０ａ、６０ｂと、６８０ｎｍ近
傍の光を透過し、７８０ｎｍ近傍の光を反射あるいは吸
収するバンドパスフィルター６１ａ、６０ｂと、紙面に
垂直な偏光面を有する光を透過し、紙面に平行な偏光面
を有する光を反射する偏光フィルター６２ａ、６２ｂ
と、紙面に平行な偏光面を有する光を透過し、紙面に垂
直な偏光面を有する光を反射する偏光フィルター６３
ａ、６３ｂと、偏光フィルター６２ａ、６３ａ、６２
ｂ、６３ｂを通過した光を感光体４８ａ、４８ｂ、４８
ｃ、４８ｄ上に集光するシリンドリカルレンズ６４ａ、
６４ｂ、６４ｃ、６４ｄとが備えられている。ここで、
バンドパスフィルター６０ａ、６０ｂ、６１ａ、６１ｂ
および偏光フィルター６２ａ、６３ａ、６２ｂ、６３ｂ
は、図１に示すように湾曲した形状を有し、これによっ
てポリゴンスキャナ４７によって偏光されたレーザビー
ムがバンドパスフィルター６０ａ、６０ｂ、６１ａ、６
１ｂおよび偏光フィルター６２ａ、６３ａ、６２ｂ、６
３ｂに入射する入射角度が低減される。バンドパスフィ
ルター６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄは、例えば色ガ
ラスフィルターや誘電体多層膜コーティングフィルター
などである。

【００１７】このような構成の光走査手段において、図
１に示すように、Ｙの画像データに基づいて変調されて
レーザダイオード４１ａから出射された波長７８０ｎｍ
で紙面に平行な偏光面を有するレーザビームは、コリメ
ータレンズ４２ａで平行光となり、シリンドリカルレン
ズ４３ａで副走査方向に収束され、偏光ビームスプリッ
タ４４を透過し、バンドパスミラー４６で反射されてポ
リゴンスキャナ４７の反射偏光面に線状に集光する。次
に図２に示すように、ポリゴンスキャナ４７で反射偏光
されたレーザビームはハーフミラー５０、５１、５２の
各々において略５０％ずつ反射および透過され、また反
射ミラー５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９に
反射されて、最終的に４本のレーザビームに分けられて
バンドパスフィルター６０ａ、６０ｂ、６１ａ、６１ｂ
に入射する。Ｍ、Ｃ、Ｂｋの画像データに基づいて変調
されてレーザダイオード４１ｂ、４１ｃ、４１ｄから出
射されたレーザビームについても同様に最終的に４本の
レーザビームに分けられてバンドパスフィルター６０
ａ、６０ｂ、６１ａ、６１ｂに入射する。

【００１８】レーザダイオード４１ａからのレーザビー
ムは波長７８０ｎｍであるためバンドパスフィルター６
０ａ、６０ｂを透過するが、紙面に垂直（図７におい
て）な偏光面を有するため偏光フィルター６２ａは透過
するが、偏光フィルター６３ａは透過できず、偏光フィ
ルター６２ａを透過したレーザビームはシリンドリカル
レンズ６４ａで副走査方向に収束されて感光体４８ａ上
に集光する。同様に、Ｍの画像データに基づいて変調さ
れてレーザダイオード４１ｂから出射されたレーザビー
ムは感光体４８ｂ上に、Ｃの画像データに基づいて変調
されてレーザダイオード４１ｃから出射されたレーザビ
ームは感光体４８ｃ上に、Ｂｋの画像データに基づいて
変調されてレーザダイオード４１ｄから出射されたレー
ザビームは感光体４８ｄ上に集光される。これにより感
光体４８ａ、４８ｂ、４８ｃ、４８ｄ各々の表面に各々
Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの画像データに基づいた静電潜像が形
成される。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像形成
装置では、複数の光ビームの中から所定の光ビームを波
長と偏光面の違いにより透過させるビーム抽出手段を湾
曲形状にしたことで、偏向手段により光ビームが偏向さ
れても、ビーム抽出手段への入射角を小さくすることが
できるので、各レーザダイオードから各感光体に到達す
るレーザビームの伝達率が主走査方向に均一となり、ま
た各感光体に所定の光ビーム以外の光ビームが混入した
りすることのない良好な画像品質を有する小型、低価格
のタンデム型の画像形成装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の各実施の形態に共通な画像形成装置の
構成図

【図２】本発明の各実施の形態に共通な画像形成装置の
側面図

【図３】従来の画像形成装置の模式図

【図４】従来の画像形成装置の光走査手段の構成図

【図５】従来の画像形成装置の光走査手段の側面図

【図６】従来の画像形成装置の光学部品を共有化した光
走査手段の構成図

【図７】従来の画像形成装置の光学部品を共有化した光
走査手段の側面図

【符号の説明】

４１ａ〜４１ｄ レーザダイオード ４２ａ〜４２ｄ コリメータレンズ ４３ａ〜４３ｄ シリンドリカルレンズ ４４、４５ 偏光ビームスプリッタ ４６ バンドパスミラー ４７ ポリゴンスキャナ ４８ａ〜４８ｄ 感光体 ４９ ｆθレンズ ５０、５１、５２ ハーフミラー ５３〜５９ 反射ミラー ６０ａ、６０ｂ、６１ａ、６１ｂ バンドパスフィルタ
ー ６２ａ、６２ｂ、６３ａ、６３ｂ 偏光フィルター ６４ａ〜６４ｄ シリンドリカルレンズ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の光ビームを出射する複数の光源と、
   前記複数の光ビームそれぞれによりそれぞれ走査される
   複数の被走査体と、前記複数の光ビームを共通に偏向す
   る偏向手段と、前記偏向手段により偏向された複数の光
   ビームを前記複数の被走査体へ分配するビーム分配手段
   と、前記ビーム分配手段を経た複数の光ビームから所定
   の光ビームのみを抽出し対応する被走査体へ導く複数の
   ビーム抽出手段とから成り、前記ビーム抽出手段が湾曲
   形状を有することで前記ビーム抽出手段へ入射する光ビ
   ームの入射角度を小さくすることを特徴とする画像形成
   装置。
2. 【請求項２】前記複数のビーム抽出手段が、入射する光
   ビームの波長と偏向面の違いを利用して複数の光ビーム
   から所定の光ビームを抽出することを特徴とする請求項
   １に記載の画像形成装置。