JP2003140075A - 走査光学装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 折り返しミラーの配置の自由度を増して、よ
り小型の走査光学装置及びこれを備えた画像形成装置を
提供する。 【解決手段】 レーザビームを出射する複数の光源部
と、レーザビームを偏向するポリゴンミラー２１と、レ
ーザビームを感光ドラムへ導く光路に設けられた折り返
しミラー２４と、光路ごとに異なる感光ドラムにレーザ
ビームを集光するｆθレンズ群である第１レンズ２３
ａ、第２レンズ２３ｂと、を備え、第１レンズ２３ａと
第２レンズ２３ｂとの間に折り返しミラー２４を配置す
る。これにより、ポリゴンミラー２１のより近傍に折り
返しミラー２４を配設することが可能となり、配置の自
由度が増すことによって、より小型の走査光学装置を提
供することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式を用
いた画像形成装置の走査光学装置に関するものである。
特に、複数のレーザビームが回転多面鏡の回転軸を含む
面に対して両側を走査し、ｆθレンズ及び折り返しミラ
ーを経て被走査面に結像する走査光学装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式を用いたレーザプリンタや
複写機等の画像形成装置の画像形成プロセスは、パソコ
ン等から送られた指示に従って感光体の表面にＬＥＤア
レイや回転多面鏡により走査されたレーザビーム等によ
り露光を行い静電潜像を形成し、ここに現像剤を現像し
て転写材上に転写を行った後、最後に熱と圧力をかけて
定着させることにより、画像を形成するように構成され
ている。

【０００３】また、カラー画像を形成するためには、ブ
ラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロ
ー（Ｙ）の４色を順次重ねて転写を行う。

【０００４】このようなカラー画像を形成する電子写真
プロセスとしては、いくつかの方式が提案されている。
その中でも近年要求の高まりつつある高速プロセスとし
て、複数ドラム多重転写方式を採用した装置が挙げられ
る。

【０００５】その一例として、並列に並べられた複数の
感光体ドラムに当接するベルト状の中間転写体上に各色
トナー像を順次転写、重ね合わせて画像形成を行った
後、用紙などの転写材上に一括して転写を行うものがあ
る。

【０００６】図１４（ａ）に示すのは、上記で説明した
ような複数の感光ドラムを並列に並べた所謂タンデム式
のフルカラー画像形成装置の一例の断面図である。

【０００７】図１４（ａ）において、転写材であるシー
トＰは給紙カセット１０８に積載される。給紙ローラ１
０９により一枚ずつ分離給送されたシートは搬送ローラ
対１１９により転写材転写部１１０へと搬送される。

【０００８】本従来例においてはイエロー（Ｙ）、シア
ン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各プロセ
スカートリッジが略水平に並べて配置されており、ここ
でプロセスカートリッジ１０２は主として、像担持体で
ある感光ドラム１０３、現像器１０７、クリーニング部
１１５から構成される。プロセスカートリッジの上方に
は走査光学装置１０４、下方には該中間転写ベルト１１
１が配置される。

【０００９】走査光学装置１０４は、各感光ドラム上に
露光を行い、露光により形成された潜像をそれぞれ現像
手段によりトナー像が形成され、各色が順次中間転写ベ
ルト１１１上に１次転写されることで重ね合わされ、該
転写材転写部１１０でシート上にフルカラー画像を一括
して２次転写する。

【００１０】その後シートＰは熱定着器１１２へと搬送
され、熱と圧力をかけてトナー画像の定着を行う。

【００１１】定着を終えたシートＰは排紙ローラ対１１
５へと送られ、排紙スタッカ１１６へと排紙される。

【００１２】次に、走査光学装置１０４について詳しく
説明する。図１４（ｂ）は、従来の走査光学装置の詳細
断面図である。

【００１３】多くのレーザビームプリンタやデジタル複
写機で用いられている走査光学装置は、不図示のコンピ
ュータ等から送られた画像信号に応じて光源から変調し
て出射された光束を、回転多面鏡などにより周期的に偏
向し、ｆθ特性を有するレンズによって、像担持体など
の被走査面上にスポット状に結像させ、その面上を走査
して露光を行っている。

【００１４】本従来例においては、異なる４つの光源よ
り発せられた光束が、単一の回転多面鏡１０５により走
査される、フルカラー画像形成装置の走査光学装置の一
例を示し、構成を説明する。

【００１５】なお、説明中において、「主走査方向」は
偏向走査方向に対して平行な方向、「副走査方向」は主
走査方向に対して垂直な方向を示すものである。

【００１６】本従来例においては光源として半導体レー
ザを用いている。該半導体レーザから出射した４本の光
束即ちレーザビームＬは、それぞれ不図示のコリメータ
レンズにより発散光から略平行光束となり、その後不図
示の開口絞りを通過することにより光束の形状が決めら
れた後、副走査方向のみの屈折力を持たせた不図示のシ
リンドリカルレンズにより副走査方向に収束作用を受
け、回転多面鏡の反射面上に線状に結像する。

【００１７】ここで説明する従来例においては、４本の
光束は回転多面鏡の回転軸を含む面の両側で２本ずつ、
上下に離れた位置で平行に入射するような構成を持って
いる。

【００１８】回転多面鏡１０５により反射されたレーザ
ビームはそれぞれ、２枚１組から構成されるｆθレンズ
１１３に連続して入射し、その後１枚又は２枚の折り返
しミラー１１４で反射、導光され、感光ドラム上にスポ
ットを結像する。

【００１９】回転多面鏡１０５の回転により、感光ドラ
ムの長手方向に断続的に走査を行う。なお、繰り返し走
査を行うタイミングを一致させるために、回転多面鏡１
０５の各反射面で偏向走査されたレーザビームの先頭を
検知する、不図示の検知手段を設けている。

【００２０】図１４（ｂ）においては、折り返しミラー
１１４を用いて、回転多面鏡１０５の回転面に対して、
略垂直方向に出射、結像するように光路を折り曲げてい
る。また、すべての構成部品を単一の容器内に収納する
構成として示している。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来技術の場合には、下記のような問題が生じて
いた。従来例に示したような構成においては、前述した
ように回転多面鏡の回転面に対して最終的な出射方向が
異なるため、折り返しミラーを用いて光路を折り曲げる
必要があり、さらに前述したように、全ての構成部品を
単一の容器内に収め、且つ複数のレーザビームの光路長
さを揃えるという必要性から、該複数のレーザビームの
うちの一部又は全部について、複数枚の折り返しミラー
を用いて要求される光路長を作り出す必要がある。

【００２２】このような走査光学装置においては、単一
のスペースの中に複数枚の折り返しミラーを、光路を考
慮しつつ配設しなければならないので、走査光学装置が
大型になりやすいという傾向があった。特に、走査光学
装置の外形高さを増やさずに図１４（ｂ）中寸法Ａで示
すビーム間隔を縮小しようとしても、回転多面鏡と、回
転多面鏡の両側に、片側２組ずつ配設される計８枚のｆ
θレンズがあるために、ｆθレンズ近傍の折り返しミラ
ー１１４ａの間隔を寄せて配置するにはスペース的な制
限があるという点が、走査光学装置ひいてはこれを用い
る画像形成装置の小型化に対する課題であった。

【００２３】また、更なる小型化、低コスト化への要求
から、回転多面鏡の回転軸に直交する面に対してレーザ
ビームを斜めに入射する、所謂斜入射光学系を用いた場
合には、上述したように最終的に出射されるレーザビー
ムの間隔Ａを狭めるためにｆθレンズ群を回転多面鏡に
近づけた場合、被走査面上における走査線に湾曲を生じ
たり、結像スポットが回転するなど、良好な画像を得る
ことに対する悪影響が増大する場合がある。

【００２４】また、複数の画像を重ね合わせてフルカラ
ーの画像を形成する画像形成装置においては、各色の画
像の描画位置がわずかにずれただけでも画像品質を悪化
させてしまう。例えば６００ｄｐｉにおいては１画素が
４２．３μｍであり、その数分の１の重なりのずれでさ
え、色ずれや色見ずれの変化として現れ、画像品質を著
しく悪化させる。

【００２５】一方、最近はカラー画像形成装置の低価格
化が益々求められており、折り返しミラーについても、
面精度を落としてコストを抑えたいといった要求が強く
なっている。

【００２６】しかし、折り返しミラーの面精度が悪化す
ると、走査線曲がりが発生する。面精度の各ステーショ
ンにおけるばらつきは、走査線曲がりが色により異なる
結果を招き、重ね合わせ画像において色ずれを発生させ
てしまう。特に共通のポリゴンミラーを使用して、反対
方向からポリゴンミラーに入射させる系においては、同
じ方向への面の変位であっても、第１と第２のステーシ
ョンと第３、第４ステーションでは逆方向に走査線が曲
がり問題である。

【００２７】本発明は上記の従来技術の課題を解決する
ためになされたもので、その目的とするところは、折り
返しミラーの配置の自由度を増して、より小型の走査光
学装置及びこれを備えた画像形成装置を提供するもので
ある。

【００２８】また、ｆθレンズ及び折り返しミラーの配
置の自由度を増して、より小型の走査光学装置を提供す
るものである。さらに、斜入射光学系を用いた場合にお
いては、被走査面における走査線の湾曲やスポットの結
像性能を著しく改善するものである。

【００２９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る走査光学装置にあっては、光束を出射す
る複数の光源部と、該複数の光源部から出射された複数
の光束を偏向する回転多面鏡と、偏向された前記光束を
被走査部材へ導く光路に設けられた一つ以上の折り返し
部材と、前記光路ごとに異なる前記被走査部材上に光束
を集光する光学結像手段と、を備え、前記光源部から出
射された光束は、前記回転多面鏡の回転軸を含む平面の
両側に偏向され、前記偏向された光束は、前記光学結像
手段により集光され前記被走査部材に結像される走査光
学装置であって、前記光学結像手段は、前記偏向された
光束が入射する第１レンズと該光束が出射する第２レン
ズとを含みｆθ特性を有したレンズ群を光路ごとに有
し、該光路に前記折り返し部材が前記第１レンズと前記
第２レンズの間に配設されることを特徴とする。

【００３０】前記回転多面鏡は、単一のモータにより回
転駆動されるとよい。

【００３１】前記光源から出射した光束が前記回転多面
鏡へ入射する方向は、前記回転多面鏡の回転軸に直交す
る面に対して斜めの方向であるとよい。

【００３２】前記第１レンズは、前記第２レンズと前記
回転多面鏡の間の光路上に設けられ、前記第１レンズの
うち少なくとも１つについて、複数の光束が通過しても
よい。

【００３３】前記折り返し部材に入射する光束は、副走
査方向について略平行光であるとよい。

【００３４】前記レンズ群は、副走査方向について縮小
系となっているとよい。

【００３５】前記折り返し部材と前記光束が偏向される
前記回転多面鏡の偏向面との距離は、該折り返し部材と
前記被走査部材の走査面との距離より短いとよい。

【００３６】一の回転多面鏡により偏向された複数の光
束は、前記光路上に一つの折り返し部材を設けた第１の
光路を、または、前記光路上に複数の折り返し部材を設
けた第２の光路を、通過し、前記第２の光路に設けられ
た前記折り返し部材と前記回転多面鏡の偏向面との光路
長は、前記第１の光路に設けられた折り返し部材と前記
回転多面鏡の偏向面との光路長より短いとよい。

【００３７】また、本発明に係る画像形成装置にあって
は、前記被走査部材を含む電子写真方式による画像形成
ステーションを備える画像形成部と、を有することを特
徴とする。

【００３８】前記被走査部材は、前記走査光学装置から
光束が出射する点の略鉛直下方に設けられているとよ
い。

【００３９】前記被走査部材上に異なる色の画像をそれ
ぞれ形成する複数の画像形成ステーションを有する画像
形成装置であって、イエローの画像を形成する前記被走
査部材を露光する光束は、前記第２の光路を通過し、ブ
ラックの画像を形成する前記被走査部材を露光する光束
は、前記第１の光路を通過するとよい。

【００４０】外部機器から入力した色信号を画像データ
に変換し、前記走査光学装置に入力せしめるプリンタコ
ントローラを備えるとよい。

【００４１】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、この発明
の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。但し、
この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材
質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がな
い限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨
のものではない。また、以下の説明で一度説明した部材
についての材質、形状などは、特に改めて記載しない限
り初めの説明と同様のものである。

【００４２】（第ｌの実施の形態）図１〜図３を参照し
て、第１の実施の形態について説明する。図１は第１の
実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図である。図
２は本実施の形態に係る走査光学装置の構成断面図であ
る。図３は本実施の形態に係る走査光学装置の概観斜視
図である。

【００４３】本実施の形態に係る画像形成装置は、転写
式電子写真プロセスを利用したカラー画像形成装置であ
り、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、
ブラック（Ｋ）の各色のプロセスカートリッジを直線上
に並べて配設した所謂タンデム方式のフルカラーレーザ
ビームプリンタである。

【００４４】以下に本実施の形態に係る画像形成装置の
画像形成方法を詳細に説明する。

【００４５】１はプリンタ本体である。転写材であるシ
ートＰは給紙カセット８に積載される。給紙ローラ９に
より一枚ずつ分離給送されたシートは搬送ローラ対１９
により転写材転写部１０へと搬送される。

【００４６】２はプリンタ本体に対して着脱自在のプロ
セスカートリッジであり、本実施の形態においてその構
成は像担持体である感光ドラム３、該感光ドラム表面を
一様に帯電させる帯電装置５、該感光ドラムに対して現
像を行う現像装置６、現像剤であるトナーを収容し、該
現像装置にトナーを搬送する手段を備えたトナー容器
７、該現像装置に該感光ドラム上の転写残りトナーをク
リーニングするクリーニング部１３から構成される。

【００４７】プロセスカートリッジ２は、ユーザー自ら
プリンタ１に対して着脱を行うことが可能である。上述
の４色、計４個のプロセスカートリッジは水平方向に並
べて配置し、各色の画像を形成する画像形成ステーショ
ンとしての役割を果たす。

【００４８】ここで、プロセスカートリッジ２の構成に
ついて詳しく説明する。感光ドラム３は不図示の駆動手
段により回転駆動される。５は感光ドラム３を均一に帯
電させる帯電装置であり、後述する露光装置である走査
光学装置（以下レーザスキャナとする）４から、プリン
タ本体に接続したコンピュータ等から送られる画像情報
信号に対応して変調されたレーザビームＬを出力して、
一様帯電処理された感光ドラム３を選択的に照射して露
光し、静電潜像を形成する。

【００４９】現像装置６ではトナー容器７より送られた
トナーを静電潜像に付着させてトナー像を現像し、中間
転写ベルト１１上に順次１次転写して重ね合わせ、転写
部１０において転写材であるシートに一括して２次転写
する。

【００５０】クリーニング部１３では、転写後に感光ド
ラム３の表面に残ったトナーを除去、回収する。

【００５１】なお、本構成に示すタンデム式の画像形成
装置においては４色それぞれの画像形成をほぼ同時に行
うので、比較的高速で画像形成を行うことができる。

【００５２】それぞれのプロセスカートリッジ２におい
て、上記の現像手段によりトナー像が形成され、各色が
中間転写ベルト１１上に順次１次転写されて重ね合わさ
れ、このようにして形成したフルカラー画像を該転写材
転写部１０でシート上に一括して２次転写する。

【００５３】上記のような方法で画像を形成されたシー
トは定着器１２で熱と圧力をかけて定着を行い、排紙ロ
ーラ対１５により排紙スタッカ１６上に排出される。

【００５４】次に、図２及び図３を用いて走査光学装置
の例としてレーザスキャナ４について詳しく説明する。

【００５５】半導体レーザ１４は、光源であり、色数に
合わせて４個具備している。光源より射出されたレーザ
ビームＬは、コリメータレンズ１７により、発散光から
略平行光束に変換される。その後、開口絞り１８により
光束幅が規制される。これは、感光ドラム３上でのスポ
ットの寸法を調節するためのものである。

【００５６】シリンドリカルレンズ２０は、副走査方向
のみに収束作用を持っており、回転多面鏡であるポリゴ
ンミラー２１の反射面上に線上に結像する。

【００５７】本実施の形態では、ポリゴンミラー２１は
同一形状の物を２枚、同軸上に重ねて配置し、それぞれ
について回転軸を含む面の両側でレーザビームを走査す
る構成を示すが、ポリゴンミラー２１が単一で形成さ
れ、レーザビームの反射位置を軸方向に離して同様の効
果を持たせた構成でも差し支えない。

【００５８】なお、ポリゴンミラー２１はモータ２２に
より、一定角速度で回転駆動される。また、本発明にお
いては回転多面鏡及びモータを単一に限定するものでは
なく、必要に応じて複数用いてもよい。

【００５９】ｆθレンズ２３は、ｆθ特性を有し、該ポ
リゴンミラー２１により反射、偏向された光束によっ
て、表面に結像され走査される被走査部材である、例え
ば感光ドラム３上でスポットを形成し、また感光ドラム
３上におけるスポットの主走査方向の移動速度が一定に
なるように設計されているものである。

【００６０】ｆθレンズ２３は、各光路に対して偏向さ
れた光束が入射する第１レンズ２３ａと該光束が出射す
る第２レンズ２３ｂの２枚１組で構成されるものであ
る。

【００６１】なお、第１レンズ２３ａの４枚のうち、上
下に重ねて配設される２枚ずつについては一体で成型し
ても良い。

【００６２】ポリゴンミラー２１で反射したレーザビー
ムＬは、ポリゴンミラー２１近傍に配設される第１レン
ズ２３ａを通過した後、光路によって異なる１枚又は２
枚の折り返しミラー２４を用いて方向が定められ、その
後第２レンズ２３ｂを通過し、感光ドラム３上に結像す
る。

【００６３】本実施の形態においては、第１レンズ２３
ａをポリゴンミラーの近傍に配設する一方で、第２レン
ズ２３ｂを折り返しミラー２４を挟んで最も感光ドラム
３寄りに配したことにより、従来第２レンズ２３ｂが占
めていたスペースを、折り返しミラー２４を配設するた
めのスペースとして開放することができる。

【００６４】折り返しミラー２４の配設箇所は、光路長
等により制限を受ける場合が多く、本実施の形態のよう
に配置の自由度が増すことによって、より小型のレーザ
スキャナを提供することが可能となる。

【００６５】さらに、ポリゴンミラー２１の回転軸を含
む面の両側でレーザビームＬを２本ずつ走査するので、
片側には２本の光束のためのｆθレンズ２３と折り返し
ミラー２４を配設するだけで良い。その反対側にはｆθ
レンズ２３、折り返しミラー２４の構成をほぼ対称的に
配設すれば良く、よってｆθレンズ２３及び折り返しミ
ラー２４の配置の自由度が高く、より小型のレーザスキ
ャナを提供することが可能である。

【００６６】（第２の実施の形態）本実施の形態のレー
ザスキャナの詳細な構成を図４に示す。本実施の形態の
画像形成装置は第１の実施の形態と同じく電子写真プロ
セスによるカラーレーザビームプリンタであり、レーザ
スキャナ以外の構成は共通である。

【００６７】以下に本実施の形態に特有の構成を説明す
るが、第１の実施の形態のプリンタと共通する構成機器
・部分については同一の符号を付して再度の説明を省略
する。

【００６８】本実施の形態においては、単一のモータ２
２に単一のポリゴンミラー２５を組み合わせるものとす
る。但し、本発明の主旨としてはその組み合わせを複数
組使用することを制限するものではない。

【００６９】第１の実施の形態と同じく、光源より発し
た４本のレーザビームＬは、ポリゴンミラー２５の回転
軸を含む面の両側で２本ずつ、それぞれが回転軸と直交
する平面に対して斜めの角度を持って、不図示のコリメ
ータレンズ、開口絞り、シリンドリカルレンズの順に通
過してポリゴンミラー２５の反射面に同一の点に入射す
る。

【００７０】ここで本実施の形態においては、ポリゴン
ミラー２５の反射面上の入射ポイントは、上下２本のレ
ーザビームＬについて同一の位置としているが、もちろ
ん別々の位置であっても構わない。

【００７１】このようにして斜め上方から入射したレー
ザビームＬは斜め下方に、斜め下方から入射したレーザ
ビームＬは斜め上方へと反射される。

【００７２】ポリゴンミラー２５で反射されたレーザビ
ームＬは、ｆθレンズ２６の第１レンズ２６ａに入射す
る。ここで第１レンズ２６ａは、本実施の形態に示すよ
うにレーザビームＬ２本に対して１個の第１レンズとし
ても良いし、レーザビームＬそれぞれに対して各１個の
第１レンズがあっても良い。

【００７３】好ましくは２本に対して１個のレンズとす
ることで、省スペース化とコストダウンを図ることが可
能である。

【００７４】レーザビームＬは、第１レンズ２６ａを出
射した後、前記第１の実施の形態と同じく、それぞれの
レーザビームＬが１枚又は２枚の折り返しミラー２７に
より方向が定められ、その後第２レンズ２６ｂを通過
し、該感光ドラム上に結像する。

【００７５】本実施の形態では、前記第１の実施の形態
と同じく第１レンズ２６ａをポリゴンミラーの近傍に配
設する一方で、第２レンズ２６ｂを折り返しミラー２７
を挟んで最も感光ドラム寄りに配したことにより、従来
第２レンズが占めていたスペースを、折り返しミラーを
配設するためのスペースとして開放することができる。

【００７６】折り返しミラー２７の配設箇所は、光路長
等により制限を受ける場合が多く、本実施の形態のよう
に配置の自由度が増すことによって、より小型のレーザ
スキャナを提供することが可能となる。

【００７７】さらに、ポリゴンミラー２５の回転軸を含
む面の両側でレーザビームを２本ずつ走査するので、片
側には２本の光束のためのｆθレンズ２６と折り返しミ
ラー２７を配設するだけで良い。その反対側にはｆθレ
ンズ２６、折り返しミラー２７の構成をほぼ対称的に配
設すれば良く、よってｆθレンズ２６及び折り返しミラ
ー２７の配置の自由度が高く、より小型のレーザスキャ
ナを提供することが可能である。

【００７８】また、本実施の形態では、レーザビームＬ
をポリゴンミラー２５に対して斜めに入射する、所謂斜
入射の構成を持たせていることが特徴である。

【００７９】この斜入射の光学系を用いた場合、とりわ
けｆθレンズ群がポリゴンミラーに近く、ｆθレンズを
出射してから感光ドラムまでの距離が長い場合には、感
光ドラム上に描かれる走査線が湾曲したり、結像スポッ
トが回転するなどの不具合が生じる場合がある。

【００８０】これに対して本実施の形態では、ｆθレン
ズである第２レンズを感光ドラム寄りに配置したことに
より、第２レンズから感光ドラムまでの光路長が短くな
るため上記の問題を解消してより良い画像を提供するこ
とができる。

【００８１】（第３の実施の形態）図５は本実施の形態
の走査光学系の説明図である。図５（ａ）が主走査方
向、図５（ｂ）が副走査方向の説明図である。図５にお
いて、６１はレーザ光源、６２はコリメータレンズ、６
３は絞り、６４はシリンドリカルレンズ、６５はポリゴ
ンミラー、６６はｆθレンズの第１レンズ、６７は折り
返しミラー位置を示した点線、６８はｆθレンズの第２
レンズ、６９は感光ドラムである。

【００８２】レーザ光源６１を出射したレーザ光はコリ
メータレンズ６２により、略平行光にされ、絞り６３に
より光束幅が制限された後、シリンドリカルレンズ６４
により副走査方向について集光され、ポリゴンミラー６
５の反射面近傍に副走査方向に長いラインとして結像さ
れる。

【００８３】ポリゴンミラー６５は矢印の方向に一定速
度で回転し、レーザ光は偏向反射されてｆθレンズの第
１レンズ６６とｆθレンズの第２レンズ６８を透過する
ことで屈折されｆθ特性が改善され、感光ドラム面６９
上にスポットを形成する。ポリゴンミラー６５の回転に
伴い、感光ドラム上を光スポットが矢印Ｓの方向に走査
する。

【００８４】図６は第３の実施の形態の副走査断面の説
明図である。図６において、７１はポリゴン反射面、７
２はｆθレンズの第１レンズ、７３は折り返しミラー、
７４はｆθレンズの第２レンズ、７５はドラム面等の被
走査面である。

【００８５】図６において、不図示の入射系において副
走査方向について一旦結像された光束はポリゴン反射面
７１により反射され、ｆθレンズの第１のレンズによ
り、光束が近平行光にされ、折り返しミラー７３により
反射され、ｆθレンズの第２のレンズ７４により、集光
されドラム面７５上にスポットを結像する。

【００８６】図７はミラー７３の長手方向のミラー面と
垂直な断面形状の表面付近を示してた説明図である。図
７において、ミラー面は８１であり、図に示したように
最も一般的に加工により形成されるミラー面の形状は凹
面または凸面の形状をとる。特に、価格の安い研磨を行
わないミラーにおいては平面からのずれ量であるΔＸは
１００ｍｍの幅において、５０μｍ程度発生する。

【００８７】このミラーを走査光学系に使用した場合に
は、ポリゴンの回転により、折り返しミラーの主走査方
向の反射位置は異なった位置となる。図６において、ミ
ラー７３が基準の位置における反射面であり、点線７６
の位置がミラー面形状の変位により位置がずれた時の反
射面である。

【００８８】光学系について簡単に説明すると、ｆθレ
ンズの第１レンズ７２の副走査方向における前側主平面
が偏向反射位置７１にほぼ一致するように構成すること
により、ｆθレンズの第１レンズ７２を出射した光束は
副走査方向についてほぼ平行な光束となる。

【００８９】また、ｆθレンズの第２レンズ７４の副走
査方向の後側主平面とドラム面の距離が、ｆθレンズの
第２レンズ７４の副走査方向の焦点距離とほぼ等しい値
とすることで、ドラム面にスポットを結像する。

【００９０】この時、ミラー面が基準の位置７３にあっ
た場合の光路を実線、面形状の変化により反射面がずれ
た場合７６による光路を点線で示した。図６に示したよ
うにミラーの反射面のずれによる光路のシフトは光学系
により補正され、副走査方向の結像位置７７の変動は微
小な量となる。

【００９１】（第４の実施の形態）図８は第４の実施の
形態の副走査方向の説明図である。図８において、９１
はポリゴン反射面、９２はｆθレンズの第１レンズ、９
３は折り返しミラー、９４はｆθレンズの第２レンズ、
９５は感光ドラム等の被走査面である。

【００９２】図８においては、ｆθレンズにおける正の
パワーの殆どをｆθレンズの第２レンズ９４が有してお
り、ポリゴン反射面９１から被走査面９５の間の光路の
中点よりも被走査面に近づけることにより、副走査方向
について縮小系としている。

【００９３】図８において、点線９６で示した折り返し
ミラーの位置は折り返しミラーの表面に変位が生じた場
合の位置を示している。実線で示した光路が折り返しミ
ラーの変位が無い場合、点線で示した光路が折り返しミ
ラーに変位が生じた場合の光路である。

【００９４】図８に示したように、光学系を副走査方向
について縮小系としたことにより、折り返しミラーの変
位量よりもドラム面の変位量が小さくなる。

【００９５】従って、ｆθ光学系の副走査方向について
縮小系を採用した上で、折り返しミラーを副走査方向に
より強いパワーを有するｆθレンズの第２レンズよりも
ポリゴン反射面側に置くことにより、ミラー面の変形の
影響を緩和することが可能となる。

【００９６】（第５の実施の形態）図９は第５の実施の
形態の説明図である。図５（ａ）に示したように走査光
学系はポリゴンミラーを回転させることにより、偏向反
射角度を変化させている。この偏向反射角度の変化によ
り、ドラム面上を主走査方向にスポットを走査させてい
る。

【００９７】従って、折り返しミラーの位置をポリゴン
ミラーに近づけるに従って、ミラー面の使用幅が狭くな
る。この様子を示したものが図９であり、図９の２つの
幅において、ポリゴンミラーに近い位置に配置したミラ
ーにおけるレーザ光の走査範囲が１１で、遠い位置に配
置したミラーの走査範囲が１２である。

【００９８】走査範囲１１におけるミラー面の変位がΔ
Ｘ１、走査範囲１２におけるミラー面の変位がΔＸ２で
ある。

【００９９】図９からも明らかなようにΔＸ１の方がΔ
Ｘ２よりも変位が小さく、結果的に走査線曲がりの発生
も小さく抑えることができる。従って理想的には感光ド
ラムとポリゴンの間の中点よりもポリゴン側に折り返し
ミラーを配置することが好適である。

【０１００】また、本発明のように２枚のミラーで折り
返す光路（第２の光路）と１枚のミラーで折り返す光路
（第１の光路）が混在している場合には、２枚のミラー
の方が面の変位の影響を２重に受けるために、２枚のミ
ラーを配置する位置を１枚で折り返すミラーよりもより
ポリゴンミラーに近づけることが好適である。また、第
１レンズから第２レンズまでの光路長が第１の光路より
第２の光路の方が短いとよい。

【０１０１】（第６の実施の形態）図１０は第６の実施
の形態の説明図である。本実施の形態においてはｆθレ
ンズ群を３枚一組で構成したものを示している。図１０
において、７８はｆθレンズの第１レンズ、７９はｆθ
レンズの第２レンズ、８０は第１レンズと第２レンズの
中間に配設される、ｆθレンズの第３レンズである。

【０１０２】ポリゴンミラー２１で反射したレーザビー
ムＬは、第１レンズ７８、第３レンズ８０、折り返しミ
ラー２４、第２レンズ７９の順に通過し、感光ドラム上
に結像する。ここで折り返しミラーは、光路によりその
枚数が異なる。

【０１０３】本実施の形態において第１レンズ７８は、
通過するレーザビームＬを、主として副走査方向に収束
するように構成されている。また、直後に配設される第
３レンズ８０においては、レーザビームＬを主走査方向
へ収束するパワーを有する。折り返しミラー２４により
方向を定められた後、第２レンズ７９を通過して被走査
面である感光ドラムに達する。ここで第２レンズ７９
は、レーザビームＬを主走査方向にも副走査方向にも収
束するパワーを有している。

【０１０４】なお本実施の形態においては、第３レンズ
８０を折り返しミラー２４よりもポリゴンミラー２１寄
りに配した構成を示したが、折り返しミラー２４が第３
レンズ８０よりもポリゴンミラー２１寄りであっても構
わない。

【０１０５】本実施の形態に示すように、ｆθレンズ群
が３枚より構成される場合においても、最終のｆθレン
ズよりも折り返しミラー２４をポリゴンミラー寄りに配
することにより、ｆθレンズを３枚連続して並べる場合
に比して、折り返しミラーの配置に自由度を持たせてよ
り小型のレーザスキャナを提供することが可能となる。

【０１０６】（第７の実施の形態）図１１は第７の実施
の形態の説明図である。また、図１２は従来の走査光学
系の説明図である。図１１，１２において、８２、９２
は折り返しミラー、８３，９３はポリゴンミラー、８
４，９４はｆθレンズの第１レンズ、８５，９５はｆθ
レンズの第２レンズ、８６，９６は感光ドラムである。

【０１０７】従来の図１２の系においては、スキャナー
箱の座面と、スキャナー箱から出射するビームの角度は
直角になっていないのが普通であった。一方、走査光学
系と感光ドラムの間の距離はメカ精度で抑えられてお
り、この距離は製造上ある程度のバラツキを有してい
る。

【０１０８】そのため、感光ドラムと走査光学系の距離
が異なると主走査方向の倍率が変化してしまう、ピント
がずれるといった問題がある。また、感光ドラムの長手
方向について走査光学系と平行が出ていないと片倍率の
変化、及び、片ボケといった問題がある。

【０１０９】従って、これらをあわせようとすると調整
を行う必要があるが、図１２の系において上下方向に走
査系を移動させることで調整を行おうとすると、ドラム
面における副走査方向のビームの位置もずれてしまい問
題となる。これを防ぐためには繰り返し調整を行うか、
斜め方向に移動させる複雑な構造とするかのいずれかに
よる必要がある。

【０１１０】本実施の形態においては図１１に示したよ
うに走査光学系からビームが出射する第２レンズの光軸
を走査光学系の座面と垂直とし、被走査部材である感光
ドラム９６の中心が第２レンズのほぼ鉛直下方に設ける
ことにより、座面と垂直方向の移動により副走査方向の
ビームの照射位置の変化が発生しないような構成とな
り、簡単な構造で良好に調整することが可能となる。

【０１１１】（第８の実施の形態）図１に示した画像形
成装置において、光路が折り返しミラーを２枚通過する
ステーションと折り返しミラーを１枚通過するステーシ
ョンが存在し、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの夫々異なる色の画像を
形成する。この時、折り返しミラーを２枚通過するステ
ーションによる画像はミラーの面変動の影響をより受け
易い上に、ミラーの振動による描画位置の変動の影響を
より受け易くなっている。

【０１１２】一方、重ね合わせ画像を形成した時に、よ
りこれらの変動が人間の目に付くのがＫ（ブラック）で
あり、目立たないのがイエローである。

【０１１３】従って、光路が折り返しミラーを２枚通過
するステーションにおいてはイエローの画像を形成し、
折り返しミラーを１枚通過するステーションにおいては
ブラックの画像を形成することで、全体としてより画像
品位の高い画像形成が可能となる。

【０１１４】（第９の実施の形態）図１３は本実施の形
態のカラー画像形成装置の要部概略図である。本実施の
形態は、走査光学装置を４個並べ各々並行して像担持体
である感光ドラム面上に画像情報を記録するタンデムタ
イプのカラー画像形成装置である。

【０１１５】図１３において、４０はカラー画像形成装
置、４１，４２，４３，４４は各々第１〜第３の実施形
態に示したいずれかの構成を有する走査光学装置、４
５，４６，４７，４８は各々像担持体としての感光ドラ
ム、５１，５２，５３，５４は各々現像器、５５は搬送
ベルトである。

【０１１６】図１３において、カラー画像形成装置４０
には、パーソナルコンピュータ等の外部機器４９からＲ
（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の各色信号
が入力される。これらの色信号は、装置内のプリンタコ
ントローラ５０によって、Ｃ（シアン），Ｍ（マゼン
タ），Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）の各画像データ
（ドットデータ）に変換される。

【０１１７】これらの画像データは、それぞれ走査光学
装置４１，４２，４３，４４に入力される。そして、こ
れらの走査光学装置からは、各画像データに応じて変調
された光ビーム５６，５７，５８，５９が出射され、こ
れらの光ビームによって感光ドラム４５，４６，４７，
４８の感光面が主走査方向に走査される。

【０１１８】本実施態様におけるカラー画像形成装置は
走査光学装置（４１，４２，４３，４４）を４個並べ、
各々がＣ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロ
ー）、Ｋ（ブラック）の各色に対応し、各々平行して感
光ドラム４５，４６，４７，４８面上に画像信号（画像
情報）を記録し、カラー画像を高速に印字するものであ
る。

【０１１９】本実施の形態におけるカラー画像形成装置
は上述の如く４つの走査光学装置４１，４２，４３，４
４により各々の画像データに基づいた光ビームを用いて
各色の潜像を各々対応する感光ドラム４５，４６，４
７，４８面上に形成している。

【０１２０】その後、記録材に多重転写して１枚のフル
カラー画像を形成している。

【０１２１】前記外部機器４９としては、例えばＣＣＤ
センサを備えたカラー画像読取装置が用いられても良
い。この場合には、このカラー画像読取装置と、カラー
画像形成装置４０とで、カラーデジタル複写機が構成さ
れる。

【０１２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、ｆθ特
性を有するレンズ群である第１レンズと第２レンズの間
に折り返し部材を設けたので、折り返し部材の配置の自
由度が増し、より小型の走査光学装置及びこれを備えた
画像形成装置を提供することができる。

【０１２３】また、本出願に係る他の発明によれば、回
転多面鏡のモータを単一とすることで、より小型の走査
光学装置を提供することができる。

【０１２４】また、本出願に係る他のの発明によれば、
斜入射光学系を用いた、より小型の走査光学装置を提供
することができる。

【０１２５】また、本出願に係る他の発明によれば、レ
ンズの枚数を減らし、より小型の走査光学装置を提供す
ることができる。

【０１２６】また、本出願に係る他の発明によれば、ミ
ラーの面性による走査線の曲がりを低減して良好な画像
を得ることが可能である走査光学系の提供が可能であ
る。

【０１２７】また、本出願に係る他の発明によれば、重
ね合わせ画像として高品位の画像をうることが可能とな
る走査光学系を提供できる。

【０１２８】また、本出願に係る他の発明によれば、よ
り小型で性能の良い走査光学装置を具備した画像形成装
置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態に係る画像形成装置の主断面
を示した図である。

【図２】第１の実施の形態に係る画像形成装置における
走査光学装置の詳細を示した断面図である。

【図３】第１の実施の形態に係る画像形成装置における
走査光学装置の詳細を示した斜視図である。

【図４】第２の実施の形態に係る画像形成装置における
走査光学装置の詳細を示した断面図である。

【図５】第３の実施の形態の走査光学系の１ステーショ
ンについての説明図である。

【図６】第３の実施の形態の副走査断面の説明図であ
る。

【図７】ミラーの断面形状の表面付近を示した説明図で
ある。

【図８】第４の実施の形態の説明図である。

【図９】第５の実施の形態の説明図である。

【図１０】第６の実施の形態の説明図である。

【図１１】第７の実施の形態の説明図である。

【図１２】従来の走査光学系の説明図である。

【図１３】第９の実施の形態のカラー画像形成装置の要
部概略図である。

【図１４】従来の画像形成装置の構成を示した図であ
る。

【符号の説明】

１ プリンタ本体 ２ プロセスカートリッジ ３ 感光ドラム ４ 走査光学装置（レーザスキャナ） ５ 帯電装置 ６ 現像装置 ７ トナー容器 ８ 給紙カセット ９ 給紙ローラ １０ 転写部 １１ 中間転写ベルト １２ 熱定着器 １３ クリーニング部 １４ 半導体レーザ １５ 排紙ローラ １６ 排紙スタッカ １７ コリメータレンズ １８ 開口絞り １９ 搬送ローラ対 ２０ シリンドリカルレンズ ２１ 回転多面鏡（ポリゴンミラー） ２２ モータ ２３ａ ｆθレンズ（第１レンズ） ２３ｂ ｆθレンズ（第２レンズ） ２４ 折り返しミラー ２５ 回転多面鏡（ポリゴンミラー） ２６ａ ｆθレンズ（第１レンズ） ２６ｂ ｆθレンズ（第２レンズ） ２７ 折り返しミラー ４０ カラー画像形成装置 ４１，４２，４３，４４ 走査光学装置 ４５，４６，４７，４８ 感光ドラム ５６，５７，５８，５９ 光ビーム ６１ レーザ光源 ６２ コリメータレンズ ６３ 絞り ６４ シリンドリカルレンズ ６５ ポリゴンミラー ６６ ｆθレンズ（第１レンズ） ６７ 折り返しミラー位置 ６８ ｆθレンズ（第２レンズ） ６９ 感光ドラム ７１ ポリゴン反射面 ７２ ｆθレンズ（第１レンズ） ７３ 折り返しミラー ７４ ｆθレンズ（第２レンズ） ７８ ｆθレンズ（第１レンズ） ７９ ｆθレンズ（第２レンズ） ８０ ｆθレンズ（第３レンズ） １０１ プリンタ本体 １０２ プロセスカートリッジ １０３ 感光ドラム １０４ レーザスキャナ １０５ ポリゴンミラー １０６ モータ １０７ 現像器 １０８ 給紙カセット １０９ 給紙ローラ １１０ 転写部 １１１ 中間転写ベルト １１２ 熱定着器 １１３ ｆθレンズ １１４ 折り返しミラー １１５ クリーニング部 １１９ 搬送ローラ対 Ｌ レーザビーム Ｐ 用紙

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C362 AA07 AA10 BA04 BA50 BA51 BA87 BB03 2H045 BA22 BA34 CA63 DA02

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光束を出射する複数の光源部と、 該複数の光源部から出射された複数の光束を偏向する回
   転多面鏡と、 偏向された前記光束を被走査部材へ導く光路に設けられ
   た一つ以上の折り返し部材と、 前記光路ごとに異なる前記被走査部材上に光束を集光す
   る光学結像手段と、を備え、 前記光源部から出射された光束は、前記回転多面鏡の回
   転軸を含む平面の両側に偏向され、 前記偏向された光束は、前記光学結像手段により集光さ
   れ前記被走査部材に結像される走査光学装置であって、 前記光学結像手段は、前記偏向された光束が入射する第
   １レンズと該光束が出射する第２レンズとを含みｆθ特
   性を有したレンズ群を光路ごとに有し、 該光路に前記折り返し部材が前記第１レンズと前記第２
   レンズの間に配設されることを特徴とする走査光学装
   置。
2. 【請求項２】前記回転多面鏡は、単一のモータにより回
   転駆動されることを特徴とする請求項１に記載の走査光
   学装置。
3. 【請求項３】前記光源から出射した光束が前記回転多面
   鏡へ入射する方向は、前記回転多面鏡の回転軸に直交す
   る面に対して斜めの方向であることを特徴とする請求項
   １または２に記載の走査光学装置。
4. 【請求項４】前記第１レンズは、前記第２レンズと前記
   回転多面鏡の間の光路上に設けられ、前記第１レンズの
   うち少なくとも１つについて、複数の光束が通過するこ
   とを特徴とする請求項１乃至３のいずれかの項に記載の
   走査光学装置。
5. 【請求項５】前記折り返し部材に入射する光束は、副走
   査方向について略平行光であることを特徴とする請求項
   １乃至４のいずれかの項に記載の走査光学装置。
6. 【請求項６】前記レンズ群は、副走査方向について縮小
   系となっていることを特徴とする請求項１乃至４のいず
   れかの項に記載の走査光学装置。
7. 【請求項７】前記折り返し部材と前記光束が偏向される
   前記回転多面鏡の偏向面との距離は、該折り返し部材と
   前記被走査部材の走査面との距離より短いことを特徴と
   する請求項１乃至６のいずれかの項に記載の走査光学装
   置。
8. 【請求項８】一の回転多面鏡により偏向された複数の光
   束は、前記光路上に一つの折り返し部材を設けた第１の
   光路を、または、前記光路上に複数の折り返し部材を設
   けた第２の光路を、通過し、 前記第２の光路に設けられた前記折り返し部材と前記回
   転多面鏡の偏向面との光路長は、前記第１の光路に設け
   られた折り返し部材と前記回転多面鏡の偏向面との光路
   長より短いことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか
   の項に記載の走査光学装置。
9. 【請求項９】請求項１乃至８のいずれかの項に記載の走
   査光学装置と、 前記被走査部材を含む電子写真方式による画像形成ステ
   ーションを備える画像形成部と、を有することを特徴と
   する画像形成装置。
10. 【請求項１０】前記被走査部材は、前記走査光学装置か
    ら光束が出射する点の略鉛直下方に設けられていること
    を特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
11. 【請求項１１】前記被走査部材上に異なる色の画像をそ
    れぞれ形成する複数の画像形成ステーションを有する画
    像形成装置であって、 イエローの画像を形成する前記被走査部材を露光する光
    束は、前記第２の光路を通過し、 ブラックの画像を形成する前記被走査部材を露光する光
    束は、前記第１の光路を通過することを特徴とする請求
    項９または１０に記載の画像形成装置。
12. 【請求項１２】外部機器から入力した色信号を画像デー
    タに変換し、前記走査光学装置に入力せしめるプリンタ
    コントローラを備えたことを特徴とする請求項９、１０
    または１１に記載の画像形成装置。