JP2014066817A - 光走査装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光偏向器から被走査体までの出射光学系における光学部品を効率的に配置することで、薄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】光走査装置１１ａは、ビームＢＭを出射する複数の光源５１と、複数の光源５１から出射されたビームＢＭを偏向する光偏向器５２と、光偏向器５２で偏向されたビームＢＭをそれぞれ反射させて、対応する感光体ドラム１３へ導く複数の反射ミラー５３と、光偏向器５２を回転させる駆動部５５とを備えている。回転軸方向Ｚと直交し光偏向器５２を通る平面を基準面ＢＳとするとき、駆動部５５が収容された筐体内の空間は、基準面ＢＳで第１領域ＡＲ１と第２領域ＡＲ２とに分割され、駆動部５５は、第１領域ＡＲ１に配置されている。第１ビームＢＭ１および第２ビームＢＭ２は、それぞれ異なる角度で反射ミラー５３に入射する構成とされている。
【選択図】図４

Description

本発明は、ビームを出射する複数の光源と、複数の光源から出射されたビームを偏向する光偏向器とを備え、それぞれのビームが複数の被走査体を走査する光走査装置に関し、また、光走査装置を備える画像形成装置に関する。

従来、画像形成装置では、感光体を露光するため、光走査装置が用いられている。タンデム式のカラーレーザビームプリンタにおいては、光走査装置によって、複数の感光体に対応する数のビームで感光体を走査し、各色を重ね合わせることでカラー画像を形成している。このような光走査装置の構成として、複数の感光体を走査する光走査部に単一の光偏向器（回転多面鏡）を共用する方式が適用されており、光偏向器の数を減らすことで、画像形成装置のコンパクト化を図っている（例えば、特許文献１参照。）。

また、光偏向器に対して複数のビームを入射させる構成では、それぞれのビームの光路を分離するために、光偏向器に入射させるビームの入射角を異ならせる方式が採用されている（例えば、特許文献２参照。）。

特開２００９−２５１３０８号公報 特開２０１１−１００００７号公報

ところで、特許文献１に記載の光学走査装置や、特許文献２に記載の光走査装置といった複数のビームを照射する光走査装置では、折り返しミラー等の光学部品によって、複数のビームを対応する感光体に導いているが、ビームの入射角に応じた位置に光学部品を配置しなければならず、離間して配置された光学部品のための広い空間を必要とするため、光走査装置の小型化が困難になるという課題がある。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、光偏向器から被走査体までの出射光学系における光学部品を効率的に配置することで、薄型化を図ることができる光走査装置を提供することを目的とする。

本発明に係る光走査装置は、ビームを出射する複数の光源と、前記複数の光源から出射されたビームを偏向する光偏向器とを備え、それぞれのビームが複数の被走査体を走査する光走査装置であって、前記光偏向器で偏向されたビームをそれぞれ反射させて、対応する被走査体へ導く複数の反射ミラーと、前記光偏向器を回転させる駆動部とを備え、前記光偏向器の回転軸と平行な方向を回転軸方向とし、前記回転軸方向と直交し前記光偏向器を通る平面を基準面とするとき、前記駆動部が収容された筐体内の空間は、前記基準面で第１領域と第２領域とに分割され、前記駆動部が配置された前記第１領域は、前記回転軸方向の幅が前記第２領域より大きく設定されており、前記光源から出射されたビームのうち２つは、前記基準面に対して前記回転軸方向でそれぞれ異なる角度の第１入射角と第２入射角とで前記反射ミラーに入射する構成とされ、前記第２入射角より大きい前記第１入射角で入射するビームは、前記第１領域に配置された前記反射ミラーに導かれることを特徴とする。

この構成によると、光偏向器から被走査体までの出射光学系における光学部品を効率的に配置することで、光走査装置の薄型化を図ることができる。つまり、光偏向器で回転走査する光走査装置では、駆動部を配置するための空間（第１領域）を確保する必要があった。ここで、最大の角度（第１入射角）で入射するビームは、回転軸方向に大きく広がるため、対応する反射ミラーを第１領域に配置することで、広い空間を有する第１領域を有効に利用することができる。

本発明に係る光走査装置では、前記光源から出射されたビームのうち２つは、前記光偏向器に対して、一方が前記第１入射角と同じ角度で入射し、他方が前記第２入射角と同じ角度で入射する構成とされていることを特徴とする。

この構成によると、光偏向器への入射角をそれぞれ異なる角度とすることで、光偏向器からの入射角を異なる角度とした構成とすることができる。従って、光源から光偏向器までの入射光学系における光学部品の配置を調整することで、容易に光走査装置の薄型化を図ることができる。

本発明に係る光走査装置では、前記光偏向器と前記反射ミラーとの間に配置され、前記光偏向器で偏向されたビームを収束する第１レンズを備えていることを特徴とする。

この構成によると、第１レンズによってビームを収束することで、ビームを被走査体の一点に集光させ、画像形成における解像度を向上させることができる。また、ビーム毎に第１レンズを設けた場合、それぞれのビームに対して個別に照射する角度や位置を調整することが容易になる。

本発明に係る光走査装置では、前記光偏向器で偏向されたビームを前記回転軸方向で傾斜させる第２レンズを備え、前記第２レンズは、前記光偏向器で偏向された２つのビームのうち、一方を前記第１入射角に傾斜させる第１傾斜部と、他方を前記第２入射角に傾斜させる第２傾斜部とが設けられていることを特徴とする。

この構成によると、第２レンズによってビームの角度を調整するので、入射光学系における光学部品の配置が制限されない構造とすることができる。

本発明に係る光走査装置では、前記第２入射角は、０度であることを特徴とする。

この構成によると、複数のビームのうち１つを基準面と平行に出射させることで、基準面に対する傾斜を無視することができ、出射光学系における配置を容易に設計することができる。

本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る光走査装置を備えていることを特徴とする。

この構成によると、本発明に係る光走査装置を備えることで、本発明に係る光走査装置と同様の作用効果を奏する。

本発明によると、光偏向器から被走査体までの出射光学系における光学部品を効率的に配置することで、光走査装置の薄型化を図ることができる。つまり、光偏向器で回転走査する光走査装置では、駆動部を配置するための空間（第１領域）を確保する必要があった。ここで、最大の角度（第１入射角）で入射するビームは、回転軸方向に大きく広がるため、対応する反射ミラーを第１領域に配置することで、広い空間を有する第１領域を有効に利用することができる。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置の概略側面図である。 本発明の実施の形態１に係る光走査装置の上面図である。 本発明の実施の形態１に係る光走査装置の概略側面図である。 本発明の実施の形態１に係る光走査装置における反射ミラーの位置を示す説明図である。 比較例における反射ミラーの位置を示す説明図である。 実施の形態１に係る光走査装置の変形例１における反射ミラーの位置を示す説明図である。 本発明の実施の形態２に係る光走査装置の上面図である。 本発明の実施の形態２に係る光走査装置における反射ミラーの位置を示す説明図である。 実施の形態２に係る光走査装置の変形例２における反射ミラーの位置を示す説明図である。 本発明の実施の形態３に係る光走査装置の上面図である。 本発明の実施の形態３に係る光走査装置における反射ミラーの位置を示す説明図である。 実施の形態３に係る光走査装置の変形例３における反射ミラーの位置を示す説明図である。 実施の形態３に係る光走査装置の変形例４における反射ミラーの位置を示す説明図である。 実施の形態１に係る光走査装置の変形例５の概略側面図である。

以下、本発明の実施の形態に係る画像形成装置について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の概略側面図である。

画像形成装置１は、原稿を読み取って用紙に画像形成する複写機能を有しており、画像読取装置２、画像読取装置２の上側に設けられた原稿搬送装置（ＡＤＦ）３、画像読取装置２の下側に設けられた画像形成部４、給紙カセット５、および排紙トレイ７を備えている。

原稿搬送装置３は、奥一辺のヒンジ（支点、図示しない）によって画像読取装置２に対して開閉自在に支持されており、手前側端部が上下されることによって開閉される。原稿搬送装置３が開かれると、画像読取装置２の上方が開放され、原稿を手置きで置くことができるようになっている。また、原稿搬送装置３は、載置された原稿を画像読取装置２の上に自動で搬送する。

画像読取装置２は、奥一辺のヒンジ（支点）４２によって画像形成部４に対して開閉自在に支持されており、手前側端部が上下されることによって開閉される。画像読取装置２は、載置された原稿または原稿搬送装置３から搬送された原稿を読み取って画像データを生成する。

画像形成装置１では、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色を用いたカラー画像、または単色（例えば、ブラック）を用いたモノクロ画像に応じた画像データが扱われる。画像形成部４には、４種類のトナー像を形成するための現像装置１２、感光体ドラム１３、ドラムクリーニング装置１４、および帯電器１５が４つずつ設けられ、それぞれがブラック、シアン、マゼンタ、およびイエローに対応付けられ、４つの画像ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄが構成されている。

ドラムクリーニング装置１４は、感光体ドラム１３の表面の残留トナーを除去および回収する。帯電器１５は、感光体ドラム１３の表面を所定の電位に均一に帯電させる。光走査装置１１は、感光体ドラム１３の表面を露光して静電潜像を形成する。現像装置１２は、感光体ドラム１３の表面の静電潜像を現像して、感光体ドラム１３の表面にトナー像を形成する。上述した一連の動作によって、各感光体ドラム１３の表面に各色のトナー像が形成される。なお、光走査装置１１については、後述する図２および図３を参照して詳細を説明する。

感光体ドラム１３の上側には、中間転写ベルト２１が配置されている。中間転写ベルト２１は、矢印Ｃの方向へ周回移動し、ベルトクリーニング装置２５によって残留トナーを除去および回収され、各感光体ドラム１３の表面に形成された各色のトナー像が順次転写して重ね合わされて、中間転写ベルト２１の表面にカラーのトナー像が形成される。

２次転写装置２６の転写ローラ２６ａは、中間転写ベルト２１との間にニップ域が形成されており、用紙搬送経路Ｒ１を通じて搬送されて来た用紙をニップ域に挟み込んで搬送する。用紙は、ニップ域を通過する際に、中間転写ベルト２１の表面のトナー像が転写されて定着装置１７に搬送される。

定着装置１７は、用紙を挟んで回転する定着ローラ３１および加圧ローラ３２を備えている。定着装置１７は、定着ローラ３１および加圧ローラ３２の間にトナー像が転写された記録用紙を挟み込んで加熱および加圧し、トナー像を記録用紙に定着させる。

給紙カセット５は、画像形成に使用する用紙を蓄積しておくためのトレイであり、光走査装置１１の下側に設けられている。用紙は、ピックアップローラ３３によって給紙カセット５から引き出されて、用紙搬送経路Ｒ１を通じて搬送され、２次転写装置２６や定着装置１７を経由し、排紙ローラ３６を介して排紙トレイ７へと搬出される。用紙搬送経路Ｒ１には、用紙を一旦停止させて、用紙の先端を揃えた後、中間転写ベルト２１と転写ローラ２６ａとの間のニップ域でのカラーのトナー像の転写タイミングに合わせて用紙の搬送を開始するレジストローラ３４、用紙の搬送を促す搬送ローラ３５、および排紙ローラ３６が配置されている。

また、用紙の表面だけでなく、裏面に画像形成を行う場合は、用紙を排紙ローラ３６から反転経路Ｒｒへと逆方向に搬送して、用紙の表裏を反転させ、用紙をレジストローラ３４へと再度導き、表面と同様にして裏面に画像形成を行い、用紙を排紙トレイ７へと搬出する。

次に、本発明の実施の形態１に係る光走査装置の構成について、図面を参照して説明する。

図２は、本発明の実施の形態１に係る光走査装置の上面図であって、図３は、本発明の実施の形態１に係る光走査装置の概略側面図である。なお、図３では、図の見易さを考慮して、コリメータ６１、誘導ミラー６２、およびシリンドリカルレンズ６３を省略している。

本発明の実施の形態１に係る光走査装置１１ａは、ビームＢＭを出射する複数の光源５１と、複数の光源５１から出射されたビームＢＭを偏向する光偏向器５２とを備えており、それぞれのビームＢＭが複数の被走査体（例えば、感光体ドラム１３）を走査する。光走査装置１１ａは、さらに、光偏向器５２で偏向されたビームＢＭをそれぞれ反射させて、対応する感光体ドラム１３へ導く複数の反射ミラー５３と、光偏向器５２を回転させる駆動部５５とを備えている。

具体的には、本実施の形態では、４つの光源５１を備える構成とされており、以下ではそれぞれを区別するため、第１光源５１ａ、第２光源５１ｂ、第３光源５１ｃ、および第４光源５１ｄと呼び、これらを併せて光源５１と呼ぶことがある。また、各光源５１から出射されるビームＢＭを区別するため、第１光源５１ａから出射されるビームＢＭを第１ビームＢＭ１と呼び、第２光源５１ｂから出射されるビームＢＭを第２ビームＢＭ２と呼び、第３光源５１ｃから出射されるビームＢＭを第３ビームＢＭ３と呼び、第４光源５１ｄから出射されるビームＢＭを第４ビームＢＭ４と呼び、これらを併せて、ビームＢＭと呼ぶことがある。さらに、複数の反射ミラー５３を区別するため、第１ビームＢＭ１を導く反射ミラー５３を第１反射ミラー５３ａと呼び、第２ビームＢＭ２を導く反射ミラー５３を第２反射ミラー５３ｂと呼び、第３ビームＢＭ３を導く反射ミラー５３を第３反射ミラー５３ｃと呼び、第４ビームＢＭ４を導く反射ミラー５３を第４反射ミラー５３ｄと呼び、これらを併せて、反射ミラー５３と呼ぶことがある。

本発明の実施の形態１に係る光走査装置１１ａは、光源５１から照射されたビームＢＭの進行方向の上流から下流に向けて、光源５１、コリメータ６１、誘導ミラー６２、シリンドリカルレンズ６３、光偏向器５２、第１レンズ（以下では、ｆθレンズ５６と呼ぶ。）、反射ミラー５３、および補助ミラー（第１補助ミラー５４ａまたは第２補助ミラー５４ｂ）が順に配置された光学走査系を備える構成とされている。

光源５１は、例えば、レーザダイオードなどである。光源５１から出射されるビームＢＭにおける光軸に垂直な断面（ビーム断面）は、円形状とされている。コリメータ６１は、光源５１から拡散するように出射される円錐状のビームＢＭを平行状のビームＢＭに整形する光学部品である。誘導ミラー６２は、光源５１から出射されたビームＢＭを光偏向器５２に向かって誘導する光学部品である。なお、第１ビームＢＭ１、第２ビームＢＭ２、第３ビームＢＭ３、および第４ビームＢＭ４のうちいずれを誘導ミラー６２で導く構造とするかは適宜選択すればよく、誘導ミラー６２の数は、光源５１の配置に応じて、適宜変更すればよい。シリンドリカルレンズ６３は、光偏向器５２の偏向面５２ａに対してビームＢＭを収束させるための光学部品である。

光偏向器５２は、上面視（図２参照）で光走査装置１１ａの略中央に配置され、複数の偏向面５２ａが形成されたポリゴンミラー（回転多面鏡）であり、駆動部５５により回転軸５５ａ回りに回転駆動される。本実施の形態では、光偏向器５２は、４つの偏向面５２ａを備え、上面視において四角形状とされているが、これに限定されず、複数の偏向面５２ａを備えた多角形状とされていればよい。なお、以下では説明の簡略化のため、回転軸５５ａと平行な方向を回転軸方向Ｚとし、回転軸方向Ｚで光偏向器５２を基準として、駆動部５５が配置された側を下方と呼び、駆動部５５の反対側を上方と呼ぶ。つまり、駆動部５５は、光偏向器５２の下方に配置されている。

本実施の形態では、光走査装置１１ａは、上方に感光体ドラム１３が配置されており、上面が開放されている。光偏向器５２で偏向されたビームＢＭは、反射ミラー５３および補助ミラーによって上方へ導かれ、それぞれ対応する感光体ドラム１３に照射される。具体的には、４つの感光体ドラム１３は、副走査方向Ｘに一定の距離を保って配置されており、副走査方向Ｘと直交する主走査方向Ｙに沿ってそれぞれの表面を走査される。

第１レンズは、光偏向器５２で偏向されたビームＢＭを感光体ドラム１３の表面に収束させるｆθレンズ５６である。本実施の形態では、２つのｆθレンズ５６（第１ｆθレンズ５６ａおよび第２ｆθレンズ５６ｂ）を備える構成とされており、副走査方向Ｘで光偏向器５２を中心として対称に配置されている。光走査装置１１ａは、複数の偏向面５２ａに同時にビームＢＭが入射する構成とされており、第１ビームＢＭ１と第２ビームＢＭ２とが同一の偏向面５２ａに入射し、一方のｆθレンズ５６（第１ｆθレンズ５６ａ）が配置された側（図２では、光偏向器５２の左側）に偏向される。さらに、第３ビームＢＭ３と第４ビームＢＭ４とは、第１ビームＢＭ１と第２ビームＢＭ２とが入射した偏向面５２ａとは異なる面であって、同一の偏向面５２ａに入射し、他方のｆθレンズ５６（第２ｆθレンズ５６ｂ）が配置された側（図２では、光偏向器５２の右側）に偏向される。

反射ミラー５３、第１補助ミラー５４ａ、および第２補助ミラー５４ｂは、ビームＢＭを反射する光学部品である。なお、本明細書では、光偏向器５２で偏向されたビームＢＭを最初に反射するミラーを反射ミラー５３と呼び、２回目以降に反射するミラーを補助ミラー（第１補助ミラー５４ａおよび第２補助ミラー５４ｂ）と呼ぶ。具体的には、第１補助ミラー５４ａは、第２反射ミラー５３ｂで反射された第２ビームＢＭ２を感光体ドラム１３へ導き、第２補助ミラー５４ｂは、第４反射ミラー５３ｄで反射された第４ビームＢＭ４を感光体ドラム１３へ導く。また、第１反射ミラー５３ａ、第２反射ミラー５３ｂ、および第１補助ミラー５４ａは、光偏向器５２に対して第１ｆθレンズ５６ａが配置された側（図２では、左側）に配置されている。そして、第３反射ミラー５３ｃ、第４反射ミラー５３ｄ、および第２補助ミラー５４ｂは、光偏向器５２に対して第２ｆθレンズ５６ｂが配置された側（図２では、右側）に配置されている。なお、反射ミラー５３および補助ミラーの具体的な位置関係については、後述する図４を参照して説明する。

本実施の形態では、光偏向器５２で偏向されたビームＢＭを１回または２回反射させる構成としているが、これに限定されず、補助ミラーの数を増やして３回以上反射させる構成としてもよい。つまり、補助ミラーの数を適宜調整することで、ビームＢＭを反射させる回数を調整して、ビームＢＭを導く方向や位置を適宜調整することができる。

上述したように、光走査装置１１ａは、副走査方向Ｘで光偏向器５２を中心として対称に配置された２つの光学走査系を備える構成とされており、それぞれの光学走査系は、２つの光源５１を有している。つまり、一方の光学走査系は、第１光源５１ａ、第２光源５１ｂ、光偏向器５２、第１ｆθレンズ５６ａ、第１反射ミラー５３ａ、第２反射ミラー５３ｂ、および第１補助ミラー５４ａを備える構成とされ、第１ビームＢＭ１および第２ビームＢＭ２を走査させる。他方の光学走査系は、第３光源５１ｃ、第４光源５１ｄ、光偏向器５２、第２ｆθレンズ５６ｂ、第３反射ミラー５３ｃ、第４反射ミラー５３ｄ、および第２補助ミラー５４ｂを備える構成とされ、第３ビームＢＭ３および第４ビームＢＭ４を走査させる。なお、コリメータ６１、誘導ミラー６２、およびシリンドリカルレンズ６３は、光源５１の配置に応じて適宜設けられていればよい。２つの光学走査系では、同一の光偏向器５２が用いられており、それぞれの光学走査系から照射されたビームＢＭを、異なる偏向面５２ａに入射させて異なる方向に分散することで、反射ミラー５３などの光学部品を密集させない構造としている。

次に、それぞれの光学走査系における光学部品の位置関係について、図４および図５を参照して説明する。

図４は、本発明の実施の形態１に係る光走査装置における反射ミラーの位置を示す説明図であって、図５は、比較例における反射ミラーの位置を示す説明図である。なお、図４および図５では、図の見易さを考慮して、誘導ミラー６２を省略している。また、第１入射角θａ１および第２入射角θａ２を示すために、基準面ＢＳと平行な補助線が引いてある。

図４は、図３から第１光源５１ａおよび第２光源５１ｂを有する光学走査系のビームＢＭ（第１ビームＢＭ１および第２ビームＢＭ２）の光路を抜き出して示している。なお、第３光源５１ｃおよび第４光源５１ｄを有する光学走査系は、回転軸方向Ｚで第１光源５１ａおよび第２光源５１ｂを有する光学走査系と同様の配置とされているため、説明を省略する。つまり、第３光源５１ｃおよび第４光源５１ｄを有する光学走査系では、図４において、第１光源５１ａが第３光源５１ｃに、第２光源５１ｂが第４光源５１ｄに、第１ビームＢＭ１が第３ビームＢＭ３に、第２ビームＢＭ２が第４ビームＢＭ４に、第１ｆθレンズ５６ａが第２ｆθレンズ５６ｂに、第１反射ミラー５３ａが第３反射ミラー５３ｃに、第２反射ミラー５３ｂが第４反射ミラー５３ｄに、第１補助ミラー５４ａが第２補助ミラー５４ｂにそれぞれ相当する。従って、第３光源５１ｃおよび第４光源５１ｄを有する光学走査系は、第１光源５１ａおよび第２光源５１ｂを有する光学走査系と同様の機能を有する。

本実施の形態では、回転軸方向Ｚと直交し光偏向器５２を通る平面を基準面ＢＳとするとき、駆動部５５および反射ミラー５３が収容された筐体内の空間は、基準面ＢＳで回転軸方向Ｚに第１領域ＡＲ１と第２領域ＡＲ２とに分割され、駆動部５５は、第１領域ＡＲ１に配置されている。つまり、光偏向器５２より下方の空間は第１領域ＡＲ１とされ、光偏向器５２より上方の空間は第２領域ＡＲ２とされている。第１領域ＡＲ１は、回転軸方向Ｚの幅（第１領域幅ＺＬ１）が第２領域ＡＲ２の回転軸方向Ｚの幅（第２領域幅ＺＬ２）より大きく設定されている。

第１光源５１ａは第２領域ＡＲ２に配置され、第２光源５１ｂは第１領域ＡＲ１に配置されている。また、誘導ミラー６２は、ビームＢＭの進行方向を回転軸方向Ｚで変更しない配置とされている。つまり、光源５１から出射されたビームＢＭは、基準面ＢＳに対して平行に進行し、シリンドリカルレンズ６３によって、基準面ＢＳに対して傾斜し、且つ、光偏向器５２に向かう方向へ進行方向を変更される。

第１反射ミラー５３ａおよび第１補助ミラー５４ａは、第１領域ＡＲ１に配置されており、第２反射ミラー５３ｂは、第２領域ＡＲ２に配置されている。第１ｆθレンズ５６ａの回転軸方向Ｚでの位置は特に限定されず、第１ビームＢＭ１および第２ビームＢＭ２の光路上に配置されていればよい。なお、第１補助ミラー５４ａを配置する位置は特に限定されず、第２領域ＡＲ２に配置されていてもよい。

以下では、説明の簡略化のため、ビームＢＭが基準面ＢＳに対して回転軸方向Ｚで傾斜した角度について、第１ビームＢＭ１が光偏向器５２に入射するときの角度を第１偏向角θｂ１と呼び、第２ビームＢＭ２が光偏向器５２に入射するときの角度を第２偏向角θｂ２と呼び、第１ビームＢＭ１が第１反射ミラー５３ａに入射するときの角度を第１入射角θａ１と呼び、第２ビームＢＭ２が第２反射ミラー５３ｂに入射するときの角度を第２入射角θａ２と呼ぶ。

具体的には、第１ビームＢＭ１は、第１偏向角θｂ１で上方から偏向面５２ａに入射する。また、第２ビームＢＭ２は、第２偏向角θｂ２で下方から偏向面５２ａに入射する。第１ビームＢＭ１および第２ビームＢＭ２は、偏向面５２ａおよび第１ｆθレンズ５６ａにおいて、回転軸方向Ｚで偏向されないため、第１偏向角θｂ１および第２偏向角θｂ２を維持した状態でさらに進行する。上方（第２領域ＡＲ２）から光偏向器５２に入射した第１ビームＢＭ１は、光偏向器５２を過ぎると下方（第１領域ＡＲ１）を進行し、第１偏向角θｂ１と等しい第１入射角θａ１で第１反射ミラー５３ａに入射し、感光体ドラム１３に導かれる。また、下方（第１領域ＡＲ１）から光偏向器５２に入射した第２ビームＢＭ２は、光偏向器５２を過ぎると上方（第２領域ＡＲ２）を進行し、第２偏向角θｂ２と等しい第２入射角θａ２で第２反射ミラー５３ｂに入射し、第１補助ミラー５４ａを介して感光体ドラム１３に導かれる。

本実施の形態では、第１偏向角θｂ１は、第２偏向角θｂ２より大きく設定されており、第１入射角θａ１は、第２入射角θａ２より大きく設定されているため、基準面ＢＳから第１反射ミラー５３ａまでの距離を大きくする必要がある。ところで、第１領域ＡＲ１には駆動部５５が配置されており、第１領域幅ＺＬ１が大きく設計されているため、第１反射ミラー５３ａを配置するための充分な空間が確保されている。また、第２入射角θａ２を第１入射角θａ１より小さく設定することで、基準面ＢＳから第２反射ミラー５３ｂまでの距離を小さくすることができ、第１領域幅ＺＬ１に対して第２領域幅ＺＬ２を小さくすることができる。

また、第２反射ミラー５３ｂは、第１反射ミラー５３ａより光偏向器５２に近い位置に配置されていることが望ましい。つまり、光偏向器５２から第２反射ミラー５３ｂまでの距離を短くすることで、基準面ＢＳから第２反射ミラー５３ｂまでの距離をさらに短くすることができ、光走査装置１１ａを容易に薄型化することができる。

図５は、比較例である従来の光走査装置１００のビームＢＭの光路を示している。比較例は、本実施の形態と略同様の構成とされているが、第１偏向角θｂ１、第２偏向角θｂ２、第１入射角θａ１、および第２入射角θａ２の関係が異なる。比較例では、第１偏向角θｂ１と第２偏向角θｂ２とが等しい角度に設定されており、第１入射角θａ１と第２入射角θａ２とが等しい角度である。その結果、基準面ＢＳから第２反射ミラー５３ｂまでの距離を大きくする必要があり、第２領域ＡＲ２の回転軸方向Ｚの幅（比較幅ＺＬ３）が大きくなる。本実施の形態と比較すると、第２領域ＡＲ２の回転軸方向Ｚの幅が第２領域幅ＺＬ２より大きい比較幅ＺＬ３となるため、筐体を薄型化することが困難となる。なお、第２入射角θａ２を小さくすることで比較幅ＺＬ３を小さくすることができるが、第１ビームＢＭ１と第２ビームＢＭ２との光路が接近すると、例えば、第１ビームＢＭ１が第２反射ミラー５３ｂで反射されて、感光体ドラム１３に照射される光量が低減するなど、画像形成の不良を生じる虞があるため、第１入射角θａ１および第２入射角θａ２を小さくするのには限度がある。

上述したように、本発明の実施の形態１に係る光走査装置１１ａは、光源５１（第１光源５１ａおよび第２光源５１ｂ）から出射されたビームＢＭのうち２つ（第１ビームＢＭ１および第２ビームＢＭ２）は、基準面ＢＳに対して回転軸方向Ｚでそれぞれ異なる角度の第１入射角θａ１と第２入射角θａ２とで反射ミラー５３（第１反射ミラー５３ａおよび第２反射ミラー５３ｂ）に入射する構成とされ、第２入射角θａ２より大きい第１入射角θａ１で入射するビームＢＭ（第１ビームＢＭ１）は、第１領域ＡＲ１に配置された反射ミラー５３（第１反射ミラー５３ａ）に導かれる。

この構成によると、光偏向器５２から被走査体（感光体ドラム１３）までの出射光学系における光学部品を効率的に配置することで、光走査装置１１ａの薄型化を図ることができる。つまり、光偏向器５２で回転走査する光走査装置１１ａでは、駆動部５５を配置するための空間（第１領域ＡＲ１）を確保する必要があった。ここで、最大の角度（第１入射角θａ１）で入射するビームＢＭ（第１ビームＢＭ１）は、回転軸方向Ｚに大きく広がるため、対応する反射ミラー５３（第１反射ミラー５３ａ）を第１領域ＡＲ１に配置することで、広い空間を有する第１領域ＡＲ１を有効に利用することができる。

本実施の形態では、光偏向器５２と反射ミラー５３との間に配置され、光偏向器５２で偏向されたビームＢＭを収束する第１レンズ（ｆθレンズ５６）を備えている。この構成によると、ｆθレンズ５６によってビームＢＭを収束することで、ビームＢＭを感光体ドラム１３の一点に集光させ、画像形成における解像度を向上させることができる。

次に、実施の形態１に係る光走査装置の変形例１について説明する。

図６は、実施の形態１に係る光走査装置の変形例１における反射ミラーの位置を示す説明図である。なお、図では、図の見易さを考慮して、誘導ミラー６２を省略している。また、第１入射角θａ１を示すために、基準面ＢＳと平行な補助線が引いてある。

変形例１は、実施の形態１と略同様の構成とされており、第２入射角θａ２が異なる。具体的には、変形例１では、第２入射角θａ２は０度とされており、第２偏向角θｂ２は０度とされている。この構成によると、複数のビームＢＭのうち１つを基準面ＢＳと平行に出射させることで、基準面ＢＳに対する傾斜を無視することができ、出射光学系における配置を容易に設計することができる。

なお、第２入射角θａ２には、許容可能な誤差が設定されており、例えば、０．２〜０．３度程度であれば、ｆθレンズ５６などによって補正することができる。

また、本発明はこれに限定されず、第１入射角θａ１が第２入射角θａ２より大きく設定されていれば、第２入射角θａ２を変更してもよい。つまり、第１ビームＢＭ１と第２ビームＢＭ２との両方が光偏向器５２に対して上方から入射する構成とし、第２反射ミラー５３ｂが第１領域ＡＲ１に配置されている構成としてもよい。

次に、本発明の実施の形態２に係る光走査装置の構成について、図面を参照して説明する。

図７は、本発明の実施の形態２に係る光走査装置の上面図であって、図８は、本発明の実施の形態２に係る光走査装置における反射ミラーの位置を示す説明図である。なお、実施の形態１と同様の機能を有する構成要素については同じ符号を付し、その説明を省略する。また、図８では、図の見易さを考慮して、誘導ミラー６２を省略しており、第１入射角θａ１および第２入射角θａ２を示すために、基準面ＢＳと平行な補助線が引いてある。

本発明の実施の形態２に係る光走査装置１１ｂでは、実施の形態１に対して、ｆθレンズ５６が配置されている位置が異なる。本実施の形態では、反射ミラー５３と被走査体（感光体ドラム１３）との間に配置され、光偏向器５２で偏向されたビームＢＭをそれぞれ収束する複数の第１レンズ（ｆθレンズ５６）を備えている。この構成によると、ｆθレンズ５６によって、ビームＢＭを感光体ドラム１３の一点に集光させ、画像形成における解像度を向上させることができる。また、ビームＢＭ毎にｆθレンズ５６を設けることで、それぞれのビームＢＭに対して個別に照射する角度や位置を調整することが容易になる。

具体的には、本実施の形態は、光源５１から照射されたビームＢＭの進行方向の上流から下流に向けて、光源５１、コリメータ６１、誘導ミラー６２、シリンドリカルレンズ６３、光偏向器５２、反射ミラー５３、補助ミラー（第１補助ミラー５４ａまたは第２補助ミラー５４ｂ）、およびｆθレンズ５６が順に配置された光学走査系を備える構成とされている。また、光走査装置１１ｂは４つのｆθレンズ５６を備える構成とされ、ｆθレンズ５６は、第１反射ミラー５３ａ、第１補助ミラー５４ａ、第３反射ミラー５３ｃ、および第２補助ミラー５４ｂの上方にそれぞれ配置されている。

図８に示すように、第１ビームＢＭ１は、第１偏向角θｂ１で上方から偏向面５２ａに入射する。また、第２ビームＢＭ２は、第２偏向角θｂ２で下方から偏向面５２ａに入射する。第１ビームＢＭ１および第２ビームＢＭ２は、偏向面５２ａにおいて、回転軸方向Ｚで偏向されないため、第１偏向角θｂ１および第２偏向角θｂ２を維持した状態でさらに進行する。上方（第２領域ＡＲ２）から光偏向器５２に入射した第１ビームＢＭ１は、光偏向器５２を過ぎると下方（第１領域ＡＲ１）を進行し、第１偏向角θｂ１と等しい第１入射角θａ１で第１反射ミラー５３ａに入射し、ｆθレンズ５６を介して感光体ドラム１３に導かれる。また、下方（第１領域ＡＲ１）から光偏向器５２に入射した第２ビームＢＭ２は、光偏向器５２を過ぎると上方（第２領域ＡＲ２）を進行し、第２偏向角θｂ２と等しい第２入射角θａ２で第２反射ミラー５３ｂに入射し、第１補助ミラー５４ａおよびｆθレンズ５６を介して感光体ドラム１３に導かれる。

なお、第３光源５１ｃおよび第４光源５１ｄを有する光学走査系は、実施の形態１と同様にして、回転軸方向Ｚで第１光源５１ａおよび第２光源５１ｂを有する光学走査系と同様の配置とされているため、説明を省略する。

実施の形態２についても、第２入射角θａ２を適宜変更することができる。次に、実施の形態２に係る光走査装置の変形例２について説明する。

図９は、実施の形態２に係る光走査装置の変形例２における反射ミラーの位置を示す説明図である。なお、図では、図の見易さを考慮して、誘導ミラー６２を省略している。また、第１入射角θａ１を示すために、基準面ＢＳと平行な補助線が引いてある。

変形例２は、実施の形態２と略同様の構成とされており、第２入射角θａ２が異なる。具体的には、変形例２では、第２入射角θａ２は０度とされており、第２偏向角θｂ２は０度とされている。

次に、本発明の実施の形態３に係る光走査装置の構成について、図面を参照して説明する。

図１０は、本発明の実施の形態３に係る光走査装置の上面図であって、図１１は、本発明の実施の形態３に係る光走査装置における反射ミラーの位置を示す説明図である。なお、実施の形態１および実施の形態２と同様の機能を有する構成要素については同じ符号を付し、その説明を省略する。また、図１１では、図の見易さを考慮して、誘導ミラー６２を省略しており、第１入射角θａ１および第２入射角θａ２を示すために、基準面ＢＳと平行な補助線が引いてある。

本発明の実施の形態３に係る光走査装置１１ｃでは、実施の形態１に対して、ｆθレンズ５６の換わりに、光偏向器５２で偏向されたビームＢＭを回転軸方向Ｚで傾斜させる第２レンズ５７を備えている。

実施の形態３に係る光走査装置１１ｃは、光源５１から照射されたビームＢＭの進行方向の上流から下流に向けて、光源５１、コリメータ６１、誘導ミラー６２、シリンドリカルレンズ６３、光偏向器５２、第２レンズ５７、反射ミラー５３、および補助ミラー（第１補助ミラー５４ａまたは第２補助ミラー５４ｂ）が順に配置された光学走査系を備える構成とされている。

第２レンズ５７は、２つ設けられ、実施の形態１におけるｆθレンズ５６と同様の位置に配置されており、副走査方向Ｘで光偏向器５２を中心として対称に配置されている。また、第２レンズ５７は、光偏向器５２で偏向された２つのビームＢＭ（第１ビームＢＭ１および第２ビームＢＭ２）のうち、一方（第１ビームＢＭ１）を第１入射角θａ１に傾斜させる第１傾斜部５７ａと、他方（第２ビームＢＭ２）を第２入射角θａ２に傾斜させる第２傾斜部５７ｂとが設けられている。この構成によると、第２レンズ５７によってビームＢＭの角度を調整するので、入射光学系における光学部品の配置が制限されない構造とすることができる。なお、第２レンズ５７は、ｆθレンズ５６と同様に、ビームＢＭを感光体ドラム１３の表面に収束させる。

図１１に示すように、第１ビームＢＭ１は、第１偏向角θｂ１で上方から偏向面５２ａに入射する。また、第２ビームＢＭ２は、第１偏向角θｂ１と等しい第２偏向角θｂ２で下方から偏向面５２ａに入射する。第１ビームＢＭ１および第２ビームＢＭ２は、偏向面５２ａにおいて、回転軸方向Ｚで偏向されないため、第１偏向角θｂ１および第２偏向角θｂ２を維持した状態でさらに進行する。上方（第２領域ＡＲ２）から光偏向器５２に入射した第１ビームＢＭ１は、光偏向器５２を過ぎると下方（第１領域ＡＲ１）を進行し、第２レンズ５７の第１傾斜部５７ａに入射する。また、下方（第１領域ＡＲ１）から光偏向器５２に入射した第２ビームＢＭ２は、光偏向器５２を過ぎると上方（第２領域ＡＲ２）を進行し、第２レンズ５７の第２傾斜部５７ｂに入射する。

第２レンズ５７において、第１ビームＢＭ１は、第１偏向角θｂ１を維持した状態で出射され、第２ビームＢＭ２は、第２偏向角θｂ２より小さい第２入射角θａ２に傾斜させて出射される。その結果、第１ビームＢＭ１は、第１偏向角θｂ１と等しい第１入射角θａ１で第１反射ミラー５３ａに入射し、第２ビームＢＭ２は、第１入射角θａ１より小さい第２入射角θａ２で第２反射ミラー５３ｂに入射する。つまり、第２レンズ５７では、第２反射ミラー５３ｂに入射する第２ビームＢＭ２を傾斜させることで、第１ビームＢＭ１が第１反射ミラー５３ａに入射する角度を、第２入射角θａ２より大きい第１入射角θａ１としている。

その後、第１ビームＢＭ１は、第１反射ミラー５３ａによって感光体ドラム１３に導かれ、第２ビームＢＭ２は、第２反射ミラー５３ｂおよび第１補助ミラー５４ａを介して感光体ドラム１３に導かれる。

実施の形態３では、第１偏向角θｂ１と第２偏向角θｂ２とは、同じ角度に設定されており、第１入射角θａ１は、第２入射角θａ２より大きく設定されている。実施の形態３でも、実施の形態１と同様に、第２入射角θａ２を第１入射角θａ１より小さく設定することで、基準面ＢＳから第２反射ミラー５３ｂまでの距離を小さくすることができ、第１領域幅ＺＬ１に対して第２領域幅ＺＬ２を小さくすることができる。

なお、第３光源５１ｃおよび第４光源５１ｄを有する光学走査系は、実施の形態１および実施の形態２と同様にして、回転軸方向Ｚで第１光源５１ａおよび第２光源５１ｂを有する光学走査系と同様の配置とされているため、説明を省略する。

実施の形態３についても、第２入射角θａ２を適宜変更することができる。次に、実施の形態３に係る光走査装置の変形例３について説明する。

図１２は、実施の形態３に係る光走査装置の変形例３における反射ミラーの位置を示す説明図である。なお、図では、図の見易さを考慮して、誘導ミラー６２を省略している。また、第１入射角θａ１を示すために、基準面ＢＳと平行な補助線が引いてある。

変形例３は、実施の形態３と略同様の構成とされており、第２入射角θａ２が異なる。具体的には、変形例３では、第２ビームＢＭ２は、第２傾斜部５７ｂで傾斜されて第２入射角θａ２を０度とされている。つまり、第２ビームＢＭ２は、基準面ＢＳに対して平行にして第２レンズ５７から出射されている。

また、実施の形態３では、第１偏向角θｂ１および第２偏向角θｂ２を適宜変更することができる。次に、実施の形態３に係る光走査装置の変形例４について説明する。

図１３は、実施の形態３に係る光走査装置の変形例４における反射ミラーの位置を示す説明図である。なお、図では、図の見易さを考慮して、誘導ミラー６２を省略している。また、第１入射角θａ１および第２入射角θａ２を示すために、基準面ＢＳと平行な補助線が引いてある。

変形例４では、第１偏向角θｂ１は、第２偏向角θｂ２より小さく設定されている。そして、第１ビームＢＭ１は、第１傾斜部５７ａによって第１偏向角θｂ１より大きい第１入射角θａ１に傾斜させて出射される。また、第２ビームＢＭ２は、第２傾斜部５７ｂによって第２偏向角θｂ２より小さい第２入射角θａ２に傾斜させて出射される。ここで、第１入射角θａ１は、第２入射角θａ２より大きい角度に設定されている。つまり、第２レンズ５７は、第１ビームＢＭ１と第２ビームＢＭ２との両方を傾斜させる構成とされている。

また、筐体に凹凸を設けて駆動部５５を上方へ持ち上げてもよい。次に、実施の形態１に係る光走査装置の変形例５について説明する。

図１４は、実施の形態１に係る光走査装置の変形例５の概略側面図である。なお、図１４では、図の見易さを考慮して、コリメータ６１、誘導ミラー６２、およびシリンドリカルレンズ６３を省略している。

変形例５では、上方へ突出した凸部１１ｄが筐体における駆動部５５の下方に対応する位置に設けられている。駆動部５５は、凸部１１ｄに応じて上方へ持ち上げられている。なお、光偏向器５２の高さは、実施の形態１と同じである。つまり、回転軸方向Ｚにおいて、実施の形態１よりも駆動部５５が光偏向器５２に近づけられている。なお、これに限定されず、例えば、実施の形態２および実施の形態３に対して、凸部１１ｄを設けた筐体を適用してもよい。

なお、今回開示した実施の形態は全ての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。従って、本発明の技術的範囲は、上記した実施の形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれる。

１ 画像形成装置
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ 光走査装置
１３ 感光体ドラム（被走査体の一例）
５１ 光源
５１ａ 第１光源
５１ｂ 第２光源
５１ｃ 第３光源
５１ｄ 第４光源
５２ 光偏向器
５３ 反射ミラー
５３ａ 第１反射ミラー
５３ｂ 第２反射ミラー
５３ｃ 第３反射ミラー
５３ｄ 第４反射ミラー
５４ａ 第１補助ミラー
５４ｂ 第２補助ミラー
５５ 駆動部
５５ａ 回転軸
５６ ｆθレンズ（第１レンズ）
５７ 第２レンズ
５７ａ 第１傾斜部
５７ｂ 第２傾斜部
６１ コリメータ
６２ 誘導ミラー
６３ シリンドリカルレンズ
ＡＲ１ 第１領域
ＡＲ２ 第２領域
ＢＭ ビーム
ＢＭ１ 第１ビーム
ＢＭ２ 第２ビーム
ＢＭ３ 第３ビーム
ＢＭ４ 第４ビーム
ＢＳ 基準面
Ｘ 副走査方向
Ｙ 主走査方向
Ｚ 回転軸方向
θａ１ 第１入射角
θａ２ 第２入射角
θｂ１ 第１偏向角
θｂ２ 第２偏向角

Claims (6)

1. ビームを出射する複数の光源と、前記複数の光源から出射されたビームを偏向する光偏向器とを備え、それぞれのビームが複数の被走査体を走査する光走査装置であって、
   前記光偏向器で偏向されたビームをそれぞれ反射させて、対応する被走査体へ導く複数の反射ミラーと、
   前記光偏向器を回転させる駆動部とを備え、
   前記光偏向器の回転軸と平行な方向を回転軸方向とし、前記回転軸方向と直交し前記光偏向器を通る平面を基準面とするとき、
   前記駆動部および前記反射ミラーが収容された筐体内の空間は、前記基準面で前記回転軸方向に第１領域と第２領域とに分割され、前記駆動部が配置された前記第１領域は、前記回転軸方向の幅が前記第２領域より大きく設定されており、
   前記光源から出射されたビームのうち２つは、前記基準面に対して前記回転軸方向でそれぞれ異なる角度の第１入射角と第２入射角とで前記反射ミラーに入射する構成とされ、
   前記第２入射角より大きい前記第１入射角で入射するビームは、前記第１領域に配置された前記反射ミラーに導かれること
   を特徴とする光走査装置。
2. 請求項１に記載の光走査装置であって、
   前記光源から出射されたビームのうち２つは、前記光偏向器に対して、一方が前記第１入射角と同じ角度で入射し、他方が前記第２入射角と同じ角度で入射する構成とされていること
   を特徴とする光走査装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の光走査装置であって、
   前記光偏向器と前記反射ミラーとの間および／または前記反射ミラーと前記被走査体との間に配置され、前記光偏向器で偏向されたビームを収束する第１レンズを備えていること
   を特徴とする光走査装置。
4. 請求項１に記載の光走査装置であって、
   前記光偏向器で偏向されたビームを前記回転軸方向で傾斜させる第２レンズを備え、
   前記第２レンズは、前記光偏向器で偏向された２つのビームのうち、一方を前記第１入射角に傾斜させる第１傾斜部と、他方を前記第２入射角に傾斜させる第２傾斜部とが設けられていること
   を特徴とする光走査装置。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか１つに記載の光走査装置であって、
   前記第２入射角は、０度であること
   を特徴とする光走査装置。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか１つに記載の光走査装置を備えている画像形成装置。

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