JP2012163868A - 光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】走査精度を低下させることなく、低コスト化と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】 光源装置２２００から射出された光束ＬＢ１は、ハーフミラーＨＭで光束ＬＢａと光束ＬＢｄとに分割され、光束ＬＢ２は、ハーフミラーＨＭで光束ＬＢｂと光束ＬＢｃとに分割される。シリンドリカルレンズ２２０４Ａは、光束ＬＢａと光束ＬＢｂで共用され、シリンドリカルレンズ２２０４Ｂは、光束ＬＢｃと光束ＬＢｄで共用される。シリンドリカルレンズ２２０４Ａを介した光束ＬＢａと光束ＬＢｂは、ポリゴンミラー２１０４の同一の偏向反射面に斜入射され、シリンドリカルレンズ２２０４Ｂを介した光束ＬＢｃと光束ＬＢｄは、ポリゴンミラー２１０４の同一の偏向反射面に斜入射される。
【選択図】図５

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、光束により被走査面を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。

レーザプリンタ、レーザプロッタ、デジタル複写機、レーザファクシミリ、あるいはこれらを含む複合機等で用いられる電子写真方式の画像形成装置では、近年、カラー化、高速化が進み、像担持体である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いる。

このタンデム方式の画像形成装置は、感光体ドラムの数に応じた複数の光源が必要となり、それに伴い、部品点数の増加、光源間の波長差に起因する色ずれ、コストアップ等の不都合があった。

上記複数の光源は、一般的に光走査装置の光源部に設けられている。この光源部は、半導体レーザを変調させるための回路基板を含んでいるために高価であり、装置全体の低コスト化、及び小型化を阻んでいた。

また、光走査装置の故障の原因として、光源である半導体レーザの劣化が挙げられる。このため光源の数が増加すると、故障の確率が高くなり、リサイクル性が低下するという不都合があった。

そこで、タンデム方式の画像形成装置に用いられる光走査装置として、光源の数を感光体ドラムの数よりも少なくした光走査装置が考案された。

例えば、特許文献１には、光走査されるべき複数の被走査面が、共通の光偏向器を挟んで互いに平行に配置され、光偏向器は、偏向反射面の回転により光束の偏向を行う方式のものであって、偏向反射面の回転軸と偏向反射面が平行であり、１つの光源からの光束により、光偏向器を挟む２つの被走査面を光走査するように構成された光走査装置が開示されている。

また、特許文献２には、変調駆動される光源と、共通の回転軸に多面の反射鏡を複数段有する偏向手段と、共通の光源からのビームを分割して偏向手段の相異なる段の反射鏡に分割されたビームを入射させる光束分割手段と、複数の被走査面と、偏向手段により走査されたビームを被走査面に導く走査光学系と、偏向手段により走査されたビームを検出する受光手段とを有し、共通の光源手段から分割したビームが相異なる被走査面を走査するようにした光走査装置が開示されている。

また、特許文献３には、変調駆動される光源と、４面の反射鏡を有する偏向手段と、偏向手段により走査されたビームを被走査面に導く走査光学系と、光源と偏向手段の間に光源からのビームを分割し、分割したそれぞれのビームを偏向手段に向けて略π／２の位相差をつけて入射させる光束分割手段とを備える光走査装置が開示されている。

しかしながら、特許文献１に開示されている光走査装置では、偏向反射面の数が最大２面までになり、高速化が困難であった。

また、特許文献２に開示されている光走査装置では、偏向手段が複数段の多面の反射鏡を有し、各段の多面の反射鏡の位相を互いにずらす必要があり、コストアップを招くという不都合があった。また、段毎に反射鏡の面倒れが異なることや面精度も異なることから、画像形成装置から出力される画像の品質を低下させるおそれがあった。

また、特許文献３に開示されている光走査装置では、偏向手段を高速に回転させると、消費電力及び風切り音が大きくなるという不都合があった。

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、走査精度を低下させることなく、低コスト化と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、低コスト化と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、複数の被走査面を光束により主走査方向に走査する光走査装置であって、光源と、該光源からの光束を透過光束と反射光束とに分割する光束分割部材を含み、複数の光束を射出する照明系と、複数の偏向反射面を有し、前記透過光束及び前記反射光束が互いに異なる偏向反射面に副走査方向に関して斜入射される光偏向器と、前記光偏向器で偏向された複数の光束を対応する被走査面に個別に導く走査光学系と、を備え、前記照明系は、前記副走査方向に屈折力を持つ光学素子を含み、該光学素子は、互いに異なる被走査面に向かう光束が通過することを特徴とする光走査装置である。

これによれば、走査精度を低下させることなく、低コスト化と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を画像情報に応じて変調された光束により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、低コスト化と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。 光走査装置の概略構成を説明するための斜視図である。 光源装置を説明するための図である。 ハーフミラーの作用を説明するための図である。 偏向器前光学系を説明するための図である。 図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、それぞれシリンドリカルレンズ２２０４Ａを介した２つの光束の偏向反射面への斜入射を説明するための図である。 図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は、それぞれシリンドリカルレンズ２２０４Ｂを介した２つの光束の偏向反射面への斜入射を説明するための図である。 走査レンズを説明するための図である。 走査光学系を説明するための図である。 ポリゴンミラーの偏向反射面で偏向された２つの光束の光路を説明するための図（その１）である。 ポリゴンミラーの偏向反射面で偏向された２つの光束の光路を説明するための図（その２）である。 ポリゴンミラーの偏向反射面で偏向された２つの光束の光路を説明するための図（その３）である。 図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）は、それぞれ本実施形態におけるビームスポット径とデフォーカス量との関係を説明するための図である。 本実施形態における走査線曲がりを説明するための図である。 従来例を説明するための図である。 偏向器前光学系の変形例１を説明するための図である。 変形例１におけるシリンドリカルレンズ２２０４Ａの配置位置を説明するための図である。 変形例１におけるシリンドリカルレンズ２２０４Ｂの配置位置を説明するための図である。 同一偏向反射面に入射する２つの光束の入射位置が副走査対応方向に関して異ならせることの効果を説明するための図である。 同一偏向反射面に入射する２つの光束を入射前に副走査対応方向に関して交差させることの効果を説明するための図である。 偏向器前光学系の変形例２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１４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）を重ね合わせてフルカラーの画像を形成するタンデム方式の多色カラープリンタであり、光走査装置２０１０、４つの感光体ドラム（２０３０ａ、２０３０ｂ、２０３０ｃ、２０３０ｄ）、４つのクリーニングユニット（２０３１ａ、２０３１ｂ、２０３１ｃ、２０３１ｄ）、４つの帯電装置（２０３２ａ、２０３２ｂ、２０３２ｃ、２０３２ｄ）、４つの現像ローラ（２０３３ａ、２０３３ｂ、２０３３ｃ、２０３３ｄ）、４つのトナーカートリッジ（２０３４ａ、２０３４ｂ、２０３４ｃ、２０３４ｄ）、転写ベルト２０４０、転写ローラ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、排紙トレイ２０７０、通信制御装置２０８０、及びプリンタ制御装置２０９０などを備えている。

プリンタ制御装置２０９０は、上位装置からの要求に応じて各部を制御するとともに、上位装置からの画像情報を光走査装置２０１０に送る。

感光体ドラム２０３０ａ、帯電装置２０３２ａ、現像ローラ２０３３ａ、トナーカートリッジ２０３４ａ、及びクリーニングユニット２０３１ａ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２０３０ｂ、帯電装置２０３２ｂ、現像ローラ２０３３ｂ、トナーカートリッジ２０３４ｂ、及びクリーニングユニット２０３１ｂ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２０３０ｃ、帯電装置２０３２ｃ、現像ローラ２０３３ｃ、トナーカートリッジ２０３４ｃ、及びクリーニングユニット２０３１ｃ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２０３０ｄ、帯電装置２０３２ｄ、現像ローラ２０３３ｄ、トナーカートリッジ２０３４ｄ、及びクリーニングユニット２０３１ｄ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。

光走査装置２０１０は、一例として図２に示されるように、光源装置２２００、２つのカップリングレンズ（２２０１Ａ、２２０１Ｂ）、２つの開口板（２２０２、２２０５）、ハーフミラーＨＭ、２つのシリンドリカルレンズ（２２０４Ａ、２２０４Ｂ）、２つのミラー（Ｍ１、Ｍ２）、ポリゴンミラー２１０４、２つの走査レンズ（２１０５Ａ、２１０５Ｂ）、８つの折り返しミラー（２１０６ａ、２１０６ｂ、２１０６ｃ、２１０６ｄ、２１０７ａ、２１０７ｂ、２１０７ｃ、２１０７ｄ）、及び走査制御装置（図示省略）などを備えている。そして、これらは、光学ハウジング（図示省略）の所定位置に組み付けられている。

光源装置２２００は、一例として図３に示されるように、２つの光源（２２００Ａ、２２００Ｂ）を有している。各光源としては、面発光レーザアレイ及び半導体レーザアレイなどを用いることができる。

カップリングレンズ２２０１Ａは、光源２２００Ａから射出された光束の光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。カップリングレンズ２２０１Ｂは、光源２２００Ｂから射出された光束の光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。

なお、以下では、光源２２００Ａから射出された光束を光束ＬＢ１ともいい、光源２２００Ｂから射出された光束を光束ＬＢ２ともいう。

開口板２２０２は、２つの開口を有している。＋Ｚ側の開口はカップリングレンズ２２０１Ａを介した光束を整形し、−Ｚ側の開口はカップリングレンズ２２０１Ｂを介した光束を整形する。

ハーフミラーＨＭは、開口板２２０２の各開口を通過した光束の光路上に配置されている。ハーフミラーＨＭは、一例として図４に示されるように、入射された光束を透過光束と反射光束とに分割する分割面を有している。該分割面は、透過光束の光量と反射光束の光量の割合が１：１となるように設定されている。なお、分割面の設定は、各感光体ドラム表面での光量が略等しくなるように、ハーフミラーＨＭと感光体ドラムとの間に配置されている光学系の特性に応じて決定され、本実施形態と異なっていても良い。

ここでは、ハーフミラーＨＭを透過した光束ＬＢ１を光束ＬＢａ、ハーフミラーＨＭを透過した光束ＬＢ２を光束ＬＢｂという。また、ハーフミラーＨＭで反射された光束ＬＢ２を光束ＬＢｃ、ハーフミラーＨＭで反射された光束ＬＢ１を光束ＬＢｄという。

さらに、光束ＬＢａと光束ＬＢｂを区別する必要がないときは、それらを総称して「ＨＭ透過光束」ともいい、光束ＬＢｃと光束ＬＢｄを区別する必要がないときは、それらを総称して「ＨＭ反射光束」ともいう。

シリンドリカルレンズ２２０４Ａは、一例として図５に示されるように、ハーフミラーＨＭから射出されたＨＭ透過光束の光路上に配置されている。そして、シリンドリカルレンズ２２０４Ａは、光束ＬＢａ及び光束ＬＢｂを、それぞれミラーＭ１を介して、ポリゴンミラー２１０４の偏向反射面近傍でＺ軸方向に関して集光する。また、シリンドリカルレンズ２２０４Ａを介した光束ＬＢａは、Ｚ軸に直交する平面（ＸＹ面に平行な平面）に対して＋Ｚ側に傾斜（傾斜角θ_Ａ）した方向から偏向反射面に入射し、光束ＬＢｂは、Ｚ軸に直交する平面に対して−Ｚ側に傾斜（傾斜角θ_Ｂ）した方向から偏向反射面に入射する（図６（Ａ）及び図６（Ｂ）参照）。

シリンドリカルレンズ２２０４Ｂは、一例として図５に示されるように、ハーフミラーＨＭから射出されたＨＭ反射光束の光束の光路上に配置されている。そして、シリンドリカルレンズ２２０４Ｂは、光束ＬＢｃ及び光束ＬＢｄを、それぞれミラーＭ２を介して、ポリゴンミラー２１０４の偏向反射面近傍でＺ軸方向に関して集光する。また、シリンドリカルレンズ２２０４Ｂを介した光束ＬＢｄは、Ｚ軸に直交する平面（ＸＹ面に平行な平面）に対して＋Ｚ側に傾斜（傾斜角θ_Ａ）した方向から偏向反射面に入射し、光束ＬＢｃは、Ｚ軸に直交する平面に対して−Ｚ側に傾斜（傾斜角θ_Ｂ）した方向から偏向反射面に入射する（図７（Ａ）及び図７（Ｂ）参照）。

平面視において、ポリゴンミラー２１０４に入射するミラーＭ１を介した光束と、ミラーＭ２を介した光束とのなす角は、略９０°である（図５参照）。

光源とポリゴンミラー２１０４との間に配置されている光学系は、偏向器前光学系とも呼ばれている。

なお、以下では、光束が偏向反射面に入射する際に、回転軸に直交する面に対して副走査対応方向に傾斜した方向から入射することを「斜入射」といい、回転軸に直交する面に平行な方向から入射することを「水平入射」という。そして、斜入射の際の、入射角を「斜入射角」という。すなわち、光束ＬＢａ及び光束ＬＢｄの斜入射角はθ_Ａであり、光束ＬＢｂ及び光束ＬＢｃの斜入射角はθ_Ｂである。ここでは、｜θ_Ａ｜＝｜θ_Ｂ｜＝１°である。

また、光束が偏向反射面に斜入射されるように設定された光源と偏向器前光学系とからなる構成は、「斜入射光学系」とも呼ばれている。

この場合は、光偏向器として汎用のポリゴンミラーを用いることができ、さらにＺ軸方向に関する寸法（高さ）を小さくすることができるので、低コスト化を図ることができる。

ポリゴンミラー２１０４は、４面鏡を有し、各鏡がそれぞれ偏向反射面となる。このポリゴンミラー２１０４は、Ｚ軸方向に平行な軸まわりに時計方向に等速回転し、シリンドリカルレンズ２２０４Ａからの光束ＬＢａ及び光束ＬＢｂ、シリンドリカルレンズ２２０４Ｂからの光束ＬＢｃ及び光束ＬＢｄを、それぞれＺ軸に直交する平面内で等角速度的に偏向する。

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

各走査レンズは、一例として図８に示されるように、入射側の光学面は、副走査対応方向に曲率を持たない平面形状であり、射出側の光学面は、副走査対応方向に正の屈折率を持つ２つのレンズ面がＺ軸方向に並んだ形状である。ここでは、便宜上、−Ｚ側のレンズ面を第１レンズ面といい、＋Ｚ側のレンズ面を第２レンズ面という。

偏向反射面で偏向された光束ＬＢａは、走査レンズ２１０５Ａ、折り返しミラー２１０６ａ、折り返しミラー２１０７ａを介して、感光体ドラム２０３０ａに照射され、光スポットが形成される（図９参照）。この光スポットは、偏向反射面の振動に伴って感光体ドラム２０３０ａの長手方向に移動する。

偏向反射面で偏向された光束ＬＢｂは、走査レンズ２１０５Ａ、折り返しミラー２１０６ｂ、折り返しミラー２１０７ｂを介して、感光体ドラム２０３０ｂに照射され、光スポットが形成される（図９参照）。この光スポットは、偏向反射面の振動に伴って感光体ドラム２０３０ｂの長手方向に移動する。

偏向反射面で偏向された光束ＬＢｃは、走査レンズ２１０５Ｂ、折り返しミラー２１０６ｃ、折り返しミラー２１０７ｃを介して、感光体ドラム２０３０ｃに照射され、光スポットが形成される（図９参照）。この光スポットは、偏向反射面の振動に伴って感光体ドラム２０３０ｃの長手方向に移動する。

偏向反射面で偏向された光束ＬＢｄは、走査レンズ２１０５Ｂ、折り返しミラー２１０６ｄ、折り返しミラー２１０７ｄを介して、感光体ドラム２０３０ｄに照射され、光スポットが形成される（図９参照）。この光スポットは、偏向反射面の振動に伴って感光体ドラム２０３０ｄの長手方向に移動する。

なお、各感光体ドラム上における光スポットの移動方向が「主走査方向」であり、感光体ドラムの回転方向が「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。そして、主走査方向に関して、有効走査領域の中心を原点０とする位置座標は「像高」と呼ばれている。

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

ここでは、ポリゴンミラー２１０４における偏向反射面の数が４面であり、ＨＭ反射光束及びＨＭ透過光束は、互いに異なる偏向反射面に入射する。そして、ポリゴンミラー２１０４に入射するＨＭ反射光束とＨＭ透過光束とのなす角が、平面視において、略９０°となるように設定されている。そこで、光束ＬＢａと光束ＬＢｄ、及び光束ＬＢｂと光束ＬＢｃが、それぞれの対応する感光体ドラムにおける有効走査領域を同時に走査することはない。

例えば、図１０に示されるように、ポリゴンミラー２１０４の偏向反射面で反射された光束ＬＢａが、感光体ドラム２０３０ａにおける書き込み開始位置に向かう時、ポリゴンミラー２１０４の偏向反射面で反射された光束ＬＢｄは、感光体ドラム２０３０ｄにおける書き込み終了位置よりも＋Ｙ側の位置に向かう。

また、図１１に示されるように、ポリゴンミラー２１０４の偏向反射面で反射された光束ＬＢａが、感光体ドラム２０３０ａにおける有効走査領域の中央（像高０）位置に向かう時、ポリゴンミラー２１０４の偏向反射面で反射された光束ＬＢｄは、＋Ｙ方向に向かう。

また、図１２に示されるように、ポリゴンミラー２１０４の偏向反射面で反射された光束ＬＢａが、感光体ドラム２０３０ａにおける有効走査領域の書き込み終了位置に向かう時、ポリゴンミラー２１０４の偏向反射面で反射された光束ＬＢｄは、感光体ドラム２０３０ｄにおける書き込み開始位置よりも−Ｙ側の位置に向かう。

このように、ポリゴンミラー２１０４の偏向反射面で反射された光束ＬＢａが、感光体ドラム２０３０ａにおける有効走査領域を走査している時には、ポリゴンミラー２１０４の偏向反射面で反射された光束ＬＢｄは、感光体ドラム２０３０ｄにおける有効走査領域内には向かわない。

逆に、ポリゴンミラー２１０４の偏向反射面で反射された光束ＬＢｄが、感光体ドラム２０３０ｄにおける有効走査領域を走査している時には、ポリゴンミラー２１０４の偏向反射面で反射された光束ＬＢａは、感光体ドラム２０３０ａにおける有効走査領域内には向かわない。

同様に、ポリゴンミラー２１０４の偏向反射面で反射された光束ＬＢｂが、感光体ドラム２０３０ｂにおける有効走査領域を走査している時には、ポリゴンミラー２１０４の偏向反射面で反射された光束ＬＢｃは、感光体ドラム２０３０ｃにおける有効走査領域内には向かわない。

また、ポリゴンミラー２１０４の偏向反射面で反射された光束ＬＢｃが、感光体ドラム２０３０ｃにおける有効走査領域を走査している時には、ポリゴンミラー２１０４の偏向反射面で反射された光束ＬＢｂは、感光体ドラム２０３０ｂにおける有効走査領域内には向かわない。

なお、ポリゴンミラー２１０４に入射するＨＭ反射光束とＨＭ透過光束とのなす角は、平面視において、９０°から少しずれていても良い。

そこで、光束ＬＢａと光束ＬＢｄは、光源２２００Ａから射出される時点では、１つの光束として同一の変調がなされるが、光束ＬＢａが感光体ドラム２０３０ａにおける有効走査領域を走査する時は、走査制御装置は、ブラックの画像情報に応じて変調された光束が射出されるように光源２２００Ａを駆動し、光束ＬＢｄが感光体ドラム２０３０ｄにおける有効走査領域を走査する時は、走査制御装置は、イエローの画像情報に応じて変調された光束が射出されるように光源２２００Ａを駆動する。

同様に、光束ＬＢｂと光束ＬＢｃは、光源２２００Ｂから射出される時点では、１つの光束として同一の変調がなされるが、光束ＬＢｂが感光体ドラム２０３０ｂにおける有効走査領域を走査する時は、走査制御装置は、シアンの画像情報に応じて変調された光束が射出されるように光源２２００Ｂを駆動し、光束ＬＢｃが感光体ドラム２０３０ｃにおける有効走査領域を走査する時は、走査制御装置は、マゼンタの画像情報に応じて変調された光束が射出されるように光源２２００Ｂを駆動する。

図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）には、本実施形態での主走査方向及び副走査方向におけるビームスポット径とデフォーカス量との関係が示されている。このように本実施形態では、ビームスポット径は像高間での偏差もなく良好な結果を得ている。

図１４には、本実施形態での副走査方向に関する走査位置（ＰＶ（Ｐｅａｋ ｔｏ Ｖａｌｌｅｙ）値）と像高との関係が示されている。この図１４は、走査線曲がりを示しており、本実施形態では、約５μｍと小さい値であった。

従来の斜入射光学系を用いた場合では、斜入射角は、３〜５°程度に設定されることが多いが、本実施形態では、斜入射角を１°程度とすることができる。

また、本実施形態では、シリンドリカルレンズを、同一の偏向反射面に向かう２つの光束で共用している。この場合、部品点数を減らすことができる。

以上説明したように、本実施形態に係る光走査装置２０１０によると、光源装置２２００、偏向器前光学系、ポリゴンミラー２１０４、走査光学系、及び走査制御装置（図示省略）などを備えている。

偏向器前光学系は、ハーフミラーＨＭを有し、光源装置２２００から射出された光束ＬＢ１は光束ＬＢａと光束ＬＢｄとに分割され、光束ＬＢ２は光束ＬＢｂと光束ＬＢｃとに分割される。

シリンドリカルレンズ２２０４Ａは、光束ＬＢａと光束ＬＢｂで共用され、シリンドリカルレンズ２２０４Ｂは、光束ＬＢｃと光束ＬＢｄで共用されている。これにより、偏向器前光学系を配置するのに必要な空間領域（スペース）を小さくすることができる。

また、４つの光束（光束ＬＢａ、光束ＬＢｂ、光束ＬＢｃ、光束ＬＢｄ）は、偏向反射面に斜入射されるため、偏向反射面の厚さを小さくすることが可能となり、低コスト化と小型化を図ることができる。さらに、ポリゴンミラー２１０４の高速回転に大きなエネルギーを必要とせず、高速回転させたときの「風切り音」も小さくすることができる。

また、斜入射角を従来よりも小さくすることができるため、斜入射による波面収差を小さくすることができる。また、感光体ドラム表面での走査線曲がりを小さくすることができ、複数のトナー画像を重ねた際の色ずれを少なくすることができる。

そこで、走査精度を低下させることなく、低コスト化と小型化を図ることが可能となる。

なお、一例として図１５に示されるように、光束毎にシリンドリカルレンズが設けられる場合は、大型化を招くことなく、斜入射角を小さくするのは困難である。

また、同一の偏向反射面に入射する２つの光束の斜入射角は、絶対値が同じで、符号が互いに反対である。この場合は、２つの光束の斜入射角をいずれも小さくすることができる。

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２０１０を備えているため、結果として、高い画像品質を維持しつつ、低コスト化及び小型化を図ることができる。

なお、上記実施形態において、図１６に示されるように、各光源から射出される光束の進行方向を、斜入射角に応じて傾斜させても良い。

このとき、図１７及び図１８に示されるように、各シリンドリカルレンズを、Ｚ軸方向に関して、２つの光束が交差する位置に配置するのが好ましい。なお、ここでの交差は、必ずしも２つの光束がぶつかり合う必要はなく、単に、副走査対応方向からみたときに交差しているようにみえれば良い。

これにより、一例として図１９及び図２０に示されるように、ポリゴンミラーと走査レンズとの距離を長くすることなく、斜入射角を小さくすることができる。

また、各シリンドリカルレンズをその光軸方向にある程度シフトさせても、偏向反射面での各光束の入射位置の変化が小さい。このため、各シリンドリカルレンズの位置に関する自由度を高くすることができる。そこで、例えば、副走査対応方向における像面湾曲を調整するためにシリンドリカルレンズの位置調整を行っても、他への影響は少ない。

また、各シリンドリカルレンズでは、２つの光束が光軸近傍を通過するため、シリンドリカルレンズの製造誤差の影響を受けにくい。なお、各シリンドリカルレンズにおいて２つの光束が光軸から離れた位置を通過する場合に、各シリンドリカルレンズに製造誤差によるばらつきがあると、一方のシリンドリカルレンズを通過した光束と他方のシリンドリカルレンズを通過した光束とで主走査方向に関する結像位置が互いに異なることとなる。これは、カップリングレンズのその光軸方向へのシフトでは調整することはできない。

ところで、この場合は、２つの光束は、副走査対応方向に関して、同一の偏向反射面の異なる位置に入射するため、従来の斜入射光学系を用いた場合よりも、偏向反射面の厚さを厚くする必要がある。但し、偏向反射面の厚さを約４ｍｍに抑えることができるため、高コスト化、消費電力の増加、騒音の増大を招来することは、ほとんどない。なお、２つの光束がそれぞれ水平入射され、２つの走査レンズを副走査対応方向に重ねて配置した場合、偏向反射面の厚さは８〜１０ｍｍ程度になることが多い。

また、この場合は、副走査対応方向に関して、偏向反射面に入射する２つの光束の入射位置の中心を含み回転軸に直交する面を対称面として走査レンズを設計することが可能となり、設計効率が大幅に向上するとともに、走査レンズの種類を低減することができる。

また、上記実施形態において、各シリンドリカルレンズに代えて、副走査対応方向にパワーを有する回折光学素子を用いても良い。この回折光学素子は、シリンドリカルレンズの機能とともに、環境温度の変化による結像位置の変化を補正する機能も有している。

この場合は、一例として図２１に示されるように、各回折光学素子（２２０４Ａ’、２２０４Ｂ’）が光源とハーフミラーＨＭの間の光路上に配置されるのが好ましい。ここでは、２つの光源（２２００Ａ、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、光源２２００Ａから射出され、光束ＬＢａと光束ＬＢｄに分割される前の光束が回折光学素子２２０４Ａ’に入射する。また、光源２２００Ｂから射出され、光束ＬＢｂと光束ＬＢｃに分割される前の光束が回折光学素子２２０４Ｂ’に入射する。

このように、１つの光源から射出され、分割される前の光束が回折光学素子を通過する場合には、該光源の発振波長が設計値からずれていても、回折光学素子をその光軸方向にシフトさせることで調整可能である。

一方、ハーフミラーＨＭとポリゴンミラー２１０４との間の光路上に回折光学素子が配置されていると、該回折光学素子を通過する２つの光束は互いに異なる光源から射出された光束となる。このとき、２つの光源間で発振波長が異なっていると、被走査面における２つの光束の結像位置も異なるため、いずれかの光束についてだけしか調整できない。

そこで、特に、走査光学系が拡大光学系の場合は、回折光学素子が光源とハーフミラーＨＭの間の光路上に配置されるのが好ましい。なお、主走査対応方向にもパワーを有する楕円形状の回折光学素子を用いても良い。この場合は、主走査対応方向に関しても同様な効果を得ることができる。

また、上記実施形態では、光走査装置２０１０がプリンタに用いられる場合について説明したが、プリンタ以外の画像形成装置、例えば、複写機、ファクシミリ、又は、これらが集約された複合機にも好適である。

以上説明したように、本発明の光走査装置によれば、走査精度を低下させることなく、低コスト化と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、操作性及び画像品質の低下を招くことなく、低コスト化を図るのに適している。

２０００…カラープリンタ（画像形成装置）、２０１０…光走査装置、２０３０ａ，２０３０ｂ，２０３０ｃ，２０３０ｄ…感光体ドラム（像担持体）、２１０４…ポリゴンミラー（光偏向器）、２１０５Ａ…走査レンズ、２１０５Ｂ…走査レンズ、２１０６ａ〜２１０６ｄ…折り返しミラー、２１０７ａ〜２１０７ｄ…折り返しミラー、２２００Ａ，２２００Ｂ…光源、２２０４Ａ，２２０４Ｂ…シリンドリカルレンズ、２２０４Ａ’，２２０４Ｂ’…回折光学素子、ＨＭ…ハーフミラー。

特開２００２−２３０８５号公報 特開２００６−２８４８２２号公報 特開２００８−２５７１６９号公報

Claims (8)

1. 複数の被走査面を光束により主走査方向に走査する光走査装置であって、
   光源と、該光源からの光束を透過光束と反射光束とに分割する光束分割部材を含み、複数の光束を射出する照明系と、
   複数の偏向反射面を有し、前記透過光束及び前記反射光束が互いに異なる偏向反射面に副走査方向に関して斜入射される光偏向器と、
   前記光偏向器で偏向された複数の光束を対応する被走査面に個別に導く走査光学系と、を備え、
   前記照明系は、前記副走査方向に屈折力を持つ光学素子を含み、該光学素子は、互いに異なる被走査面に向かう光束が通過することを特徴とする光走査装置。
2. 前記光学素子を通過する光束は少なくとも２つの光束であり、
   前記光学素子は、該少なくとも２つの光束が副走査方向に関して交差する位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
3. 前記光学素子を通過する光束は、同一の光源から射出された光束であることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
4. 前記光学素子は、前記光源と前記光束分割部材との間の光路上に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の光走査装置。
5. 前記光学素子は、回折光学素子であることを特徴とする請求項３又は４に記載の光走査装置。
6. 前記照明系は、第１の光源と第２の光源を有し、
   前記第１の光源から射出され前記光束分割部材で分割された２つの光束は、第１の入射角で偏向反射面に斜入射され、
   前記第２の光源から射出され前記光束分割部材で分割された２つの光束は、前記第１の入射角と符号のみが異なる第２の入射角で偏向反射面に斜入射される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. 前記光源は、複数の発光部を有する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を画像情報に応じて変調された光束により走査する請求項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。