JP2010020222A - 光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の発光点の光軸まわりの回転角度を共通化し、複数の発光点から射出される光ビームの走査順を揃えた光走査装置及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】光走査装置１０は、複数の反射面のうち一の反射面に回転軸と交差する面の一方側から入射した光ビームを被走査面上に導く第１の反射光学系と、他方側から入射した光ビームを被走査面上に導く第２の反射光学系と、複数の反射面のうち他の反射面に、回転軸と交差する面の一方側から入射した光ビームを被走査面上に導く第３の反射光学系と、他方側から入射した光ビームを被走査面上に導く第４の反射光学系と、を備え、第１及び第４の反射光学系に含まれる反射面数が奇数であるときは第２及び第３の反射光学系は偶数の反射面を備え、第１及び第４の反射光学系に含まれる反射面数が偶数であるときは第２及び第３の反射光学系は奇数の反射面を備えたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は光走査装置及び画像形成装置に関する。

レーザ光などの光によって被走査物を走査する光走査装置としては、複数の光源から出射される光ビームを感光体ドラムなどの被走査物に対して走査するマルチビーム光源走査装置が従来より存在する（例えば、特許文献１〜３参照）。
特開２００５−７４６３８号公報 特開２００６−３０９１２号公報 特開２００２−１３９８８４号公報

本発明は複数の発光点を備えた複数の光源を有する光走査装置において、複数の発光点の光軸まわりの回転角度を共通化し、複数の発光点から射出される光ビームの走査順を揃えた光走査装置及び画像形成装置を提供する。

請求項１に記載の光走査装置は、光軸と平行な軸を回転中心として点対称な位置に設けられた一対の発光点を備え、前記発光点から光ビームを射出する複数の光源と、回転軸の周りに回転し、複数の反射面で前記光ビームを偏向する光偏向器と、前記複数の反射面のうち一の反射面に対して入射した前記光ビームを、被走査面上で結像し偏向走査させる第１の走査結像光学系と、前記一の反射面に、前記回転軸と交差する面の一方側から入射し、前記第１の走査結像光学系を透過した前記光ビームを、前記被走査面上に導く第１の反射光学系と、前記一の反射面に、前記回転軸と交差する面の他方側から入射し、前記第１の走査結像光学系を透過した前記光ビームを、前記被走査面上に導く第２の反射光学系と、前記複数の反射面のうち他の反射面に対して入射した前記光ビームを、被走査面上で結像し偏向走査させる第２の走査結像光学系と、前記他の反射面に、前記回転軸と交差する面の一方側から入射し、前記第２の走査結像光学系を透過した前記光ビームを、前記被走査面上に導く第３の反射光学系と、前記他の反射面に、前記回転軸と交差する面の他方側から入射し、前記第２の走査結像光学系を透過した前記光ビームを、前記被走査面上に導く第４の反射光学系と、を備え、前記第１の反射光学系および前記第４の反射光学系に含まれる反射面数が奇数であるときは、前記第２の反射光学系および前記第３の反射光学系に含まれる反射面数が偶数であることを特徴とする。

請求項２に記載の光走査装置は、請求項１に記載の構成において、前記第１の反射光学系および前記第３の反射光学系に入射する前記光ビームは、それぞれ前記光源から射出され、反射鏡の反射面で奇数回反射されたのち前記光偏向器の前記反射面に入射し、前記第２の反射光学系および前記第４の反射光学系に入射する前記光ビームは、それぞれ前記光源から射出され、前記光偏向器の前記反射面に直接入射するかまたは反射鏡の反射面で偶数回反射されたのち前記光偏向器の前記反射面に入射することを特徴とする。

請求項３に記載の光走査装置は、請求項１または請求項２に記載の構成において、前記一対の発光点を結ぶ線の、前記回転軸と交差する面に対する傾き角度は、全ての前記光源について等しいことを特徴とする。

請求項４に記載の光走査装置は、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の構成において、前記第１の反射光学系に入射する光ビームを射出する前記光源と、前記第３の反射光学系に入射する光ビームを射出する前記光源とは、同一形状の駆動基板上に設けられることを特徴とする。

請求項５に記載の画像形成装置は、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の光走査装置と、前記光走査装置により静電潜像が形成される複数の感光体と、前記静電潜像をトナー画像として記録媒体に転写する画像形成部と、を備えたことを特徴とする。

請求項１に記載の光走査装置の構成によると、本構成を有していない場合と比較して、複数の発光点から射出される複数の光ビームの、被走査面上での主走査方向および副走査方向の順番を、より単純な構成で揃えることができ、コストを削減することができる。

請求項２に記載の光走査装置の構成によると、本構成を有していない場合と比較して、光源近傍の部品配置をより自由に行うことができ、効率よく設計を行うことができる。

請求項３に記載の光走査装置の構成によると、本構成を有していない場合と比較して、光源が取り付けられる取付基板の設計を共通化でき、コストと工数を削減することができる。

請求項４に記載の光走査装置の構成によると、本構成を有していない場合と比較して、複数の光源について駆動基板の設計を共通化でき、コストを削減することができる。

請求項５に記載の画像形成装置の構成によると、本構成を有していない場合と比較して、複数の発光点から射出される複数の光ビームの、被走査面上での主走査方向および副走査方向の順番を、より単純な構成で揃えることができ、コストを削減することができる。

＜装置概要＞
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。

図１〜２には本発明の第１実施形態に係る光走査装置が示されている。

図１（Ａ）に示すように光走査装置１０は略矩形状のケーシング３２を備え、ケーシング３２の略中央部には、図示しないモータによって軸線３４Ｃを中心として回転駆動される回転多面鏡３４が配置されている。回転多面鏡３４は外周面に複数の反射面３４Ａを備え、軸線３４Ｃを中心とする反射面３４Ａの回転によって、反射面３４Ａに入射する光ビームを所望の方向に偏向する。

ケーシング３２の内部には、回転多面鏡３４の軸線３４Ｃと直交する面より上側から回転多面鏡３４の外周面に配設された反射面３４Ａに入射する光ビームを射出する半導体レーザ（以下、ＬＤという）３６Ｋと、軸線３４Ｃと直交する面より下側から反射面３４Ａに入射する光ビームを射出する、ＬＤ３６Ｙとが配置されている。

同様に、回転多面鏡３４の軸線３４Ｃと直交する面より上側から回転多面鏡３４の外周面に配設された反射面３４Ａに入射する光ビームを射出するＬＤ３６Ｍと、軸線３４Ｃと直交する面より下側から反射面３４Ａに入射する光ビームを射出する、ＬＤ３６Ｃとが配置されている。

半導体レーザを光軸方向より図示した図１（Ｂ）に示すように、ＬＤ３６Ｃ、ＬＤ３６Ｍ、ＬＤ３６Ｙ、ＬＤ３６Ｋはそれぞれ一対の発光点ＬＤ１、ＬＤ２を備え、各々光ビームＢＬＤ１、ＢＬＤ２を射出する。回転多面鏡３４の反射面３４Ａで偏向された光ビームＢＬＤ１、ＢＬＤ２はｆθレンズ４４またはｆθレンズ５６を透過することにより整形され、光走査装置１０よりそれぞれ射出される。

ＬＤ３６Ｋから射出される光ビームＢＬＤ１ＫおよびＢＬＤ２Ｋは、反射面３４Ａで偏向されたのち、ミラー４２Ａ、４２Ｂで反射され、光走査装置１０より射出される。対してＬＤ３６Ｙから射出される光ビームＢＬＤ１ＹおよびＢＬＤ２Ｙは、ＢＬＤ１ＫおよびＢＬＤ２Ｋよりも経由する反射面数が一つ多くミラー４２Ｃ、４２Ｄ、４２Ｅで反射され、光走査装置１０より射出される。

同様に、ＬＤ３６Ｃから射出される光ビームＢＬＤ１ＣおよびＢＬＤ２Ｃは、反射面３４Ａで偏向されたのち、ミラー５４Ａ、５４Ｂで反射され、光走査装置１０より射出される。対してＬＤ３６Ｍから射出される光ビームＢＬＤ１ＭおよびＢＬＤ２Ｍは、ＢＬＤ１ＣおよびＢＬＤ２Ｃよりも経由する反射面数が一つ多くミラー５４Ｃ、５４Ｄ、５４Ｅで反射され、光走査装置１０より射出される。

図２には本発明の第１実施形態に係る光走査装置を、回転多面鏡３４の軸線３４Ｃ方向より見た平面図が示されている。

図２に示すように、ＬＤ３６ＭとＬＤ３６Ｋとはそれぞれ取付基板３７Ｍ、３７Ｋ上に取り付けられ、ＬＤ３６ＣとＬＤ３６Ｙとは共通の取付基板３７ＣＹ上に取り付けられている。

ＬＤ３６Ｃ、ＬＤ３６Ｍと、ＬＤ３６Ｙ、ＬＤ３６Ｋとから射出される光ビームＢＬＤ１およびＢＬＤ２は、コリメータレンズ３８Ｃ、３８Ｍ、３８Ｙ、３８Ｋによって平行光に整形され、平行な光ビームとされる。ＬＤ３６Ｍより射出された光ビームＢＬＤ１Ｍ、ＢＬＤ２ＭおよびＬＤ３６Ｋより射出されたＢＬＤ１Ｋ、ＢＬＤ２Ｋは、ミラー５４で反射され、それぞれ回転多面鏡３４の軸線３４Ｃを挟んだ位置の反射面３４Ａ１および３４Ａ２に入射される。またＬＤ３６Ｃより射出された光ビームおよびＬＤ３６Ｙより射出された光ビームは、そのまま回転多面鏡３４の軸線３４Ｃを挟んだ位置の反射面３４Ａ１および３４Ａ２に入射される。

回転多面鏡３４は矢印３６Ｒの方向に回転することで光ビームＢＬＤ１およびＢＬＤ２を偏向しているので、反射面３４Ａ１に入射した光ビームは矢印３６Ｓ１の方向（Ｍ主走査方向、Ｃ主走査方向）に偏向され、図示しない被走査面を走査する。同様に反射面３４Ａ２に入射した光ビームは、これとは逆に矢印３６Ｓ２の方向（Ｙ主走査方向、Ｋ主走査方向）に偏向され、図示しない被走査面を走査する。

図３には本発明の第１実施形態に係るＬＤの発光点ＬＤ１およびＬＤ２の配置と射出される光ビームが示されている。

図３（Ａ）に示すように、ＬＤ３６Ｙより射出された光ビームＢＬＤ１、ＢＬＤ２は被走査面１８Ａ上で矢印１９Ｙ１、１９Ｙ２のように結像、走査露光が行われ、距離ｄ１だけＢＬＤ１がＹ主走査方向（図面右）に先行している。

またＬＤ３６Ｍより射出された光ビームＢＬＤ１、ＢＬＤ２は被走査面１８Ａ上で矢印１９Ｍ１、１９Ｍ２のようにビームスポットとして結像、走査露光が行われ、距離ｄ２だけＢＬＤ１が副走査方向（図面上）に先行している。上記の関係を維持するため図３（Ｂ）に示すようにＬＤ３６上の発光点ＬＤ１、ＬＤ２は矢印３６ＲのようにＬＤ３６を回転させ、被走査面１８Ａ上におけるビームスポットの主走査方向の順番、および副走査方向の間隔を規定する。

さらに図３（Ｃ）に示すように、回転多面鏡３４の反射面３４Ａで偏向された光ビームＢＬＤ１およびＢＬＤ２は、偏向されたのち光走査装置１０より射出されるまでにミラー４５Ａのみで反射された場合は矢印３９Ａのような配列となり、対して反射面での反射回数を一回増やし、ミラー４５Ｂと４５Ｃとで反射された場合は、ＢＬＤ１およびＢＬＤ２は矢印３９Ｂのような配列となる。

＜第２実施形態＞
図４には本発明の第２実施形態に係る光走査装置が示されている。

図４は本実施形態に係る光走査装置の構造を示す平面図および側面図である。なお、第１実施形態と同一部材については、同一符号を付してその説明を省略する。

図４（Ａ）には本発明の第２実施形態に係る光走査装置を、回転多面鏡３４の軸線３４Ｃ方向より見た平面図が示されている。図４（Ａ）に示すように光走査装置１１には、第１実施形態と同様に図示しないモータによって軸線３４Ｃを中心として回転駆動される回転多面鏡３４が配置されている。

光走査装置１１には回転多面鏡３４の軸線３４Ｃと直交する面より上側から回転多面鏡３４の外周面に配設された反射面３４Ａに入射する光ビームを射出するＬＤ３６Ｋと、軸線３４Ｃと直交する面より下側から反射面３４Ａに入射する光ビームを射出する、ＬＤ３６Ｙとが配置されている。第１実施形態と異なり、ＬＤ３６ＫおよびＬＤ３６Ｙから射出される光ビームはいずれもミラーによる反射を行わず、反射面３４Ａに直接入射される。

同様に、回転多面鏡３４の軸線３４Ｃと直交する面より上側から回転多面鏡３４の外周面に配設された反射面３４Ａに入射する光ビームを射出するＬＤ３６Ｍと、軸線３４Ｃと直交する面より下側から反射面３４Ａに入射する光ビームを射出する、ＬＤ３６Ｃとが光走査装置１１には配置されている。ＬＤ３６ＣおよびＬＤ３６Ｍから射出される光ビームもまた、共にミラーによる反射を行わず、反射面３４Ａに直接入射される。

半導体レーザを光軸方向より図示した図４（Ｃ）に示すように、ＬＤ３６Ｃ、ＬＤ３６Ｍ、ＬＤ３６Ｙ、ＬＤ３６Ｋはそれぞれ一対の発光点ＬＤ１、ＬＤ２を備え、各々光ビームＢＬＤ１、ＢＬＤ２を射出する。

回転多面鏡３４の反射面３４Ａで偏向された光ビームＢＬＤ１、ＢＬＤ２はｆθレンズ４４またはｆθレンズ５６を透過することにより整形され、光走査装置１０よりそれぞれ射出される。ＬＤ３６Ｃ、ＬＤ３６Ｍ、ＬＤ３６Ｙ、ＬＤ３６Ｋはそれぞれ独立した取付基板３７Ｃ、３７Ｍ、３７Ｙ、３７Ｋ上に設けられ、ＬＤ３６Ｋ、ＬＤ３６Ｍは発光点ＬＤ１、ＬＤ２の光軸まわりの回転角度がＬＤ３６Ｙ、ＬＤ３６Ｃと９０度異なるように取付基板３７Ｋ、３７Ｍ上に設けられる。

ＬＤ３６Ｋから射出される光ビームはミラー４２Ａ、４２Ｂで反射され、光走査装置１０より射出される。対してＬＤ３６Ｙから射出される光ビームは、経由する反射面数が一つ多くミラー４２Ｃ、４２Ｄ、４２Ｅで反射され、光走査装置１１より射出される。同様に、ＬＤ３６Ｃから射出される光ビームはミラー５４Ａ、５４Ｂで反射され、光走査装置１０より射出される。対してＬＤ３６Ｍから射出される光は経由する反射面数が一つ多くミラー５４Ｃ、５４Ｄ、５４Ｅで反射され、光走査装置１１より射出される。

＜第３実施形態＞
図５には本発明の第３実施形態に係る画像形成装置が示されている。

図５は本実施形態に係る画像形成装置の内部構造を示す断面図である。

図５に示すように、本実施形態に係る画像形成装置３０は第１実施形態または第２実施形態に係る光走査装置１０または１１を備え、複数の搬送ローラ１２Ａ〜１２Ｃと、搬送ローラ１２Ａ〜１２Ｃに巻き掛けられた無端ベルト状の転写ベルト１４と、転写ベルト１４を挟んで搬送ローラ１２Ｃと対向配置された転写ローラ１６と、を備えている。

転写ベルト１４の上方には、転写ベルト１４が回転駆動される際の転写ベルト１４の駆動方向（矢印Ａ方向）に沿って、ブラック（Ｋ）画像形成用の感光体ドラム１８Ｋ、イエロー（Ｙ）画像形成用の感光体ドラム１８Ｙ、マゼンタ（Ｍ）画像形成用の感光体ドラム１８Ｍ、シアン（Ｃ）画像形成用の感光体ドラム１８Ｃが略等間隔で配置されている。各感光体ドラム１８は軸線が転写ベルト１４の移動方向と直交するように各々配置されている。

各感光体ドラム１８の周囲には、感光体ドラム１８の表面を帯電させるための帯電器２０が各々配置されており、各感光体ドラム１８の上方には、帯電された各感光体ドラム１８の表面を被走査面として、各色の画像信号に応じて変調された光ビームＢＬＤ１およびＢＬＤ２を各々照射して走査露光を行い、各感光体ドラム１８の表面に静電潜像を形成する光走査装置１０または１１が配置されている。

各感光体ドラム１８Ｋ〜１８Ｃの周囲には、感光体ドラム１８の回転方向に沿って光ビームＢＬＤ１およびＢＬＤ２の照射位置よりも下流側に、感光体ドラム１８Ｋ〜１８Ｃの表面上に形成された静電潜像を所定色（Ｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃ）のトナーによって現像し、トナー像を形成させる現像器２２Ｋ〜２２Ｃ、感光体ドラム１８上に形成されたトナー像を転写ベルト１４に転写する転写器２４Ｋ〜２４Ｃ、感光体ドラム１８の表面上に残された未転写（残留）トナーを除去する清掃器２６Ｋ〜２６Ｃが順に配置されている。

各感光体ドラム１８Ｋ〜１８Ｃの表面上に形成された互いに異なる色のトナー像は、転写ベルト１４の外周面上で位置合わせされ、互いに重なり合うように転写ベルト１４上に各々転写される。これにより、転写ベルト１４上に多色トナー像が形成され、形成された多色トナー像は、搬送ローラ１２Ｃと転写ローラ１６との間に搬送された転写材２８の表面に転写される。転写材２８は図示しない定着装置に搬送され、表面に転写された多色トナー像が定着される。これにより、転写材２８上に最終的な多色（４色フルカラー）トナー像が形成される。

＜その他＞
以上、本発明の実施例について記述したが、本発明は上記の実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得ることは言うまでもない。

たとえば上記実施形態では４色フルカラーレーザビームプリンタと、これに用いられる光走査装置を例に挙げたが、これに限定せず例えば３色以下または５色以上のプリンタおよび前記プリンタに用いられる光走査装置でもよい。

本発明の第１実施形態に係る光走査装置の構造および半導体レーザ上の発光点位置を示す側面図である。 本発明の第１実施形態に係る光走査装置を示す平面図である。 本発明に係る光走査装置の被走査面上に於ける走査線と発光点、および反射回数の関係を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る光走査装置の構造および半導体レーザ上の発光点位置を示す平面図および側面図である。 本発明の第３実施形態に係る画像形成装置の構造を示す側面図である。

符号の説明

１０ 光走査装置
１１ 光走査装置
１８ 感光体ドラム
１８Ａ 被走査面
２２ シリンドリカルレンズ
３０ 画像形成装置
３４ 回転多面鏡
３４Ａ 反射面
３６ ＬＤ
３７ 取付基板
ＢＬＤ１ 光ビーム
ＢＬＤ２ 光ビーム
ＬＤ１ 発光点
ＬＤ２ 発光点

Claims (5)

1. 光軸と平行な軸を回転中心として点対称な位置に設けられた一対の発光点を備え、前記発光点から光ビームを射出する複数の光源と、
   回転軸の周りに回転し、複数の反射面で前記光ビームを偏向する光偏向器と、
   前記複数の反射面のうち一の反射面に対して入射した前記光ビームを、被走査面上で結像し偏向走査させる第１の走査結像光学系と、
   前記一の反射面に、前記回転軸と交差する面の一方側から入射し、前記第１の走査結像光学系を透過した前記光ビームを、前記被走査面上に導く第１の反射光学系と、
   前記一の反射面に、前記回転軸と交差する面の他方側から入射し、前記第１の走査結像光学系を透過した前記光ビームを、前記被走査面上に導く第２の反射光学系と、
   前記複数の反射面のうち他の反射面に対して入射した前記光ビームを、被走査面上で結像し偏向走査させる第２の走査結像光学系と、
   前記他の反射面に、前記回転軸と交差する面の一方側から入射し、前記第２の走査結像光学系を透過した前記光ビームを、前記被走査面上に導く第３の反射光学系と、
   前記他の反射面に、前記回転軸と交差する面の他方側から入射し、前記第２の走査結像光学系を透過した前記光ビームを、前記被走査面上に導く第４の反射光学系と、を備え、
   前記第１の反射光学系および前記第４の反射光学系に含まれる反射面数が奇数であるときは、前記第２の反射光学系および前記第３の反射光学系に含まれる反射面数が偶数である光走査装置。
2. 前記第１の反射光学系および前記第３の反射光学系に入射する前記光ビームは、それぞれ前記光源から射出され、反射鏡の反射面で奇数回反射されたのち前記光偏向器の前記反射面に入射し、
   前記第２の反射光学系および前記第４の反射光学系に入射する前記光ビームは、それぞれ前記光源から射出され、前記光偏向器の前記反射面に直接入射するかまたは反射鏡の反射面で偶数回反射されたのち前記光偏向器の前記反射面に入射する請求項１に記載の光走査装置。
3. 前記一対の発光点を結ぶ線の、前記回転軸と交差する面に対する傾き角度は、全ての前記光源について等しい請求項１または請求項２に記載の光走査装置。
4. 前記第１の反射光学系に入射する光ビームを射出する前記光源と、前記第３の反射光学系に入射する光ビームを射出する前記光源とは、同一形状の駆動基板上に設けられる請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の光走査装置。
5. 請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の光走査装置と、
   前記光走査装置により静電潜像が形成される複数の感光体と、
   前記静電潜像をトナー画像として記録媒体に転写する画像形成部と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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