JP2013164483A - 光走査装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光学ハウジングの薄型化を実現するとともに、光学ハウジング全体の剛性を均等に向上させることのできる光書込装置および画像形成装置を提供する。
【解決手段】光源から出射される光ビームを光偏向器１００により偏向させ、偏向後の光ビームを走査レンズを介して折り返しミラーにより反射させて、像担持体の被走査面を走査する光走査装置であって、光ビームが走査レンズから折り返しミラーに向かう位置に、走査レンズから折り返しミラーに向かう光ビームが透過する透明部材Ｍ１０、Ｍ１１を、光学ハウジング２００の側壁と底面に固定して配置する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置における光走査装置およびこの光走査装置を用いた画像形成装置に関するものである。

現在、画像形成装置に対する市場の要求としては、小型化、軽量化、低コスト化等が挙げられる。特に、カラー画像形成装置は構成部品数が多いため、従来のモノクロ型画像形成装置に比べて非常に大型であり、小型化に対する要求が高い。

一方、従来市販されている画像形成装置に用いられる複数の光ビームで光書込みを行う光走査装置は、光ビームを複数の反射ミラーにより複数回折り返すことで、それぞれの像担持体の被走査面に照射する。しかし、複数のミラーを使用し立体的に光路を折返しているため、光書込装置が厚み方向（後述するＺ方向）に大きくなる傾向にある。特に、複数の感光体を用いるタンデム型カラー画像形成装置においては、各感光体に対応する光ビームの光路または光学素子の干渉を防ぐ必要があるため、厚み方向に非常に大きくなってしまう。

ところで、画像形成装置は光学素子等から構成される光書込装置としての光走査装置を有するが、この光走査装置を画像形成装置本体に位置決めするためハウジングが用いられる。一般的にこのハウジングは、光偏向器としてのポリゴンスキャナにより光ビームを走査するため箱型である。この箱型のハウジングの剛性は、箱の側面部、すなわち壁部の形や大きさなどに大きく依存し、側面部から平面の中央部に向けて剛性は低くなる。

特に、カラー画像形成装置において近年多く採用されているタンデム型カラー画像形成装置の場合、例えば特許文献１の 図１１のように、複数の感光体を並設させるという装置の構成上、光走査装置の副走査方向（後述するＸ方向）の長さも必然的に長くなってしまうため、光走査装置のハウジングも大型化する。そうすると、副走査方向の寸法が大きな光走査装置の箱型ハウジングは、剛性の確保が難しく、必要な剛性を得ようとすると重量およびコストの増大を招くこととなる。

光走査装置のハウジングの剛性を上げる技術は、例えば特許文献２あるいは特許文献３により提案されている。しかしながら、特許文献２に記載されている技術は、ポリゴンスキャナの軸をハウジングの補強部材とするもので、ポリゴンスキャナが配置されるハウジングの中央部において補強を行なうものである。

また、特許文献３に記載されている技術は、スキャナモータや光源等が配置されるハウジング中央部の補強を目的としたものであり、特許文献２に記載されている技術と同様に補強部材をハウジングの中央部に配置したものである。

特許文献２および３に記載されている光走査装置は、１つの感光体に書き込みを行なうモノクロ型画像形成装置用またはいわゆる４サイクル型画像形成装置用のものであるから、比較的小型の光走査装置である。したがって、特許文献２および３に記載されている補強方法によって、タンデム型画像形成装置における副走査方向に長い光走査装置のハウジングに、必要な剛性を得ることは困難である。

そこで本発明は、従来の光走査装置における上述の問題を解決し、ハウジングの薄型化を実現するとともに、ハウジング全体の剛性を均等に向上させることのできる光走査装置および画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は、光源から出射される光ビームを光偏向器により偏向させ、偏向後の光ビームを走査レンズを介して折り返しミラーにより反射させて、被走査面を走査する光走査装置であって、光ビームが上記走査レンズから上記折り返しミラーに向かう位置に、上記走査レンズから上記折り返しミラーに向かう光ビームが透過する透明部材が、光学ハウジングの側壁と底面に固定して配置されていることを主な特徴とする。

本発明によれば、光ビームを遮光することなくハウジングの剛性を向上できる。

本発明に係る光走査装置を備える画像形成装置の実施形態を示す正面図である。 本発明に係る光走査装置の実施形態を示す斜視図である。 本発明に係る光走査装置の光源部の実施形態を示す斜視図である。 上記光走査装置における光偏向器から像担持体までの光路を示す正面断面図である。 上記光走査装置における偏光分離デバイスと折返しミラーを保持するホルダーを示す斜視図である。 上記光走査装置における２枚の折返しミラーを一体化したダハ形状のホルダーを示す斜視図である。 上記光走査装置における偏光分離デバイスを示す光学配置図である。 上記光走査装置における光ビームスプリッタの光ビーム分離面の逆側の面に反射防止膜が形成されていることを示す斜視図である。 上記光走査装置における光ビーム分離面と光束および入射面との関係を示す光路図である。 本発明に係る光走査装置の別の実施形態を示す正面図である。 本発明に係る光走査装置の別の実施形態を示す正面図である。 本発明に係る光走査装置の別の実施形態を示す平面図である。 上記光走査装置における透明なリブ部材の例を示す平面図である。 上記光走査装置における透明なリブ部材の例を示す平面図である。 上記光走査装置における透明なリブ部材のさらに別の例を示す平面図である。

以下、図面を参照しながら本発明に係る光走査装置および画像形成装置の実施形態について説明する。

＜画像形成装置＞
＜＜構成要素の説明＞＞
まず、図面を参照しながら本発明に係る画像形成装置の実施形態について説明する。図１は、一実施形態である画像形成装置としてのカラープリンタ２０００の概略構成が示されている。
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る。

光走査装置２０１０、４つの感光体ドラム２０３０ａ〜ｄ、４つのクリーニングユニット２０３１ａ〜ｄ、４つの帯電装置２０３２ａ〜ｄ、４つの現像ローラ２０３３ａ〜ｄ、４つのトナーカートリッジ２０３４ａ〜ｄ、転写ベルト２０４０、転写ローラ２０４２、定着ローラ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、位置ずれ検出器２２４５および上記各部を統括的に制御するプリンタ制御装置２０９０等を備えている。通信制御装置２０８０は、ネットワーク等を介した上位装置（例えばパソコン）との双方向の通信を制御する。

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およ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およ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およ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、およ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、その基材表面に感光層が形成されており、各感光体ドラムの表面がそれぞれ被走査面となる。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。

＜＜ＸＹＺ３次元直交座標の定義＞＞
以下、ＸＹＺ３次元直交座標系において、各感光体ドラムの長手方向、すなわち中心軸線に沿った方向を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。なお、Ｚ方向とは、上述したＸ方向およびＹ方向のいずれにも垂直の関係となる方向である。

＜＜画像形成プロセスの説明＞＞
次に、画像形成プロセスについて詳しく説明する。

＜＜＜帯電、潜像形成プロセス＞＞＞
各帯電装置は、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２０１０は、上位装置からの多色の画像情報（ブラック画像情報、シアン画像情報、マゼンタ画像情報、イエロー画像情報）に基づいて、色毎に変調された光束を対応する帯電された各感光体ドラムの表面にそれぞれ照射し走査する。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ローラの方向に移動する。この光走査装置２０１０の構成については後述する。なお、各感光体ドラムの表面が、光走査装置による被走査面である。

＜＜＜現像プロセス＞＞＞
トナーカートリッジ２０３４ａにはブラックトナーが格納されており、このブラックトナーは現像ローラ２０３３ａに供給される。トナーカートリッジ２０３４ｂにはシアントナーが格納されており、このシアントナーは現像ローラ２０３３ｂに供給される。トナーカートリッジ２０３４ｃにはマゼンタトナーが格納されており、このマゼンタトナーは現像ローラ２０３３ｃに供給される。トナーカートリッジ２０３４ｄにはイエロートナーが格納されており、このイエロートナーは現像ローラ２０３３ｄに供給される。

各現像ローラは、回転に伴って、対応するトナーカートリッジからのトナーが、その表面に薄く均一に塗布される。そして、各現像ローラの表面のトナーは、対応する感光体ドラムの表面に対向すると、この感光体表面における光が照射された部分にだけ移行し、そこに付着する。すなわち、各現像ローラは、対応する感光体ドラムの表面に形成された潜像にトナーを付着させて顕像化させる（いわゆる反転現像システム）。ここでトナーが付着した像（トナー画像）は、感光体ドラムの回転に伴って転写ベルト２０４０の方向に移動する。

＜＜＜転写プロセス＞＞＞
イエロー、マゼンタ、シアンまたはブラックの各トナー画像は、所定のタイミングで転写ベルト２０４０上に順次転写され、イエロー、マゼンタ、シアンまたはブラックのトナー画像は必要に応じて重ね合わされてカラー画像が形成される。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、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。レジストローラ対２０５６は、所定のタイミングで記録紙を転写ベルト２０４０と転写ローラ２０４２との間隙に向けて送り出す。これにより、転写ベルト２０４０上のカラー画像が記録紙に転写される。ここで転写された記録紙は、定着ローラ２０５０に送られる。

＜＜＜定着プロセス＞＞＞
定着ローラ２０５０により熱と圧力とがトナー画像および記録紙に加えられ、これによってトナーが記録紙上に定着される。ここで定着された記録紙は、排紙ローラ２０５８を介して排紙トレイ２０７０に送られ、排紙トレイ２０７０上に順次スタックされる。

＜＜＜クリーニングプロセス＞＞＞
各クリーニングユニットは、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。

＜＜＜位置ずれ検出（レジストずれ検出）プロセス＞＞＞
位置ずれ検出器２２４５は、転写ベルト２０４０の−Ｘ側に配置されている。この位置ずれ検出器２２４５は、Ｙ軸方向に関して、等間隔に配置されている３つ以上の位置検出センサを有している。各位置検出センサは、各ステーションで作成され転写ベルト２０４０上に転写された位置検出用のトナーパッチの位置情報が含まれる信号をプリンタ制御装置２０９０に出力する。そして、プリンタ制御装置２０９０は、各位置検出センサの出力信号に基づいて、ステーション毎に、走査線の傾きおよび走査線の曲がりを検出する（例えば、特許第４１０７５７８号公報、特開２００８−２７６０１０号公報または特開２００５−２３８５８４号公報参照）。

＜実施形態１＞
＜光走査装置＞
次に、本発明に係る光走査装置の実施形態について説明する。図２は本発明に係る光走査装置の斜視図を、図４は感光体までの光路を示す光学ハウジング２００の側壁２０１から見た（Ｙ方向から見た）断面図である。

＜＜光学系全体＞＞
図２または図４のように、走査光学系は、光偏向器であるポリゴンスキャナ１００を中心としてＹ方向から見て左右に対向して、片側に２ステーション分ずつが配置されている。それぞれの走査光学系には、本発明の特徴である透明なリブ部材Ｍ１０、Ｍ１１が配置されている。

＜＜光源部＞＞
図３は、光源部の詳細を説明するための図である。片側２個のステーション用光源として２個のＬＤ（レーザーダイオード）を互いに直交する向きに配置する（ＬＤ１０ａとＬＤ１０ｂ、ＬＤ１０ｃとＬＤ１０ｄ）。ＬＤ（ＬＤ１０ａ、ＬＤ１０ｂ、ＬＤ１０ｃ、ＬＤ１０ｄ）から出射された光ビームはカップリングレンズ３００ｂ、３００ｃにより所定のビーム径に整形された後、偏光方向を一方向に揃えるための１/２λ板３１０ｂ、３１０ｃを透過し、ビーム合成用の偏光ビームスプリッタ３２０ａ、３２０ｄに入射する。ここで偏光ビームスプリッタ３２０ａ、３２０ｄに対してＰ偏光となるようにＬＤ１０ｂとＬＤ１０ｃを配置してビームを透過させ、ＬＤ１０ａとＬＤ１０ｄはＳ偏光となるようにして偏光ビームスプリッタ３２０ａ、３２０ｄで反射させる。その結果、ＬＤ１０ａとＬＤ１０ｂからの光ビームは偏光ビームスプリッタ３２０ａで重ね合わせられ、またＬＤ１０ｃとＬＤ１０ｄからの光ビームも偏光ビームスプリッタ３２０ｄで重ねあわせられる。重ね合わせられた２本の光ビームはそれぞれ１個のシリンドリカルレンズ３４０ａ、３４０ｄに入射し、ポリゴンスキャナ１００の偏向反射面近傍上に主走査方向に長い線状の光ビームを形成する。

＜＜透明なリブ部材＞＞
次に、本発明の特徴である透明なリブ部材の実施形態について詳しく説明する。ここでも、図２および図４に基づいて説明する。ポリゴンスキャナ１００によって偏向された２つの光ビームは、それぞれ走査レンズＬ１０またはＬ１１の片方を通過した後、更に透明なリブ部材Ｍ１０またはＭ１１を通過する。本発明においてリブ部材Ｍ１０、Ｍ１１を透明な材料で形成する理由は、光ビームを遮光せずに（透過させて）、ハウジングの剛性を確保するためである。

透明なリブ部材Ｍ１０またはＭ１１を通過した光ビームは、続いて走査レンズＬ２０またはＬ２１を通過し、所定の光ビーム径まで整形され、偏光分離素子４０１ａまたは４０１ｂに入射する。透明なリブ部材Ｍ１０、Ｍ１１をそれぞれ走査レンズＬ１０とＬ２０の間、走査レンズＬ１１とＬ２１の間に配置することにより、光走査光学系を構成する走査レンズＬ１０、Ｌ１１、Ｌ２０、Ｌ２１および各折返しミラーの配列方向（上述したＸ方向）に長い光学ハウジング２００の途中をリブ部材Ｍ１０、Ｍ１１で補強することになるので薄型の光走査装置であっても、光学ハウジング２００の剛性を効率的かつ均等に向上させることができる。

実施形態１では、ポリゴンスキャナ１００を中心に、図４の紙面側から見て左側に走査レンズＬ１０とＬ２０の間に透明なリブ部材Ｍ１０を、右側に走査レンズＬ１１とＬ２１の間に透明なリブ部材Ｍ１１を配置している。しかしながら、本発明は、実施形態１に限定される態様だけではない。例えば、ポリゴンスキャナ１００を中心に、図４の紙面側から見て左側に走査レンズＬ１０と折返しミラー４０１ａの間に透明なリブ部材Ｍ１０を、右側に走査レンズＬ１１と折返しミラー４０１ｂの間に透明なリブ部材Ｍ１１を配置してもよい。同様に、図４の紙面側から見て左側に走査レンズＬ２０と折返しミラー４１１ａの間に透明なリブ部材Ｍ１０を、右側に走査レンズＬ２１と折返しミラー４１１ｂの間に透明なリブ部材Ｍ１１を配置してもよい。つまり、光学ハウジング２００の剛性を向上することができる所望の場所に配置することができる。

これにより、透明なリブ部材Ｍ１０、Ｍ１１をそれぞれ走査レンズＬ１０と折返しミラー４０１ａの間、走査レンズＬ１１と折返しミラー４０１ｂの間に配置することで、ポリゴンスキャナ１００より前の光学系をレイアウトする設計自由度が増える。そうすると、光学系より後工程にある画像形成ステーション等のレイアウトに応じて光学系のレイアウトを適宜自由に設計することができる。ここで、ポリゴンスキャナより前の光学系とは、光源部、カップリングレンズ、アパーチャー、線像結像光学系、さらには光ビームを合成するためのミラー類等を指す。

また、透明なリブ部材Ｍ１０、Ｍ１１を用いることで、光学ハウジング２００内の副走査方向の内寸近くまで光線経路として使用可能なので、光学ハウジング２００をより薄型化することができる。透明なリブ部材Ｍ１０、Ｍ１１の光学ハウジング２００内への取り付け方法は、ネジ留め固定や接着固定が考えられる。ただし、剛性が担保出来ればよいので、例えば、光学ケースの内側にガイド（切り込み）を設け、接着固定をせずに透明なリブ部材Ｍ１０、Ｍ１１を固定できるようにしてもよい。材質はガラスでも樹脂でもよいが、光学ケースへの固定を考えると、樹脂製が望ましい。

以上説明した実施形態によれば、透明なリブ部材を光学ハウジング内に配置することで、光ビームを遮光せずに剛性を確保することが可能となり、光走査装置の小型化、薄型化を実現という効果を奏する。

＜実施形態２＞
＜光走査装置＞
次に、本発明に係る光走査装置の別の実施形態について、先に説明した実施形態と異なる部分を中心に説明する。ここでは、図１０に基づいて説明する。

図１０は、光学ケースが光学ハウジング２００と上蓋２１０とを連結することにより構成される一例を示す。光走査光学系を構成する走査レンズＬ１０、Ｌ１１、Ｌ２０、Ｌ２１および各折返しミラーの配列方向における光学ハウジング２００の端部とポリゴンスキャナ１００との中間位置であって、紙面から見てポリゴンスキャナ１００の左側の走査レンズＬ１０とＬ２０との間および右側の走査レンズＬ１１とＬ２１との間に、それぞれ透明なリブ部材Ｍ１０、Ｍ１１が固定された光走査装置の第２の実施態様の一例を示す。これにより、薄型の光走査装置であっても、光学ケースをバランス良く補強し、光学ケースの剛性を効率的かつ均等に向上させることができる。ここで、薄型とは上述したＸＹＺ３次元直交座標系におけるＺ方向において、光学系が一般的に薄いことを意味する。

透明なリブ部材Ｍ１０、Ｍ１１を、光学ハウジング２００および上蓋２１０へ取り付ける方法は、ネジ留め固定や接着固定が考えられる。光ビームを遮光せず、さらに光学ケースの剛性を向上するための固定方法が必須となるが、剛性が担保出来ればよいので、例えば、光学ケースを構成する光学ハウジング２００および上蓋２１０の内側にガイド溝（切り込み）を設け、接着固定をせずに透明なリブ部材Ｍ１０、Ｍ１１を固定することもできる。

図１３、図１４は、透明なリブ部材Ｍ１０、Ｍ１１の副走査断面形状の各種実施形態を示す。これらの実施形態では、透明なリブ部材Ｍ１０、Ｍ１１は光ビームが入射する面と出射する面が平行な平面となっている。透明なリブ部材Ｍ１０、Ｍ１１の厚さは光学ケースの剛性向上に効果的な所望の厚さとする。

図１３（ａ）〜（ｃ）に示すように、各リブ部材は上下端の形状は異なっている。図１３（ｂ）に示すようにリブ部材の下端部が拡大し、図１３（ｃ）に示すようにリブ部材の上下両端部が拡大しているのは、光学ケースを構成する光学ハウジング２００および上蓋２１０へ固定する際の接地面積を増やすことや剛性向上を目的としたものであり、この目的を達成できる形状ならここで提示した形状の限りではない。

以上説明した実施形態によれば、透明なリブ部材を光学ハウジングだけでなく、その上蓋によっても固定することで、光ビームを遮光せずにより高い剛性を確保することが可能となり、光走査装置の小型化、薄型化を実現できるという効果を奏する。また、光学ハウジングの内部空間の密閉度が上がることによりポリゴンスキャナにより発生する風きり音を防音することおよび光源ユニット全体の防塵を実現するという効果を奏する。

＜実施形態３＞
＜光走査装置＞
次に、本発明に係る光走査装置の別の実施形態について、先に説明した実施形態と異なる部分を中心に説明する。ここでは、図２、図４に基づいて説明する。図４は、図２の光学装置を光学ハウジングの側壁２０１側から見た（Ｙ方向から見た）断面図に相当する。図４には図示されていないが、図３における光源部は、透明なリブ部材Ｍ１０およびＭ１１の中間であって、ポリゴンスキャナ１００の奥側に存在する。

図４は、光源部から照射された２本の光ビームが、ポリゴンスキャナ１００によりそれぞれＸ方向と−Ｘ方向に偏向反射されて透明なリブ部材Ｍ１０、Ｍ１１を一度透過した後、偏光分離素子４０１ａ、４０１ｂにより偏光分離され、その一部の光ビームが折返しミラー４０２ａ、４０２ｂによって折り返され、再度透明なリブ部材Ｍ１０、Ｍ１１を透過し、Ｃステーション、Ｍステーションの各感光体に到達するまでの光ビームの経路を示すものである。つまり、図４は、透明なリブ部材Ｍ１０、Ｍ１１に対し、光源部から照射されポリゴンスキャナに入射する複数の光ビームのうちの一部が、ポリゴンスキャナによって偏向反射された後、少なくとも２回透明なリブ部材を透過することを特徴とする光走査装置の第３の実施形態の一例を示す。

以上説明した実施形態によれば、透明なリブ部材により光学ハウジングの剛性が向上し安定した上で、その安定した光学ハウジング内で２回以上も透明なリブ部材に光ビームを透過させることにより、光走査装置の薄型化を実現するという効果を奏する。

＜実施形態４＞
＜光走査装置＞
次に、本発明に係る光走査装置の別の実施形態について、先に説明した実施形態と異なる部分を中心に説明する。ここでは、図１２および図１５に基づいて説明する。

図１５（ａ）〜（ｄ）は、透明なリブ部材の主走査断面形状を示している。そして、図１５（ｃ）および（ｄ）の透明なリブ部材はポリゴンスキャナ１００の回転軸と平行な軸を中心に回転した方向に平行平面が向いている状態を示す。つまり、平行平面が上記Ｙ方向に対して傾き、主走査対応方向とは非平行に配置された実施形態である。図１２は、図１５（ｃ）に示す透明なリブ部材を光走査装置に取り付けた第４の実施形態の一例を示す。図１２に示す例では、２つの透明なリブ部材がポリゴンスキャナ１００の回転軸と平行な軸を中心に平行平面が互いに異なる向きに回転した方向に配置されている。このような態様で、２つの透明なリブ部材を光学ハウジングに取り付けることで、上記リブが筋交いの役目をもち、光学ハウジングのＸ軸およびＹ軸を含む平面内でのねじれに対し、高い剛性を有することになる。主走査方向の両端部形状は、図１５（ｄ）に示すように光学ハウジングへ固定する際の接合面積を増やすとよい。リブ部材の光学ハウジングの接合面積を増やすことにより剛性向上の目的を達成できる。光学ハウジングの剛性向上の目的を達成できるリブ部材の形状であれば、ここで提示した形状の限りではない。

以上説明した実施形態によれば、透明なリブ部材をポリゴンスキャナの回転軸と平行な軸を中心に回転した方向に平行平面が向くように配置することで、光学ハウジング内に開きスペースを確保することができるため、ポリゴンスキャナより前の光学系のレイアウトの設計自由度を高くするという効果を奏する。

＜実施形態５＞
＜光走査装置＞
次に、本発明に係る光走査装置の別の実施形態について、先に説明した実施形態と異なる部分を中心に説明する。ここでは、図１１および図１４に基づいて説明する。

図１４（ａ）〜（ｃ）に示す透明なリブ部材は、断面形状の平行平面部分が底面に対して傾いていることを特徴としている。図１１は、図１４（ａ）に示す透明なリブ部材を光走査装置に取り付けた第５の実施形態の一例を示す。透明なリブ部材の光学面やその周辺部分で反射した有害光が像担持体としての感光体に入り込まないようにするため平行平面部分を底面に対して傾けている。図１４（ａ）〜（ｃ）において、各断面図の下部形状が異なる。図１４（ｂ）、（ｃ）に示す例は、光学ハウジングへ固定する際の接合地面積を増やすことにより、剛性向上を目的としたものである。光学ハウジングの剛性向上の目的を達成できるリブ部材の形状であれば、ここで提示した形状の限りではない。

以上説明した実施形態によれば、透明なリブ部材を光ハウジングの底面に対して傾けて配置することで、透明なリブ部材の表面反射光が感光体に到達しにくくなり、画像データに基づいた高品質な潜像形成を実現するという効果を奏する。

＜実施形態６＞
＜光走査装置＞
次に、本発明に係る光走査装置の別の実施形態について、先に説明した実施形態と異なる部分を中心に説明する。ここでは、図４乃至図９に基づいて説明する。

本実施形態に係る光走査装置は、図５に示す偏光分離素子４０１ａおよび折返しミラー４０２ａ、または偏光分離素子４０１ｂおよび折返しミラー４０２ｂを一体化したホルダ４００ａまたは４００ｂと、図６に示す２つの折返しミラー４１１ａおよび４１０ａ、または折返しミラー４１１ｂおよび４１０ｂを一体化したホルダ４１２ａまたは４１２ｂとを図４に示す光走査装置に取り付けたことを特徴とする。

図４は、以下の特徴を有する光走査装置の第６の実施態様の一例でもある。すなわち、光源部（不図示）から照射される少なくとも２つの被走査面を光走査する光走査装置であって、この光源部から照射される光ビームａ、ｂまたはｃ、ｄは、互いに偏光方向が異なる第１光束と第２光束を含むことを特徴とする。そして、この光源部から照射された光ビームａ、ｂまたはｃ、ｄがポリゴンスキャナ１００によって偏向された後、偏光方向が異なる第１光束と第２光束を含む光ビームａ、ｂまたはｃ、ｄは、ともに同一の走査レンズＬ１０またはＬ１１に入射する。さらに、この走査レンズＬ１０またはＬ１１から光ビームａ、ｂまたはｃ、ｄが出射した後、偏光分離素子４０１ａまたは４０１ｂにより第１光束または第２光束の一方を透過させ他方を反射させる。

この偏光分離素子４０１ａまたは４０１ｂにより反射された第１光束または第２光束のいずれかの光束は、折返しミラー４０２ａまたは４０２ｂによってその進行方向を変える。上述した光経路を有する光走査装置において、走査レンズＬ１０および偏光分離素子４０１ａの間の経路と折返しミラー４０２ａによって進行方向を変えた光ビームｂの経路が干渉する透明なリブ部材Ｍ１０、または、走査レンズＬ１１および偏光分離素子４０１ｂの間の経路と折返しミラー４０２ｂによって進行方向を変えた光ビームｃの経路が干渉する透明なリブ部材Ｍ１１を備えることを特徴とする。

＜＜偏光分離素子について＞＞
次に、本発明の係る光走査装置を構成する偏光分離素子の実施態様について説明する。偏光分離素子４０１ａ、４０１ｂは、本実施形態ではプレート形状である。図７に示されるように、偏光分離素子４０１ａまたは４０１ｂを透過する光束の光路上に、偏光子４０１１ａ、４０１１ｂを、また偏光分離素子４０１ａまたは４０１ｂを反射する光束の光路上に、偏光子４０１２ａ、４０１２ｂを備えても良い。各偏光子は、ヨウ素または二色性染料で染色した膜を一軸延伸して得る一般的な偏光フィルムを使用することができる。偏光子４０１１ａ、４０１１ｂは、偏光分離素子４０１ａまたは４０１ｂにて本来反射すべき光束の一部が透過してしまう場合に、その成分を遮光するのに有効である。一方偏光子４０１２ａ、４０１２ｂは、偏光分離素子４０１ａまたは４０１ｂにて本来透過すべき光束の一部が反射してしまう場合に、その成分を遮光するのに有効である。

偏光分離素子４０１ａまたは４０１ｂの光ビーム分離面は、ワイヤーグリッド、誘電体多層膜等で構成することができるが、波面収差特性に優れることから誘電体多層膜が好ましい。

光ビーム分離面を支持する基板は、ガラスまたは透明樹脂で構成することができる。偏光分離素子４０１ａまたは４０１ｂは、断面が直角二等辺三角形よりなる２つの三角柱で光ビーム分離面を挟み込んだキュービック構造としてもよいが、板状透明体の片面に光ビーム分離面を形成した構造の方が、簡易的な工程で製造できる点で有利である。偏光分離素子４０１ａまたは４０１ｂは、光ビーム分離面が偏向面に対して４５°傾斜した状態で配置されている。

図８には偏光分離素子の構造の一例を示す。偏光分離素子１６１０は透明な基板１６２０の一面側に光ビーム分離面１６２１が形成されており、基板１６２０の光ビーム分離面１６２２と逆側の面には、反射防止膜１６２２が形成されているのが好ましい。反射防止膜１６２２を設けることで、分離後に基板１６２０を透過した光が基板１６２０の裏面で反射して不要光を発生させることを抑制することができる。

図９には光ビーム分離面と光束および入射面との関係が示されている。入射面は、光ビーム分離面上の光束入射位置毎に、入射光の主光線と光ビーム分離面の法線とを含む平面として定義される。光束は偏向角に応じて入射位置と主光線の方向を変えるので、入射面も光束入射位置毎に異なる傾きとなる。偏光分離素子４０１ａ、４０１ｂに入射した２つの光ビームａ、ｂまたはｃ、ｄは偏光分離素子４０１ａ、４０１ｂの配置が光源合成部の偏光ビームスプリッタと９０°回転した配置となっているため、光源部でＰ偏光で入射した光ビームｂまたはｃは反射して図４の下側に折り曲げられる。光源部でＳ偏光で入射した光ビームａまたはｄは透過することで光ビームｂまたはｃと分離される。偏光分離素子４０１ａ、４０１ｂの直下には１８０°折返すための折返しミラー４０２ａ、４０２ｂが配置されて、光学ハウジングに取り付けられる。偏光分離素子４０１ａ、４０１ｂおよび折返しミラー４０２ａ、４０２ｂは、板バネあるいは接着で長手方向複数箇所ホルダに押圧あるいは接着によって固定されることで、剛性を向上させ、また、固有振動数が単体の状態よりも高周波数側にシフトして耐振動性を向上させることができる。

さらに、ホルダ４００ａ、４００ｂの光学素子受け面はダハ形状となっているため、その挟角が変化しても光ビームの折返し位置がほとんど変化しないという効果があり、走査位置の精度が高い。例えば従来のように折返しミラーを単独で配置した場合、受け面角度がθ変化するとビームの出射方向は２θ変化するので走査位置精度が劣化し易いが、このようなことはない。

図４のとおり、偏光分離素子４０１ａ、４０１ｂの反射で分離された光ビームｂ、ｃは、さらに最終の折返しミラー４２０ａ、４２０ｂによって上方に蹴上げられてそれぞれの感光体Ｃ、Ｍに対応して走査される。一方、図４のように、偏光分離素子４０１ａ、４０１ｂを透過した光ビームａ、ｄは、さらに外側に進み、ダハ形状のホルダ４１２ａ、４１２ｂにより一体化して保持されたそれぞれ２枚の折返しミラー４１１ａおよび４１０ａ、または４１１ｂおよび４１０ｂを一体化したダハ形状のホルダ４１２ａ、４１２ｂにより反射されて略１８０°戻り、最終の折返しミラー４３０ａ、４３０ｂにより蹴上げられそれぞれの感光体Ｋ、Ｙに対応して走査される。

光学ハウジングは周囲を側壁で囲まれたいわゆるバスタブ構造になっていて、偏光分離素子４０１ａ、４０１ｂを用いた走査光学系の薄型化に伴って、側壁の高さを必要最小限に抑えることによって光走査装置として薄型化を達成できる。

以上説明した実施形態によれば、偏光方向が異なる第１光束と第２光束を含む光ビームを照射する光源部を有する光走査装置において、ポリゴンスキャナによって偏向反射された第１光束と第２光束を含む光ビームを走査レンズを介して偏光分離素子に入射させる第１経路および上記偏光分離素子により第１光束と第２光束のいずれかを反射させ、さらに折返しミラーにより反射させる第２経路の双方に対して干渉する透明なリブ部材が備えられることで、光学ハウジングの高い剛性が確保されるとともに、副走査方向に対して立体的に光経路を設けることができるため、光走査装置の小型化の実現という効果を奏する。また、偏光分離素子と折返しミラーをそれぞれ一体化して保持することで、偏光分離素子と折返しミラーとから構成されるユニット（ホルダ）の剛性を向上させ、かつ、固有振動数を安定させることになるから、このユニットに基づく共振を防止し、さらに画質の向上を実現という効果を奏する。

＜実施形態７＞
＜画像形成装置＞
次に、本発明に係る画像形成装置の実施形態について説明する。本発明に係る画像形成装置の一例は、露光プロセスを含む電子写真プロセスを実行することにより画像を形成する画像形成装置であって、上記露光プロセスを実行する装置は、上述した実施形態１乃至６に係る光走査装置を備えることを特徴とする。

本発明に係る画像形成装置の他の例は、色成分ごとに分離された画像信号により色成分ごとに設けられた像担持体に色成分ごとの画像を形成し、色成分ごとの画像を重ねることによってカラー画像を得ることができる電子写真プロセスによるタンデム型の画像形成装置であって、上記電子写真プロセス中の露光プロセスを実行する装置は、上述した実施形態１乃至６に係る光走査装置であることを特徴とする。光走査装置以外の各プロセス装置の構成は、上述したカラープリンタ２０００の構成とするタンデム方式の多色カラープリンタを一例とする。

以上説明した画像形成装置の実施形態によれば、実施形態１乃至６のいずれかの光走査装置を備えていることで、実施形態１乃至６のいずれか又はこれらの相乗効果を有する画像形成装置となるから、画像形成装置の小型化、薄型化の実現、高品質な潜像形成の実現という効果を奏する。

１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ 半導体レーザ
１００ ポリゴンスキャナ（光偏向器）
２００ 光学ハウジング
２０１ 光学ハウジングの側壁
２１０ 上蓋
２０００ カラープリンタ
３００ａ、３００ｂ、３００ｃ、３００ｄ カップリングレンズ
３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃ、３１０ｄ １/２λ板
３２０ａ、３２０ｄ 偏光ビームスプリッタ
３３０ａ、３３０ｄ アパーチャ
３４０ａ、３４０ｄ シリンドリカルレンズ
４００ａ、４００ｂ ホルダ（偏光分離素子を担持するためのホルダ）
４０１ａ、４０１ｂ 偏光分離素子
４０２ａ、４０２ｂ、４１０ａ、４１０ｂ、４１１ａ、４１１ｂ 折返しミラー
４１２ａ、４１２ｂ ホルダ（複数の折返しミラーを担持するためのホルダ）
４２０ａ、４２０ｂ、４３０ａ、４３０ｂ 最終の折返しミラー
ａ Ｋステーションに入射する光ビーム
ｂ Ｃステーションに入射する光ビーム
ｃ Ｍステーションに入射する光ビーム
ｄ Ｙステーションに入射する光ビーム
Ｌ１０、Ｌ１１、Ｌ２０、Ｌ２１ 走査レンズ
Ｍ１０、Ｍ１１ 透明なリブ部材

特開２００８−１４５９３９号公報 特開２００１−２５５４８７号公報 特開２００１−１１７０３９号公報

Claims (8)

1. 光源から出射される光ビームを光偏向器により偏向させ、
   偏向後の光ビームを走査レンズを介して折り返しミラーにより反射させて、被走査面を走査する光走査装置であって、
   光ビームが上記走査レンズから上記折り返しミラーに向かう位置に、上記走査レンズから上記折り返しミラーに向かう光ビームが透過する透明部材が、光学ハウジングの側壁と底面に固定して配置されていることを特徴とする光走査装置。
2. 上記透明部材は、上記光ハウジングの上蓋に固定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. 上記透明部材は、上記偏向後の光ビームが少なくとも２回透過することを特徴とする、
   請求項１又は２に記載の光走査装置。
4. 上記透明部材は、２つの平行な光学面を有し、上記偏向器の回転軸と平行な軸を中心に回転した方向に上記光学面が傾斜していることを特徴とする、
   請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光走査装置。
5. 上記透明部材は、２つの平行な光学面を有し、上記光学面は上記光学ハウジングの底面に傾いた状態で固定されていることを特徴とする、
   請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光走査装置。
6. 少なくとも２つの被走査面を主走査方向にそれぞれ光走査する光走査装置であって、
   互いに偏光方向が異なる第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、
   上記照明系からの複数の光束を偏向する光偏向器と、
   上記光偏向器で偏向された上記第１光束及び上記第２光束がともに入射する走査レンズと、
   上記走査レンズから出射する上記第１光束及び上記第２光束の一方を透過させ他方を反射させる分離光学素子と、
   上記分離光学素子で反射された上記第１光束及び上記第２光束のいずれかの光束が入射する折り返しミラーを含む走査光学系と、
   上記走査レンズから上記分離光学素子に向かう上記第１光束及び上記第２光束の双方が透過するとともに、上記分離光学素子で反射され上記折り返しミラーに向かう上記第１光束及び上記第２光束のうちの一方の光束がさらに透過する上記透明部材と、を備える、
   請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光走査装置。
7. 露光プロセスを含む電子写真プロセスを実行することにより画像を形成する画像形成装置であって、
   上記露光プロセスを実行する装置は、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の光走査装置であることを特徴とする画像形成装置。
8. 色成分ごとに分離された画像信号により色成分ごとに設けられた像担持体に色成分ごとの画像を形成し、色成分ごとの画像を重ねることによってカラー画像を得ることができる電子写真プロセスによるタンデム型の画像形成装置であって、
   上記電子写真プロセス中の露光プロセスを実行する装置は、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の光走査装置であることを特徴とする画像形成装置。

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