JP2012042843A - 光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高コスト化及び走査精度の低下を招くことなく、小型化を図ることができる光走査装置を提供する。
【解決手段】 ２つの光源、各光源の偏向器前光学系、ポリゴンミラー２１０４Ａ、２つの走査レンズ（２１０５ａ、２１０５ｂ）、５枚の折り返しミラー（２１０６ａ、２１０６ｂ、２１０８ａ、２１０８ｂ、２１０９ｂ）、２枚の防塵ガラス（２１１０ａ、２１１０ｂ）などを備えている。そして、走査レンズ２１０５ｂの前段に折り返しミラー２１０６ｂが配置され、後段に折り返しミラー２１０８ｂ及び折り返しミラー２１０９ｂが配置されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、光走査装置及び画像形成装置に係り、更に詳しくは、複数の被走査面を光によって走査する光走査装置、及び該光走査装置を備える画像形成装置に関する。

電子写真の画像記録では、レーザを用いた画像形成装置が広く用いられている。この場合、画像形成装置は光走査装置を備え、感光性を有するドラム（以下では、「感光体ドラム」という）の軸方向に光偏向器を用いてレーザ光を走査しつつ、ドラムを回転させ、ドラムの表面に潜像を形成する方法が一般的である。

近年、画像形成装置において、出力画像のカラー化が進み、感光体ドラムを複数（通常は４つ）有するタンデム方式の画像形成装置が普及してきている。そして、それに伴って、画像形成装置の小型化への要求が高まってきた。そこで、画像形成装置の一部を構成する光走査装置の小型化が種々提案された（例えば、特許文献１〜特許文献４参照）。

しかしながら、特許文献１〜特許文献４に開示されている光走査装置では、複数の感光体ドラムにおける間隔（ピッチ）を狭くすると、コストアップや走査精度の低下を招くおそれがあった。

本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第１の目的は、高コスト化や走査精度の低下を招くことなく、小型化を図ることができる光走査装置を提供することにある。

また、本発明の第２の目的は、高コスト化や画像品質の低下を招くことなく、小型化を図ることができる画像形成装置を提供することにある。

本発明は、第１の観点からすると、少なくとも２つの被走査体を個別に主走査方向に光走査する光走査装置であって、第１光束及び第２光束を含む複数の光束を射出する照明系と；回転軸まわりに回転する複数の偏向面を有し、前記照明系からの前記第１光束及び前記第２光束を異なる偏向面で偏向する光偏向器と；前記第１光束に対応する第１の走査レンズ、前記第２光束に対応する第２の走査レンズ、及び複数の折り返しミラーを含み、前記光偏向器で偏向された前記第１光束及び前記第２光束を対応する被走査体に導く走査光学系と；を備え、前記走査光学系は、前記第１の走査レンズ及び前記第２の走査レンズの少なくとも一方の前段と後段の両方に折り返しミラーが配置されていることを特徴とする光走査装置である。

これによれば、高コスト化や走査精度の低下を招くことなく、小型化を図ることができる。

本発明は、第２の観点からすると、複数の像担持体と；前記複数の像担持体に対して画像情報に応じて変調された光を用いて光走査する本発明の光走査装置と；を備える画像形成装置である。

これによれば、本発明の光走査装置を備えているため、結果として、高コスト化や画像品質の低下を招くことなく、小型化を図ることができる。

本発明の一実施形態に係るカラープリンタの概略構成を説明するための図である。 図１における光走査装置２０１０Ａの構成を説明するための図（その１）である。 図１における光走査装置２０１０Ａの構成を説明するための図（その２）である。 図４（Ａ）〜図４（Ｃ）は、それぞれ光源に含まれるＬＤアレイを説明するための図である。 走査レンズの各光学面の形状を説明するための図である。 主な光学素子の配置例を説明するための図（その１）である。 主な光学素子の配置例を説明するための図（その２）である。 各折り返しミラーの大きさ、姿勢、配置位置を説明するための図である。 各折り返しミラーの副走査対応方向の長さを説明するための図である。 図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）は、それぞれ折り返しミラー２１０６ｂの取付誤差の影響を説明するための図である。 図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）は、それぞれカップリングレンズのシフトの影響を説明するための図である。 折り返しミラー２１０９ｂの調整機構を説明するための図（その１）である。 折り返しミラー２１０９ｂの調整機構を説明するための図（その２）である。 図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）は、それぞれイモネジ１０１による折り返しミラー２１０９ｂの調整を説明するための図である。 イモネジ１０２による折り返しミラー２１０９ｂの調整を説明するための図である。 折り返しミラー２１０９ｂの形状調整機構を説明するための図（その１）である。 折り返しミラー２１０９ｂの形状調整機構を説明するための図（その２）である。 折り返しミラー２１０９ｂの調整の効果を説明するための図である。 図１８の縦軸のスケールを変更（拡大）した図である。 図１８及び図１９の一部を抽出した図である。 折り返しミラー２１０６ｂの折り返し角を説明するための図である。 図１における光走査装置２０１０Ｂの構成を説明するための図（その１）である。 図１における光走査装置２０１０Ｂの構成を説明するための図（その２）である。 光走査装置２０１０Ａの変形例を説明するための図である。 図２４における各折り返しミラーの姿勢、配置位置を説明するための図である。 光走査装置２０１０Ｂの変形例を説明するための図である。

以下、本発明の一実施形態を図１〜図２３に基づいて説明する。図１には、一実施形態に係るカラープリンタ２０００の概略構成が示されている。

このカラープリンタ２０００は、４色（ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー）を重ね合わせて多色のカラー画像を形成するタンデム方式のカラープリンタであり、４つの感光体ドラム（Ｋ１、Ｃ１、Ｍ１、Ｙ１）、４つのドラム帯電装置（Ｋ２、Ｃ２、Ｍ２、Ｙ２）、４つの現像装置（Ｋ４、Ｃ４、Ｍ４、Ｙ４）、４つのドラムクリーニング装置（Ｋ５、Ｃ５、Ｍ５、Ｙ５）、４つの転写装置（Ｋ６、Ｃ６、Ｍ６、Ｙ６）、２つの光走査装置（２０１０Ａ、２０１０Ｂ）、ベルト帯電装置２０３０、ベルト分離装置２０３１、ベルト除電装置２０３２、搬送ベルト２０４０、ベルトクリーニング装置２０４２、定着装置２０５０、給紙コロ２０５４、レジストローラ対２０５６、排紙ローラ２０５８、給紙トレイ２０６０、通信制御装置２０８０、及び上記各部を統括的に制御するプリンタ制御装置２０９０などを備えている。

なお、本明細書では、ＸＹＺ３次元直交座標系において、各感光体ドラムの長手方向に沿った方向をＹ軸方向、４つの感光体ドラムの配列方向に沿った方向をＸ軸方向として説明する。

通信制御装置２０８０は、ネットワークなどを介した上位装置（例えばパソコン）との双方向の通信を制御する。

プリンタ制御装置２０９０は、通信制御装置２０８０を介して受信した上位装置からのブラック画像情報及びシアン画像情報を光走査装置２０１０Ａに通知するとともに、マゼンタ画像情報及びイエロー画像情報を光走査装置２０１０Ｂに通知する。

感光体ドラムＫ１、ドラム帯電装置Ｋ２、現像装置Ｋ４、ドラムクリーニング装置Ｋ５、及び転写装置Ｋ６は、組として使用され、ブラックの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｋステーション」ともいう）を構成する。

感光体ドラムＣ１、ドラム帯電装置Ｃ２、現像装置Ｃ４、ドラムクリーニング装置Ｃ５、及び転写装置Ｃ６は、組として使用され、シアンの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｃステーション」ともいう）を構成する。

感光体ドラムＭ１、ドラム帯電装置Ｍ２、現像装置Ｍ４、ドラムクリーニング装置Ｍ５、及び転写装置Ｍ６は、組として使用され、マゼンタの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｍステーション」ともいう）を構成する。

感光体ドラムＹ１、ドラム帯電装置Ｙ２、現像装置Ｙ４、ドラムクリーニング装置Ｙ５、及び転写装置Ｙ６は、組として使用され、イエローの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｙステーション」ともいう）を構成する。

各感光体ドラムはいずれも、その表面に感光層が形成されている。すなわち、各感光体ドラムの表面がそれぞれ被走査面である。なお、各感光体ドラムは、不図示の回転機構により、図１における面内で矢印方向に回転するものとする。また、４つの感光体ドラムのＸ軸方向に関する中心間距離（配列間隔）は７０ｍｍである。

各ドラム帯電装置は、対応する感光体ドラムの表面をそれぞれ均一に帯電させる。

光走査装置２０１０Ａは、プリンタ制御装置２０９０からのブラック画像情報に基づいて変調された光ビームを、ドラム帯電装置Ｋ２によって帯電された感光体ドラムＫ１の表面に照射し、プリンタ制御装置２０９０からのシアン画像情報に基づいて変調された光ビームを、ドラム帯電装置Ｃ２によって帯電された感光体ドラムＣ１の表面に照射する。

光走査装置２０１０Ｂは、プリンタ制御装置２０９０からのマゼンタ画像情報に基づいて変調された光ビームを、ドラム帯電装置Ｍ２によって帯電された感光体ドラムＭ１の表面に照射し、プリンタ制御装置２０９０からのイエロー画像情報に基づいて変調された光ビームを、ドラム帯電装置Ｙ２によって帯電された感光体ドラムＹ１の表面に照射する。

これにより、各感光体ドラムの表面では、光が照射された部分だけ電荷が消失し、画像情報に対応した潜像が各感光体ドラムの表面にそれぞれ形成される。ここで形成された潜像は、感光体ドラムの回転に伴って対応する現像装置の方向に移動する。なお、光走査装置２０１０Ａ及び光走査装置２０１０Ｂの構成については後述する。

現像装置Ｋ４は、感光体ドラムＫ１の表面に形成された潜像にブラックのトナーを付着させて顕像化させる。

現像装置Ｃ４は、感光体ドラムＣ１の表面に形成された潜像にシアンのトナーを付着させて顕像化させる。

現像装置Ｍ４は、感光体ドラムＭ１の表面に形成された潜像にマゼンタのトナーを付着させて顕像化させる。

現像装置Ｙ４は、感光体ドラムＹ１の表面に形成された潜像にイエローのトナーを付着させて顕像化させる。

各現像装置によってトナーが付着した像（以下、便宜上「トナー画像」という）は、感光体ドラムの回転に伴って対応する転写装置の方向に移動する。

各ドラムクリーニング装置は、対応する感光体ドラムの表面に残ったトナー（残留トナー）を除去する。残留トナーが除去された感光体ドラムの表面は、再度対応する帯電装置に対向する位置に戻る。

給紙トレイ２０６０には記録紙が格納されている。この給紙トレイ２０６０の近傍には給紙コロ２０５４が配置されており、該給紙コロ２０５４は、記録紙を給紙トレイ２０６０から１枚ずつ取り出し、レジストローラ対２０５６に搬送する。該レジストローラ対２０５６は、所定のタイミングで記録紙を搬送ベルト２０４０に向けて送り出す。

ベルト帯電装置２０３０は、搬送ベルト２０４０の表面を帯電させる。これにより、記録紙が搬送ベルト２０４０の表面に静電吸着される。

イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナー画像は、所定のタイミングで、対応する転写装置によって搬送ベルト２０４０上の記録紙に順次転写され、重ね合わされて多色のカラー画像となる。

ベルト分離装置２０３１は、搬送ベルト２０４０上に静電吸着されている記録紙の吸着を解除する。そして、各トナー画像が転写された記録紙は、定着装置２０５０に送られる。

定着装置２０５０では、熱と圧力とが記録紙に加えられ、これによって各トナー画像が記録紙上に定着される。この記録紙は、排紙ローラ２０５８を介して排紙トレイに送られ、排紙トレイ上に順次スタックされる。

ベルト除電装置２０３２は、搬送ベルト２０４０の表面を除電する。

ベルトクリーニング装置２０４２は、搬送ベルト２０４０の表面に付着している異物を除去する。

次に、前記光走査装置２０１０Ａの構成について説明する。

光走査装置２０１０Ａは、一例として図２及び図３に示されるように、２つの光源（２２００ａ、２２００ｂ）、２つのカップリングレンズ（２２０１ａ、２２０１ｂ）、２つの開口板（２２０２ａ、２２０２ｂ）、２つのシリンドリカルレンズ（２２０４ａ、２２０４ｂ）、ポリゴンミラー２１０４Ａ、２つの走査レンズ（２１０５ａ、２１０５ｂ）、５枚の折り返しミラー（２１０６ａ、２１０６ｂ、２１０８ａ、２１０８ｂ、２１０９ｂ）、２枚の防塵ガラス（２１１０ａ、２１１０ｂ）、及び不図示の走査制御装置などを備えている。そして、これらは、光学ハウジング２３００Ａ（図２では図示省略、図３参照）の所定位置に組み付けられている。

なお、以下では、便宜上、主走査方向に対応する方向を「主走査対応方向」と略述し、副走査方向に対応する方向を「副走査対応方向」と略述する。

光源２２００ａと光源２２００ｂは、Ｘ軸方向に関して離れた位置に配置されている。そして、各光源は、発振波長が６５９ｎｍの２つの発光部を有するＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）アレイを含んでいる（図４（Ａ）参照）。該２つの発光部の間隔ｄは３０μｍである。また、各発光部における光束の発散角は、２つの発光部を水平に並べたとき、横方向が１９°（半値全角）、縦方向が９°（半値全角）である。

各光源は、その略中心を通りＹ軸に平行な軸まわりに回動可能であり、感光体ドラム表面に形成される潜像の画素密度が６００ｄｐｉに対応するように、すなわち、感光体ドラム表面における副走査方向に関するビーム間隔（ビームピッチ）が約４２．３μｍになるように（図４（Ｂ）参照）、回転調整されている。ここでは、２つの発光部を結ぶ線分がＸ軸方向に対して７４．６°傾斜するように回転調整されている（図４（Ｃ）参照）。２つの発光部からは、−Ｙ方向に光束が射出される。

カップリングレンズ２２０１ａは、光源２２００ａから射出された光束（以下では、「光束ＬＢａ」ともいう。）の光路上に配置されている。

カップリングレンズ２２０１ｂは、光源２２００ｂから射出された光束（以下では、「光束ＬＢｂ」ともいう。）の光路上に配置されている。

各カップリングレンズは、焦点距離が２７ｍｍ、波長６５９ｎｍの光に対する屈折率が１．６９３５のガラス製レンズであり、対応する光源からの光束を収束光束にカップリングする。そして、各カップリングレンズは、該カップリングレンズからの距離が１３７６ｍｍのところで集光点をもつように位置調整されている。

開口板２２０２ａは、開口部を有し、カップリングレンズ２２０１ａを介した光束ＬＢａを整形する。

開口板２２０２ｂは、開口部を有し、カップリングレンズ２２０１ｂを介した光束ＬＢｂを整形する。

各開口板の開口部は、Ｘ軸方向に関する長さが２．０４ｍｍ、Ｚ軸方向に関する長さが１．９０ｍｍの長方形状あるいは楕円形状の開口部である。そして、各開口板は、開口部の中心が、対応するカップリングレンズの焦点位置近傍に位置するように配置されている。

シリンドリカルレンズ２２０４ａは、開口板２２０２ａの開口部を通過した光束ＬＢａを、ポリゴンミラー２１０４Ａの偏向反射面近傍にＺ軸方向に関して結像する。

シリンドリカルレンズ２２０４ｂは、開口板２２０２ｂの開口部を通過した光束ＬＢｂを、ポリゴンミラー２１０４Ａの偏向反射面近傍にＺ軸方向に関して結像する。

各シリンドリカルレンズは、焦点距離が４７．０ｍｍ、波長６５９ｎｍの光に対する屈折率が１．５２７８の樹脂製レンズである。

カップリングレンズ２２０１ａと開口板２２０２ａとシリンドリカルレンズ２２０４ａとからなる光学系は、光源２２００ａの偏向器前光学系である。

カップリングレンズ２２０１ｂと開口板２２０２ｂとシリンドリカルレンズ２２０４ｂとからなる光学系は、光源２２００ｂの偏向器前光学系である。

ポリゴンミラー２１０４Ａは、Ｚ軸に対して８°傾斜している軸まわりに回転する５面鏡を有し、各鏡がそれぞれ偏向反射面となる。すなわち、ポリゴンミラー２１０４Ａは、５枚の偏向反射面を有している。上記５面鏡の外形は、半径１３ｍｍの円に内接する正五角形である。

ここでは、シリンドリカルレンズ２２０４ａからの光束ＬＢａは、回転中心よりも−Ｘ側に位置する偏向反射面に入射し、シリンドリカルレンズ２２０４ｂからの光束ＬＢｂは、回転中心よりも＋Ｘ側に位置する偏向反射面に入射する。

そして、シリンドリカルレンズ２２０４ａからの光束ＬＢａは、ポリゴンミラー２１０４Ａの−Ｘ側に偏向され、シリンドリカルレンズ２２０４ｂからの光束ＬＢｂは、ポリゴンミラー２１０４Ａの＋Ｘ側に偏向される。

走査レンズ２１０５ａは、ポリゴンミラー２１０４Ａで偏向された光束ＬＢａの光路上に配置されている。

折り返しミラー２１０６ａは、走査レンズ２１０５ａを介した光束ＬＢａの光路上に配置されている。

折り返しミラー２１０８ａは、折り返しミラー２１０６ａを介した光束ＬＢａの光路上に配置されている。

そこで、ポリゴンミラー２１０４Ａで偏向された光束ＬＢａは、走査レンズ２１０５ａ、折り返しミラー２１０６ａ、折り返しミラー２１０８ａ、及び防塵ガラス２１１０ａを介して、感光体ドラムＫ１に照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー２１０４Ａの回転に伴って感光体ドラムＫ１の長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラムＫ１上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラムＫ１での「主走査方向」であり、感光体ドラムＫ１の回転方向が、感光体ドラムＫ１での「副走査方向」である。

折り返しミラー２１０６ｂは、ポリゴンミラー２１０４Ａで偏向された光束ＬＢｂの光路上に配置されている。

走査レンズ２１０５ｂは、折り返しミラー２１０６ｂを介した光束ＬＢｂの光路上に配置されている。

折り返しミラー２１０８ｂは、走査レンズ２１０５ｂを介した光束ＬＢｂの光路上に配置されている。

折り返しミラー２１０９ｂは、折り返しミラー２１０８ｂを介した光束ＬＢｂの光路上に配置されている。

そこで、ポリゴンミラー２１０４Ａで偏向された光束ＬＢｂは、折り返しミラー２１０６ｂ、走査レンズ２１０５ｂ、折り返しミラー２１０８ｂ、折り返しミラー２１０９ｂ、及び防塵ガラス２１１０ｂを介して、感光体ドラムＣ１に照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー２１０４Ａの回転に伴って感光体ドラムＣ１の長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラムＣ１上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラムＣ１での「主走査方向」であり、感光体ドラムＣ１の回転方向が、感光体ドラムＣ１での「副走査方向」である。

ところで、各感光体ドラムにおける画像情報が書き込まれる主走査方向の走査領域は「有効走査領域」、「画像形成領域」、あるいは「有効画像領域」などと呼ばれている。

ポリゴンミラー２１０４Ａと各感光体ドラムとの間の光路上に配置される光学系は、走査光学系とも呼ばれている。

本実施形態では、走査レンズ２１０５ａと該走査レンズ２１０５ａの後段に配置された２枚の折り返しミラー（２１０６ａ、２１０８ａ）と防塵ガラス２１１０ａとからＫステーションの走査光学系が構成されている。

また、走査レンズ２１０５ｂと該走査レンズ２１０５ｂの前段に配置された折り返しミラー２１０６ｂと該走査レンズ２１０５ｂの後段に配置された２枚の折り返しミラー（２１０８ｂ、２１０９ｂ）と防塵ガラス２１１０ｂとからＣステーションの走査光学系が構成されている。

各走査レンズは、波長６５９ｎｍの光に対する屈折率が１．５３０の樹脂製レンズであり、中心（光軸上）の肉厚が１３．８ｍｍである。

各走査レンズの各光学面（入射光学面、射出光学面）の形状は、次の（１）式及び（２）式で表される。

上記（１）式及び（２）式では、主走査対応方向に関する光軸からの距離をｙとし、副走査対応方向に関する光軸からの距離をｚとしている。そして、光軸を含み、主走査対応方向に平行な断面である「主走査断面」内の近軸曲率半径をＲｍ（＝１／Ｃｍ）、光軸を含み、主走査断面に直交する「副走査断面」内の近軸曲率半径をＲｓ_０としている。また、Ａ、Ｂ、Ｃ、…は主走査対応方向に関する形状の非球面係数であり、ａ、ｂ、ｃ、…は副走査対応方向に関する形状の非球面係数である。

各走査レンズにおけるＲｍ、Ｒｓ_０、及び各係数の具体例（単位はｍｍ）が図５に示されている。

各ステーションにおける走査光学系のみの副走査倍率は、−３．６６倍である。そして、各感光体ドラム表面での光スポットの大きさの設計値は、主走査方向で６５μｍ、副走査方向で７５μｍである。

各防塵ガラスは、波長６５９ｎｍの光に対する屈折率が１．５３０、肉厚が１．９ｍｍのガラス板である。

また、主な光学素子の配置位置の具体例が図６及び図７に示されている。そして、有効走査領域の長さは２２０ｍｍであり、該有効走査領域内を光走査するときのポリゴンミラー２１０４Ａの回転角は４８度であり、画角は９６度である。

各折り返しミラーに関する設計値の例が図８に示されている。折り返しミラー２１０６ｂは、他の折り返しミラーに比べて、副走査対応方向の長さが長い（図９参照）。また、折り返しミラー２１０６ｂは、他の折り返しミラーに比べて、取付誤差に対する許容度が狭い。この折り返しミラー２１０６ｂに関して、副走査対応方向の折り返し角度が設計値に対して０．２４°異なって取り付けられたときの、感光体ドラム表面でのビームスポット径の太り量が図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に「調整前」として示されている。このとき、カップリングレンズ２２０１ｂの副走査対応方向に関する位置を０．０８ｍｍシフトさせると、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に「調整後」として示されているように、ビームスポット径の太り量を小さくすることができる。しかしながら、カップリングレンズの副走査対応方向に関する位置をシフトさせると、感光体ドラム表面における副走査方向に関する光スポットの位置が大きく変化する（図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）参照）。一方、折り返しミラー２１０８ｂ及び折り返しミラー２１０９ｂについては、副走査対応方向の折返し角度が設計値に対して異なっていても、ビームスポット径には影響せず、感光体ドラム表面における副走査方向に関する光スポットの位置が変化するのみである。そこで、ここでは、折り返しミラー２１０９ｂは、副走査対応方向の折返し角度が調整可能な構成になっている。

折り返しミラー２１０９ｂは、一例として図１２及び図１３に示されるように、ミラー面でないほうの面（裏面）が板バネ１０４で押圧され、ミラー面が２つのイモネジ（１０１、１０２）及び１つのピン部材１０３に突き当てられることによって保持されている。イモネジ１０１は、折り返しミラー２１０９ｂの主走査対応方向の一側端部に対向する位置に設けられ、イモネジ１０２及びピン部材１０３は、折り返しミラー２１０９ｂの主走査対応方向の他側端部に対向する位置に、副走査対応方向に離れて設けられている。なお、副走査対応方向に関して、イモネジ１０１は、イモネジ１０２とピン部材１０３の略中間に位置している。

イモネジ１０１は、取付部材１０５ａを介して光学ハウジング２３００Ａに保持されている。イモネジ１０２とピン部材１０３は、取付部材１０５ｂを介して光学ハウジング２３００Ａに保持されている。板バネ１０４は、不図示の取付部材を介して光学ハウジング２３００Ａに保持されている。なお、図１２では、分かりやすくするため、取付部材１０５ａ及び取付部材１０５ｂの図示を省略している。

取付部材１０５ａには、イモネジ１０１が挿入されるねじ穴が形成されており、イモネジ１０１の突出量を調整することができる。また、取付部材１０５ｂには、イモネジ１０２が挿入されるねじ穴が形成されており、イモネジ１０２の突出量を調整することができる。なお、各イモネジの突出量の調整には、レンチなどの治具及びアクチュエータのいずれを用いても良い。

そこで、イモネジ１０１の突出量を調整することにより、一例として図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）に示されるように、イモネジ１０２の先端とピン部材１０３の先端とを結ぶ線を軸として、該軸まわりに折り返しミラー２１０９ｂを回動させることができる。この場合は、感光体ドラム表面における走査線の傾きを変化させることが可能である。

また、イモネジ１０２の突出量を調整することにより、一例として図１５に示されるように、イモネジ１０１の先端とピン部材１０３の先端とを結ぶ線を軸として、該軸まわりに折り返しミラー２１０９ｂを回動させることができる。この場合は、折り返しミラー２１０９ｂにおける折り返し角を変化させることが可能である。

ところで、副走査方向に関する光スポットの位置の調整は、例えば、被走査面に対応する位置に主走査方向に並べた受光手段（例えば、ＣＣＤカメラ）により算出された受光位置が所望の位置になるように各イモネジの突出量を調整する。

さらに、折り返しミラー２１０９ｂには、走査線の曲がりを調整するための形状調整機構１５０が設けられている（図１６及び図１７参照）。

この形状調整機構１５０は、折り返しミラー２１０９ｂを保持する保持部材１５１、及び調節ねじ１５２を有している。

該保持部材１５１は、Ｙ軸方向に長いチャンネル曲げされた（断面がコの字）板金部材であり、Ｙ軸方向における両端部の内側に受け面が設けられている。また、この保持部材１５１には、Ｙ軸方向に関する中央部にねじ穴が設けられ、該ねじ穴に調節ねじ１５２が螺合されている。

そして、調節ねじ１５２をねじ込むと、折り返しミラー２１０９ｂは背面から押圧され、湾曲するようになっている。このように、折り返しミラー２１０９ｂを湾曲させて走査線の曲がりを調整する。なお、調節ねじ１５２は、不図示のステッピングモータによって回転されるようになっている。そこで、該ステッピングモータを駆動制御することにより、折り返しミラーを湾曲させて、走査線の曲がりを調整することができる。なお、該ステッピングモータの駆動制御は、プリンタ制御装置２０９０あるいは走査制御装置によって行われる。

折り返しミラー２１０９ｂの調整によって得られる効果が図１８〜図２０に示されている。なお、図１９は、図１８における縦軸のスケールを変更（拡大）した図である。調整をする前の状態（初期状態）では、部品のばらつきや取付誤差などによって、副走査方向に関する光スポットの位置は、設計位置に対して１．８ｍｍ程度ずれてしまう。本実施形態では、折り返しミラー２１０９ｂにおける折返し角調整、走査線の曲がり調整、及び走査線の傾き調整によって、副走査方向に関する光スポットの位置ずれ量を０．０５ｍｍ程度に近づけることができる。このときの折り返しミラー２１０９ｂの調整量は、折返し角調整が０．５°、傾き調整（主走査対応方向に回転）が０．０５°、撓み調整量（調節ねじ１５２の送り量）は６５μｍであった。

また、図２１に示されるように、折り返しミラー２１０６ｂの折返し角αは、１２８．８度と鈍角になっている。折返し角αを鈍角にすることで、光走査装置２０１０Ａの厚さを小さくすることができる。なお、折返し角αを鋭角にしようとすると、折返し前の光束と走査レンズとが干渉しない角度に設定しなくてはならないため、厚さを小さくすることは困難である。

ポリゴンミラーを挟んで対向している２つの画像形成ステーションにおいて、同様な光学特性の走査レンズが用いられていると、ポリゴンミラーから被走査面までの光路長を２つの画像形成ステーションで合わせる必要がある。走査レンズの前段にある折り返しミラーの折返し角を鋭角にし、折返し前の光束と走査レンズとが干渉しないレイアウトにすると、光路長が伸びてしまうため、折り返しミラーの枚数が増えたり、光走査装置の大型化を招く。そこで、走査レンズの前段にある折り返しミラーの折返し角は鈍角にするのが好ましい。

次に、前記光走査装置２０１０Ｂの構成について説明する。

光走査装置２０１０Ｂは、一例として図２２及び図２３に示されるように、２つの光源（２２００ｃ、２２００ｄ）、２つのカップリングレンズ（２２０１ｃ、２２０１ｄ）、２つの開口板（２２０２ｃ、２２０２ｄ）、２つのシリンドリカルレンズ（２２０４ｃ、２２０４ｄ）、ポリゴンミラー２１０４Ｂ、２つの走査レンズ（２１０５ｃ、２１０５ｄ）、５枚の折り返しミラー（２１０６ｃ、２１０６ｄ、２１０８ｃ、２１０８ｄ、２１０９ｄ）、２枚の防塵ガラス（２１１０ｃ、２１１０ｄ）、及び不図示の走査制御装置などを備えている。そして、これらは、光学ハウジング２３００Ｂ（図２２では図示省略、図２３参照）の所定位置に組み付けられている。

光源２２００ｃ及び光源２２００ｄは、前述した光走査装置２０１０Ａの各光源と同様な光源である。

また、各カップリングレンズ、各開口板、各シリンドリカルレンズ、ポリゴンミラー２１０４Ｂ、各走査レンズ、各防塵ガラスは、前述した光走査装置２０１０Ａの各カップリングレンズ、各開口板、各シリンドリカルレンズ、ポリゴンミラー２１０４Ａ、各走査レンズ、各防塵ガラスと同様であり、同様に配置されている。

光源２２００ｃから射出された光束（以下では、「光束ＬＢｃ」ともいう。）は、カップリングレンズ２２０１ｃ、開口板２２０２ｃ、シリンドリカルレンズ２２０４ｃを介してポリゴンミラー２１０４Ｂに入射する。

光源２２００ｄから射出された光束（以下では、「光束ＬＢｄ」ともいう。）は、カップリングレンズ２２０１ｄ、開口板２２０２ｄ、シリンドリカルレンズ２２０４ｄを介してポリゴンミラー２１０４Ｂに入射する。

走査レンズ２１０５ｃは、ポリゴンミラー２１０４Ｂで偏向された光束ＬＢｃの光路上に配置されている。

折り返しミラー２１０６ｃは、走査レンズ２１０５ｃを介した光束ＬＢｃの光路上に配置されている。

折り返しミラー２１０８ｃは、折り返しミラー２１０６ｃを介した光束ＬＢｃの光路上に配置されている。

そこで、ポリゴンミラー２１０４Ｂで偏向された光束ＬＢｃは、走査レンズ２１０５ｃ、折り返しミラー２１０６ｃ、折り返しミラー２１０８ｃ、及び防塵ガラス２１１０ｃを介して、感光体ドラムＭ１に照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー２１０４Ｂの回転に伴って感光体ドラムＭ１の長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラムＭ１上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラムＭ１での「主走査方向」であり、感光体ドラムＭ１の回転方向が、感光体ドラムＭ１での「副走査方向」である。

折り返しミラー２１０６ｄは、ポリゴンミラー２１０４Ｂで偏向された光束ＬＢｄの光路上に配置されている。

走査レンズ２１０５ｄは、折り返しミラー２１０６ｄを介した光束ＬＢｄの光路上に配置されている。

折り返しミラー２１０８ｄは、走査レンズ２１０５ｄを介した光束ＬＢｄの光路上に配置されている。

折り返しミラー２１０９ｄは、折り返しミラー２１０８ｄを介した光束ＬＢｄの光路上に配置されている。

そこで、ポリゴンミラー２１０４Ｂで偏向された光束ＬＢｄは、折り返しミラー２１０６ｄ、走査レンズ２１０５ｄ、折り返しミラー２１０８ｄ、折り返しミラー２１０９ｄ、及び防塵ガラス２１１０ｄを介して、感光体ドラムＹ１に照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー２１０４Ｂの回転に伴って感光体ドラムＹ１の長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラムＹ１上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラムＹ１での「主走査方向」であり、感光体ドラムＹ１の回転方向が、感光体ドラムＹ１での「副走査方向」である。

ここでは、走査レンズ２１０５ｃと該走査レンズ２１０５ｃの前段に配置された折り返しミラー２１０６ｃと該走査レンズ２１０５ｃの後段に配置された２枚の折り返しミラー（２１０８ｃ、２１０９ｃ）と防塵ガラス２１１０ｃとからＭステーションの走査光学系が構成されている。

また、走査レンズ２１０５ｄと該走査レンズ２１０５ｄの後段に配置された２枚の折り返しミラー（２１０６ｄ、２１０８ｄ）と防塵ガラス２１１０ｄとからＹステーションの走査光学系が構成されている。

そして、折り返しミラー２１０９ｄは、前述した光走査装置２０１０Ａの折り返しミラー２１０９ｂと同様に、折り返し角、走査線の傾き、及び走査線の曲がりが調整可能な構成になっている。そして、折り返しミラー２１０９ｄは、折り返しミラー２１０９ｂと同様にして調整されている。

以上説明したように、本実施形態に係る光走査装置２０１０Ａによると、２つの光源（２２００ａ、２２００ｂ）、各光源の偏向器前光学系、ポリゴンミラー２１０４Ａ、２つの走査レンズ（２１０５ａ、２１０５ｂ）、５枚の折り返しミラー（２１０６ａ、２１０６ｂ、２１０８ａ、２１０８ｂ、２１０９ｂ）、２枚の防塵ガラス（２１１０ａ、２１１０ｂ）などを備えている。

そして、走査レンズ２１０５ｂの前段に折り返しミラー２１０６ｂが配置され、後段に折り返しミラー２１０８ｂ及び折り返しミラー２１０９ｂが配置されている。

ところで、走査レンズが１枚構成のときは、該走査レンズの後段に折り返しミラーを配置するのが一般的であるが、感光体ドラムの配列間隔が狭い場合、折り返しミラーと走査レンズの距離が縮まり、レイアウト的に限界がある。また、走査レンズをポリゴンミラーに近づけすぎると、走査光学系の副走査方向の横倍率が大きくなり、各種光学特性が劣化する。そこで、本実施形態のように、走査レンズの前段に折り返しミラーを配置することにより、感光体ドラムの配列間隔が狭い場合においても、副走査方向の横倍率を大きくすることなく、光走査装置のＸ軸方向の長さを小さくすることができる。なお、走査レンズの前段のみに折り返しミラーがあるレイアウトでは、光走査装置と感光体ドラムとの距離が決まると、光路長が決まってしまい、レイアウトの変更や他機種への展開の自由度が少ない。そのため、走査レンズの後段にも折り返しミラーを置くことで、光路長を変えることなくレイアウトの自由度を向上することができる。

また、折り返しミラー２１０９ｂにおける折り返し角を調整する調整機構を備えているため、走査レンズ２１０５ｂの前段に配置されている折り返しミラー２１０６ｂの取付誤差の影響を効果的に補正することができる。

また、Ｋステーションの走査光学系では、走査レンズ２１０５ａの後段にのみ折り返しミラーが配置されているため、各種収差や光スポットの位置ずれが小さく、視認性の高いブラック画像を精度良く形成することができる。

また、ポリゴンミラー２１０４Ａの回転軸は、Ｚ軸方向に対して８°傾斜しているため、光走査装置２０１０ＡのＸ軸方向の長さを小さくすることができる。

また、Ｃステーションの走査光学系では、副走査対応方向に関して、折り返しミラー２１０６ｂは、他の折り返しミラーよりも長さが長い。走査レンズの後段に配置された折り返しミラーは、取付誤差があると、主として光スポットの位置ずれを招く。一方、走査レンズの前段に配置された折り返しミラーは、取付誤差があると、走査レンズに入射する位置が変わるため、光スポットの位置ずれのほかに光スポットにおける径の太りを招く。特に副走査対応方向に関して取付誤差があると、該折り返しミラーからの光束が走査レンズに斜入射してしまうため、光スポットの径の太りに大きく影響する。そこで、取付誤差を低減するために、走査レンズの前段に配置される折り返しミラーの副走査対応方向の長さを長くすることで、取付誤差による折り返し角のばらつきを低減することができる。

また、折り返しミラー２１０６ｂは、折り返し角が９０°よりも大きいため、光走査装置２０１０ＡのＺ軸方向の長さを小さくすることができる。

また、折り返しミラー２１０６ｂとポリゴンミラー２１０４Ａとの間隔（ここでは、２２ｍｍ）は、感光体ドラムの配列間隔の１／２倍（ここでは、３５ｍｍ）よりも小さいため、Ｘ軸方向に沿って、光走査装置２０１０Ａを複数個配置することができる。

この場合は、高コスト化及び走査精度の低下を招くことなく、小型化を図ることができる。

また、本実施形態に係る光走査装置２０１０Ｂによると、光走査装置２０１０Ａと同様な構成を有しているため、光走査装置２０１０Ａと同様な効果を得ることができる。

そして、本実施形態に係るカラープリンタ２０００によると、光走査装置２０１０Ａ及び光走査装置２０１０Ｂを備えているため、結果として、高コスト化及び画像品質の低下を招くことなく、小型化を図ることができる。

なお、上記実施形態において、前記光走査装置２０１０Ａに代えて、一例として図２４に示される光走査装置２０１０Ａ’を用いても良い。この光走査装置２０１０Ａ’では、Ｋステーションの走査光学系がＣステーションの走査光学系と同じ構成となっている（図２５参照）。

同様に、前記光走査装置２０１０Ｂに代えて、一例として図２６に示される光走査装置２０１０Ｂ’を用いても良い。この光走査装置２０１０Ｂ’では、Ｍステーションの走査光学系がＹステーションの走査光学系と同じ構成となっている。

また、上記実施形態では、トナー像が感光体ドラムから記録紙に直接転写される場合について説明したが、これに限定されるものではなく、中間転写ベルトを介して記録紙に転写されても良い。

また、上記実施形態では、各光源が２つの発光部を有する場合について説明したが、これに限定されるものではない。

なお、上記実施形態では、画像形成装置としてカラープリンタ２０００の場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、光プロッタやデジタル複写装置であっても良い。

また、像担持体として銀塩フィルムを用いた画像形成装置であっても良い。この場合には、光走査により銀塩フィルム上に潜像が形成され、この潜像は通常の銀塩写真プロセスにおける現像処理と同等の処理で可視化することができる。そして、通常の銀塩写真プロセスにおける焼付け処理と同等の処理で転写対象物としての印画紙に転写することができる。このような画像形成装置は光製版装置や、ＣＴスキャン画像等を描画する光描画装置として実施できる。

また、像担持体としてビームスポットの熱エネルギにより発色する発色媒体（ポジの印画紙）を用いた画像形成装置であっても良い。この場合には、光走査により可視画像を直接、像担持体に形成することができる。

要するに、上記光走査装置２０１０Ａ（あるいは光走査装置２０１０Ｂ）を備えた画像形成装置であれば、結果として高コスト化を招くことなく、小型化を図ることが可能となる。

以上説明したように、本発明の光走査装置によれば、高コスト化及び走査精度の低下を招くことなく、小型化を図るのに適している。また、本発明の画像形成装置によれば、高コスト化及び画像品質の低下を招くことなく、小型化を図るのに適している。

１０１…イモネジ（第１のネジ部材）、１０２…イモネジ（第２のネジ部材）、１０３…ピン部材、１０４…板バネ、２０００…カラープリンタ（画像形成装置）、２０１０Ａ…光走査装置、２０１０Ａ’…光走査装置、２０１０Ｂ…光走査装置、２０１０Ｂ’…光走査装置、２１０４Ａ…ポリゴンミラー（光偏向器）、２１０４Ｂ…ポリゴンミラー（光偏向器）、２１０５ａ〜２１０５ｄ…走査レンズ、２１０６ａ〜２１０６ｄ…折り返しミラー、２１０８ａ〜２１０８ｄ…折り返しミラー、２１０９ａ〜２１０９ｄ…折り返しミラー、２２００ａ〜２２００ｄ…光源、Ｃ１，Ｋ１，Ｍ１，Ｙ１…感光体ドラム（像担持体）。

特開２００６−３３７７９２号公報 特開２００５−２０８１７６号公報 特開２００８−１４５７１７号公報 特開２００８−１０７４１１号公報

Claims (9)

1. 少なくとも２つの被走査体を個別に主走査方向に光走査する光走査装置であって、
   第１光束及び第２光束を含む複数の光束を射出する照明系と；
   回転軸まわりに回転する複数の偏向面を有し、前記照明系からの前記第１光束及び前記第２光束を異なる偏向面で偏向する光偏向器と；
   前記第１光束に対応する第１の走査レンズ、前記第２光束に対応する第２の走査レンズ、及び複数の折り返しミラーを含み、前記光偏向器で偏向された前記第１光束及び前記第２光束を対応する被走査体に導く走査光学系と；を備え、
   前記走査光学系は、前記第１の走査レンズ及び前記第２の走査レンズの少なくとも一方の前段と後段の両方に折り返しミラーが配置されていることを特徴とする光走査装置。
2. 前記第１の走査レンズ及び前記第２の走査レンズの少なくとも一方の後段に配置された折り返しミラーにおける折り返し角を調整する調整機構を備えることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
3. 前記調整機構は、板バネ、ピン部材、第１のネジ部材及び第２のネジ部材を有し、
   前記板バネは、調整対象の折り返しミラーの裏面を押圧し、
   該折り返しミラーのミラー面における主走査方向に関して、前記第１のネジ部材は一側の端部を支持し、前記ピン部材と前記第２のネジ部材は他側の端部を支持し、
   該ミラー面における主走査方向に直交する方向に関して、前記ピン部材は一側の端部を支持し、前記第２のネジ部材は他側の端部を支持し、第１のネジ部材は中央部を支持することを特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
4. 前記走査光学系は、前記第１の走査レンズの前段と後段の両方と、前記第２の走査レンズの後段とに折り返しミラーが配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光走査装置。
5. 前記光偏向器は、軸まわりに回転する多面鏡を有し、
   該軸は、前記少なくとも２つの被走査体の配列方向及び前記主走査方向のいずれにも直交する方向に対して傾斜していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光走査装置。
6. 前記第１の走査レンズ及び前記第２の走査レンズの少なくとも一方の前段に配置された折り返しミラーは、副走査方向に対応する方向の長さが、他の折り返しミラーよりも長いことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の光走査装置。
7. 前記第１の走査レンズ及び前記第２の走査レンズの少なくとも一方の前段に配置された折り返しミラーは、入射光束の折り返し角が９０°よりも大きく、該折り返しミラーと前記光偏向器との間隔が前記少なくとも２つの被走査体の配列間隔の１／２倍よりも小さいことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の光走査装置。
8. 複数の像担持体と；
   前記複数の像担持体に対して画像情報に応じて変調された光を用いて光走査する請求項１〜７のいずれか一項に記載の光走査装置と；を備える画像形成装置。
9. 前記複数の像担持体は、第１の色に対応する第１の像担持体と前記第１の色よりも明度が低い第２の色に対応する第２の像担持体を含み、
   前記光走査装置の走査光学系は、第１の走査レンズの前段と後段の両方と、前記第２の走査レンズの後段とに折り返しミラーが配置され、
   前記光走査装置における第１光束は前記第１の像担持体を光走査し、第２光束は前記第２の像担持体を光走査することを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。

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