JP4181765B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式を用いた画像形成装置の走査光学装置に関するものである。特に、複数のレーザビームが回転多面鏡の回転軸を含む面に対して両側を走査し、ｆθレンズ及び折り返しミラーを経て被走査面に結像する走査光学装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式を用いたレーザプリンタや複写機等の画像形成装置の画像形成プロセスは、パソコン等から送られた指示に従って感光体の表面にＬＥＤアレイや回転多面鏡により走査されたレーザビーム等により露光を行い静電潜像を形成し、ここに現像剤を現像して転写材上に転写を行った後、最後に熱と圧力をかけて定着させることにより、画像を形成するように構成されている。
【０００３】
また、カラー画像を形成するためには、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の４色を順次重ねて転写を行う。
【０００４】
このようなカラー画像を形成する電子写真プロセスとしては、いくつかの方式が提案されている。その中でも近年要求の高まりつつある高速プロセスとして、複数ドラム多重転写方式を採用した装置が挙げられる。
【０００５】
その一例として、並列に並べられた複数の感光体ドラムに当接するベルト状の中間転写体上に各色トナー像を順次転写、重ね合わせて画像形成を行った後、用紙などの転写材上に一括して転写を行うものがある。
【０００６】
図１４（ａ）に示すのは、上記で説明したような複数の感光ドラムを並列に並べた所謂タンデム式のフルカラー画像形成装置の一例の断面図である。
【０００７】
図１４（ａ）において、転写材であるシートＰは給紙カセット１０８に積載される。給紙ローラ１０９により一枚ずつ分離給送されたシートは搬送ローラ対１１９により転写材転写部１１０へと搬送される。
【０００８】
本従来例においてはイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各プロセスカートリッジが略水平に並べて配置されており、ここでプロセスカートリッジ１０２は主として、像担持体である感光ドラム１０３、現像器１０７、クリーニング部１１５から構成される。プロセスカートリッジの上方には走査光学装置１０４、下方には該中間転写ベルト１１１が配置される。
【０００９】
走査光学装置１０４は、各感光ドラム上に露光を行い、露光により形成された潜像をそれぞれ現像手段によりトナー像が形成され、各色が順次中間転写ベルト１１１上に１次転写されることで重ね合わされ、該転写材転写部１１０でシート上にフルカラー画像を一括して２次転写する。
【００１０】
その後シートＰは熱定着器１１２へと搬送され、熱と圧力をかけてトナー画像の定着を行う。
【００１１】
定着を終えたシートＰは排紙ローラ対１１５へと送られ、排紙スタッカ１１６へと排紙される。
【００１２】
次に、走査光学装置１０４について詳しく説明する。図１４（ｂ）は、従来の走査光学装置の詳細断面図である。
【００１３】
多くのレーザビームプリンタやデジタル複写機で用いられている走査光学装置は、不図示のコンピュータ等から送られた画像信号に応じて光源から変調して出射された光束を、回転多面鏡などにより周期的に偏向し、ｆθ特性を有するレンズによって、像担持体などの被走査面上にスポット状に結像させ、その面上を走査して露光を行っている。
【００１４】
本従来例においては、異なる４つの光源より発せられた光束が、単一の回転多面鏡１０５により走査される、フルカラー画像形成装置の走査光学装置の一例を示し、構成を説明する。
【００１５】
なお、説明中において、「主走査方向」は偏向走査方向に対して平行な方向、「副走査方向」は主走査方向に対して垂直な方向を示すものである。
【００１６】
本従来例においては光源として半導体レーザを用いている。該半導体レーザから出射した４本の光束即ちレーザビームＬは、それぞれ不図示のコリメータレンズにより発散光から略平行光束となり、その後不図示の開口絞りを通過することにより光束の形状が決められた後、副走査方向のみの屈折力を持たせた不図示のシリンドリカルレンズにより副走査方向に収束作用を受け、回転多面鏡の反射面上に線状に結像する。
【００１７】
ここで説明する従来例においては、４本の光束は回転多面鏡の回転軸を含む面の両側で２本ずつ、上下に離れた位置で平行に入射するような構成を持っている。
【００１８】
回転多面鏡１０５により反射されたレーザビームはそれぞれ、２枚１組から構成されるｆθレンズ１１３に連続して入射し、その後１枚又は２枚の折り返しミラー１１４で反射、導光され、感光ドラム上にスポットを結像する。
【００１９】
回転多面鏡１０５の回転により、感光ドラムの長手方向に断続的に走査を行う。なお、繰り返し走査を行うタイミングを一致させるために、回転多面鏡１０５の各反射面で偏向走査されたレーザビームの先頭を検知する、不図示の検知手段を設けている。
【００２０】
図１４（ｂ）においては、折り返しミラー１１４を用いて、回転多面鏡１０５の回転面に対して、略垂直方向に出射、結像するように光路を折り曲げている。また、すべての構成部品を単一の容器内に収納する構成として示している。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来技術の場合には、下記のような問題が生じていた。従来例に示したような構成においては、前述したように回転多面鏡の回転面に対して最終的な出射方向が異なるため、折り返しミラーを用いて光路を折り曲げる必要があり、さらに前述したように、全ての構成部品を単一の容器内に収め、且つ複数のレーザビームの光路長さを揃えるという必要性から、該複数のレーザビームのうちの一部又は全部について、複数枚の折り返しミラーを用いて要求される光路長を作り出す必要がある。
【００２２】
このような走査光学装置においては、単一のスペースの中に複数枚の折り返しミラーを、光路を考慮しつつ配設しなければならないので、走査光学装置が大型になりやすいという傾向があった。特に、走査光学装置の外形高さを増やさずに図１４（ｂ）中寸法Ａで示すビーム間隔を縮小しようとしても、回転多面鏡と、回転多面鏡の両側に、片側２組ずつ配設される計８枚のｆθレンズがあるために、ｆθレンズ近傍の折り返しミラー１１４ａの間隔を寄せて配置するにはスペース的な制限があるという点が、走査光学装置ひいてはこれを用いる画像形成装置の小型化に対する課題であった。
【００２３】
また、更なる小型化、低コスト化への要求から、回転多面鏡の回転軸に直交する面に対してレーザビームを斜めに入射する、所謂斜入射光学系を用いた場合には、上述したように最終的に出射されるレーザビームの間隔Ａを狭めるためにｆθレンズ群を回転多面鏡に近づけた場合、被走査面上における走査線に湾曲を生じたり、結像スポットが回転するなど、良好な画像を得ることに対する悪影響が増大する場合がある。
【００２４】
また、複数の画像を重ね合わせてフルカラーの画像を形成する画像形成装置においては、各色の画像の描画位置がわずかにずれただけでも画像品質を悪化させてしまう。例えば６００ｄｐｉにおいては１画素が４２．３μｍであり、その数分の１の重なりのずれでさえ、色ずれや色見ずれの変化として現れ、画像品質を著しく悪化させる。
【００２５】
一方、最近はカラー画像形成装置の低価格化が益々求められており、折り返しミラーについても、面精度を落としてコストを抑えたいといった要求が強くなっている。
【００２６】
しかし、折り返しミラーの面精度が悪化すると、走査線曲がりが発生する。面精度の各ステーションにおけるばらつきは、走査線曲がりが色により異なる結果を招き、重ね合わせ画像において色ずれを発生させてしまう。特に共通のポリゴンミラーを使用して、反対方向からポリゴンミラーに入射させる系においては、同じ方向への面の変位であっても、第１と第２のステーションと第３、第４ステーションでは逆方向に走査線が曲がり問題である。
【００２７】
本発明は上記の従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、折り返しミラーの配置の自由度を増して、より小型の走査光学装置及びこれを備えた画像形成装置を提供するものである。
【００２８】
また、ｆθレンズ及び折り返しミラーの配置の自由度を増して、より小型の走査光学装置を提供するものである。さらに、斜入射光学系を用いた場合においては、被走査面における走査線の湾曲やスポットの結像性能を著しく改善するものである。
【００２９】
上記目的を達成するために本発明に係る画像形成装置にあっては、
光束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第１乃至第４の光束を偏向する回転多面鏡と、
前記回転多面鏡によって偏向された第１乃至第４の光束を第１乃至第４の被走査部材へとそれぞれ導くように第１乃至第４の光路ごとに設けられた少なくとも１つの折り返し部材と、
該第１乃至第４の光路中に設けられ前記第１乃至第４の被走査部材上に集光する光学結像手段と、を備え、
前記光学結像手段は、ｆθ特性を持ち前記回転多面鏡によって偏向された該第１乃至第４の光束が入射する第１レンズ及び第２レンズを有し、
前記複数の光源から出射された該第１及び第２の光束と該第３及び第４の光束とは、前記回転多面鏡の回転軸を含む平面の両側に前記回転多面鏡によってそれぞれ偏向され、該第２及び第３の光束が入射する前記第２及び第３の被走査部材の位置は、該第１及び第４の光束が入射する前記第１及び第４の被走査部材の位置より前記回転多面鏡の回転軸に近い位置であり、前記回転多面鏡によって偏向された該第２及び第３の光束が該第２及び第３の光路上における最初の折り返し部材に至るまでの第２及び第３の光路は、前記回転多面鏡の回転軸方向において、前記回転多面鏡によって偏向された該第１及び第４の光束が該第１及び第４の光路上にそれぞれ１つ設けられた折り返し部材に至るまでの第１及び第４の光路より前記第１乃至第４の被走査部材に近い側に形成される画像形成装置であって、
前記回転多面鏡によって偏向された該第２及び第３の光束は、該第２及び第３の光路ごとに第１の折り返し部材によって前記回転多面鏡の回転軸方向において前記第２及び前記第３の被走査部材から遠ざかり、かつ、前記回転多面鏡の回転軸と垂直な方向において前記回転多面鏡の回転軸に近づくように折り返された後、第２の折り返し部材によって前記第２及び第３の被走査部材へとそれぞれ導かれることにより、該第２及び第３の光路を形成し、
該第１及び第４の光路中において前記第１レンズは前記折り返し部材の上流側に配置され、前記第２レンズは前記折り返し部材の下流側に配置され、
該第２及び第３の光路中において前記第１レンズは前記第１の折り返し部材の上流側に配置され、前記第２レンズは前記第２の折り返し部材の下流側であって、かつ、前記第１レンズと近接した位置に配置されている
ことを特徴とする。
【００４１】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。但し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。また、以下の説明で一度説明した部材についての材質、形状などは、特に改めて記載しない限り初めの説明と同様のものである。
【００４２】
（第ｌの実施の形態）
図１〜図３を参照して、第１の実施の形態について説明する。図１は第１の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図である。図２は本実施の形態に係る走査光学装置の構成断面図である。図３は本実施の形態に係る走査光学装置の概観斜視図である。
【００４３】
本実施の形態に係る画像形成装置は、転写式電子写真プロセスを利用したカラー画像形成装置であり、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のプロセスカートリッジを直線上に並べて配設した所謂タンデム方式のフルカラーレーザビームプリンタである。
【００４４】
以下に本実施の形態に係る画像形成装置の画像形成方法を詳細に説明する。
【００４５】
１はプリンタ本体である。転写材であるシートＰは給紙カセット８に積載される。給紙ローラ９により一枚ずつ分離給送されたシートは搬送ローラ対１９により転写材転写部１０へと搬送される。
【００４６】
２はプリンタ本体に対して着脱自在のプロセスカートリッジであり、本実施の形態においてその構成は像担持体である感光ドラム３、該感光ドラム表面を一様に帯電させる帯電装置５、該感光ドラムに対して現像を行う現像装置６、現像剤であるトナーを収容し、該現像装置にトナーを搬送する手段を備えたトナー容器７、該現像装置に該感光ドラム上の転写残りトナーをクリーニングするクリーニング部１３から構成される。
【００４７】
プロセスカートリッジ２は、ユーザー自らプリンタ１に対して着脱を行うことが可能である。上述の４色、計４個のプロセスカートリッジは水平方向に並べて配置し、各色の画像を形成する画像形成ステーションとしての役割を果たす。
【００４８】
ここで、プロセスカートリッジ２の構成について詳しく説明する。感光ドラム３は不図示の駆動手段により回転駆動される。５は感光ドラム３を均一に帯電させる帯電装置であり、後述する露光装置である走査光学装置（以下レーザスキャナとする）４から、プリンタ本体に接続したコンピュータ等から送られる画像情報信号に対応して変調されたレーザビームＬを出力して、一様帯電処理された感光ドラム３を選択的に照射して露光し、静電潜像を形成する。
【００４９】
現像装置６ではトナー容器７より送られたトナーを静電潜像に付着させてトナー像を現像し、中間転写ベルト１１上に順次１次転写して重ね合わせ、転写部１０において転写材であるシートに一括して２次転写する。
【００５０】
クリーニング部１３では、転写後に感光ドラム３の表面に残ったトナーを除去、回収する。
【００５１】
なお、本構成に示すタンデム式の画像形成装置においては４色それぞれの画像形成をほぼ同時に行うので、比較的高速で画像形成を行うことができる。
【００５２】
それぞれのプロセスカートリッジ２において、上記の現像手段によりトナー像が形成され、各色が中間転写ベルト１１上に順次１次転写されて重ね合わされ、このようにして形成したフルカラー画像を該転写材転写部１０でシート上に一括して２次転写する。
【００５３】
上記のような方法で画像を形成されたシートは定着器１２で熱と圧力をかけて定着を行い、排紙ローラ対１５により排紙スタッカ１６上に排出される。
【００５４】
次に、図２及び図３を用いて走査光学装置の例としてレーザスキャナ４について詳しく説明する。
【００５５】
半導体レーザ１４は、光源であり、色数に合わせて４個具備している。光源より射出されたレーザビームＬは、コリメータレンズ１７により、発散光から略平行光束に変換される。その後、開口絞り１８により光束幅が規制される。これは、感光ドラム３上でのスポットの寸法を調節するためのものである。
【００５６】
シリンドリカルレンズ２０は、副走査方向のみに収束作用を持っており、回転多面鏡であるポリゴンミラー２１の反射面上に線上に結像する。
【００５７】
本実施の形態では、ポリゴンミラー２１は同一形状の物を２枚、同軸上に重ねて配置し、それぞれについて回転軸を含む面の両側でレーザビームを走査する構成を示すが、ポリゴンミラー２１が単一で形成され、レーザビームの反射位置を軸方向に離して同様の効果を持たせた構成でも差し支えない。
【００５８】
なお、ポリゴンミラー２１はモータ２２により、一定角速度で回転駆動される。また、本発明においては回転多面鏡及びモータを単一に限定するものではなく、必要に応じて複数用いてもよい。
【００５９】
ｆθレンズ２３は、ｆθ特性を有し、該ポリゴンミラー２１により反射、偏向された光束によって、表面に結像され走査される被走査部材である、例えば感光ドラム３上でスポットを形成し、また感光ドラム３上におけるスポットの主走査方向の移動速度が一定になるように設計されているものである。
【００６０】
ｆθレンズ２３（光学結像手段）は、各光路に対して偏向された光束が入射する第１レンズ２３ａと該光束が出射する第２レンズ２３ｂの２枚１組で構成されるものである。
【００６１】
なお、第１レンズ２３ａの４枚のうち、上下に重ねて配設される２枚ずつについては一体で成型しても良い。
【００６２】
ポリゴンミラー２１で反射したレーザビームＬは、ポリゴンミラー２１近傍に配設される第１レンズ２３ａを通過した後、光路によって異なる１枚又は２枚の折り返しミラー２４を用いて方向が定められ、その後第２レンズ２３ｂを通過し、感光ドラム３上に結像する。
【００６３】
本実施の形態においては、第１レンズ２３ａをポリゴンミラーの近傍に配設する一方で、第２レンズ２３ｂを折り返しミラー２４を挟んで最も感光ドラム３寄りに配したことにより、従来第２レンズ２３ｂが占めていたスペースを、折り返しミラー２４を配設するためのスペースとして開放することができる。
【００６４】
折り返しミラー２４の配設箇所は、光路長等により制限を受ける場合が多く、本実施の形態のように配置の自由度が増すことによって、より小型のレーザスキャナを提供することが可能となる。
【００６５】
さらに、ポリゴンミラー２１の回転軸を含む面の両側でレーザビームＬを２本ずつ走査するので、片側には２本の光束のためのｆθレンズ２３と折り返しミラー２４を配設するだけで良い。その反対側にはｆθレンズ２３、折り返しミラー２４の構成をほぼ対称的に配設すれば良く、よってｆθレンズ２３及び折り返しミラー２４の配置の自由度が高く、より小型のレーザスキャナを提供することが可能である。
【００６６】
（第２の実施の形態）
本実施の形態のレーザスキャナの詳細な構成を図４に示す。本実施の形態の画像形成装置は第１の実施の形態と同じく電子写真プロセスによるカラーレーザビームプリンタであり、レーザスキャナ以外の構成は共通である。
【００６７】
以下に本実施の形態に特有の構成を説明するが、第１の実施の形態のプリンタと共通する構成機器・部分については同一の符号を付して再度の説明を省略する。
【００６８】
本実施の形態においては、単一のモータ２２に単一のポリゴンミラー２５を組み合わせるものとする。但し、本発明の主旨としてはその組み合わせを複数組使用することを制限するものではない。
【００６９】
第１の実施の形態と同じく、光源より発した４本のレーザビームＬは、ポリゴンミラー２５の回転軸を含む面の両側で２本ずつ、それぞれが回転軸と直交する平面に対して斜めの角度を持って、不図示のコリメータレンズ、開口絞り、シリンドリカルレンズの順に通過してポリゴンミラー２５の反射面に同一の点に入射する。
【００７０】
ここで本実施の形態においては、ポリゴンミラー２５の反射面上の入射ポイントは、上下２本のレーザビームＬについて同一の位置としているが、もちろん別々の位置であっても構わない。
【００７１】
このようにして斜め上方から入射したレーザビームＬは斜め下方に、斜め下方から入射したレーザビームＬは斜め上方へと反射される。
【００７２】
ポリゴンミラー２５で反射されたレーザビームＬは、ｆθレンズ２６の第１レンズ２６ａに入射する。ここで第１レンズ２６ａは、本実施の形態に示すようにレーザビームＬ２本に対して１個の第１レンズとしても良いし、レーザビームＬそれぞれに対して各１個の第１レンズがあっても良い。
【００７３】
好ましくは２本に対して１個のレンズとすることで、省スペース化とコストダウンを図ることが可能である。
【００７４】
レーザビームＬは、第１レンズ２６ａを出射した後、前記第１の実施の形態と同じく、それぞれのレーザビームＬが１枚又は２枚の折り返しミラー２７により方向が定められ、その後第２レンズ２６ｂを通過し、該感光ドラム上に結像する。
【００７５】
本実施の形態では、前記第１の実施の形態と同じく第１レンズ２６ａをポリゴンミラーの近傍に配設する一方で、第２レンズ２６ｂを折り返しミラー２７を挟んで最も感光ドラム寄りに配したことにより、従来第２レンズが占めていたスペースを、折り返しミラーを配設するためのスペースとして開放することができる。
【００７６】
折り返しミラー２７の配設箇所は、光路長等により制限を受ける場合が多く、本実施の形態のように配置の自由度が増すことによって、より小型のレーザスキャナを提供することが可能となる。
【００７７】
さらに、ポリゴンミラー２５の回転軸を含む面の両側でレーザビームを２本ずつ走査するので、片側には２本の光束のためのｆθレンズ２６と折り返しミラー２７を配設するだけで良い。その反対側にはｆθレンズ２６、折り返しミラー２７の構成をほぼ対称的に配設すれば良く、よってｆθレンズ２６及び折り返しミラー２７の配置の自由度が高く、より小型のレーザスキャナを提供することが可能である。
【００７８】
また、本実施の形態では、レーザビームＬをポリゴンミラー２５に対して斜めに入射する、所謂斜入射の構成を持たせていることが特徴である。
【００７９】
この斜入射の光学系を用いた場合、とりわけｆθレンズ群がポリゴンミラーに近く、ｆθレンズを出射してから感光ドラムまでの距離が長い場合には、感光ドラム上に描かれる走査線が湾曲したり、結像スポットが回転するなどの不具合が生じる場合がある。
【００８０】
これに対して本実施の形態では、ｆθレンズである第２レンズを感光ドラム寄りに配置したことにより、第２レンズから感光ドラムまでの光路長が短くなるため上記の問題を解消してより良い画像を提供することができる。
【００８１】
（第３の実施の形態）
図５は本実施の形態の走査光学系の説明図である。図５（ａ）が主走査方向、図５（ｂ）が副走査方向の説明図である。図５において、６１はレーザ光源、６２はコリメータレンズ、６３は絞り、６４はシリンドリカルレンズ、６５はポリゴンミラー、６６はｆθレンズの第１レンズ、６７は折り返しミラー位置を示した点線、６８はｆθレンズの第２レンズ、６９は感光ドラムである。
【００８２】
レーザ光源６１を出射したレーザ光はコリメータレンズ６２により、略平行光にされ、絞り６３により光束幅が制限された後、シリンドリカルレンズ６４により副走査方向について集光され、ポリゴンミラー６５の反射面近傍に副走査方向に長いラインとして結像される。
【００８３】
ポリゴンミラー６５は矢印の方向に一定速度で回転し、レーザ光は偏向反射されてｆθレンズの第１レンズ６６とｆθレンズの第２レンズ６８を透過することで屈折されｆθ特性が改善され、感光ドラム面６９上にスポットを形成する。ポリゴンミラー６５の回転に伴い、感光ドラム上を光スポットが矢印Ｓの方向に走査する。
【００８４】
図６は第３の実施の形態の副走査断面の説明図である。図６において、７１はポリゴン反射面、７２はｆθレンズの第１レンズ、７３は折り返しミラー、７４はｆθレンズの第２レンズ、７５はドラム面等の被走査面である。
【００８５】
図６において、不図示の入射系において副走査方向について一旦結像された光束はポリゴン反射面７１により反射され、ｆθレンズの第１のレンズにより、光束が近平行光にされ、折り返しミラー７３により反射され、ｆθレンズの第２のレンズ７４により、集光されドラム面７５上にスポットを結像する。
【００８６】
図７はミラー７３の長手方向のミラー面と垂直な断面形状の表面付近を示してた説明図である。図７において、ミラー面は８１であり、図に示したように最も一般的に加工により形成されるミラー面の形状は凹面または凸面の形状をとる。特に、価格の安い研磨を行わないミラーにおいては平面からのずれ量であるΔＸは１００ｍｍの幅において、５０μｍ程度発生する。
【００８７】
このミラーを走査光学系に使用した場合には、ポリゴンの回転により、折り返しミラーの主走査方向の反射位置は異なった位置となる。図６において、ミラー７３が基準の位置における反射面であり、点線７６の位置がミラー面形状の変位により位置がずれた時の反射面である。
【００８８】
光学系について簡単に説明すると、ｆθレンズの第１レンズ７２の副走査方向における前側主平面が偏向反射位置７１にほぼ一致するように構成することにより、ｆθレンズの第１レンズ７２を出射した光束は副走査方向についてほぼ平行な光束となる。
【００８９】
また、ｆθレンズの第２レンズ７４の副走査方向の後側主平面とドラム面の距離が、ｆθレンズの第２レンズ７４の副走査方向の焦点距離とほぼ等しい値とすることで、ドラム面にスポットを結像する。
【００９０】
この時、ミラー面が基準の位置７３にあった場合の光路を実線、面形状の変化により反射面がずれた場合７６による光路を点線で示した。図６に示したようにミラーの反射面のずれによる光路のシフトは光学系により補正され、副走査方向の結像位置７７の変動は微小な量となる。
【００９１】
（第４の実施の形態）
図８は第４の実施の形態の副走査方向の説明図である。図８において、９１はポリゴン反射面、９２はｆθレンズの第１レンズ、９３は折り返しミラー、９４はｆθレンズの第２レンズ、９５は感光ドラム等の被走査面である。
【００９２】
図８においては、ｆθレンズにおける正のパワーの殆どをｆθレンズの第２レンズ９４が有しており、ポリゴン反射面９１から被走査面９５の間の光路の中点よりも被走査面に近づけることにより、副走査方向について縮小系としている。
【００９３】
図８において、点線９６で示した折り返しミラーの位置は折り返しミラーの表面に変位が生じた場合の位置を示している。実線で示した光路が折り返しミラーの変位が無い場合、点線で示した光路が折り返しミラーに変位が生じた場合の光路である。
【００９４】
図８に示したように、光学系を副走査方向について縮小系としたことにより、折り返しミラーの変位量よりもドラム面の変位量が小さくなる。
【００９５】
従って、ｆθ光学系の副走査方向について縮小系を採用した上で、折り返しミラーを副走査方向により強いパワーを有するｆθレンズの第２レンズよりもポリゴン反射面側に置くことにより、ミラー面の変形の影響を緩和することが可能となる。
【００９６】
（第５の実施の形態）
図９は第５の実施の形態の説明図である。図５（ａ）に示したように走査光学系はポリゴンミラーを回転させることにより、偏向反射角度を変化させている。この偏向反射角度の変化により、ドラム面上を主走査方向にスポットを走査させている。
【００９７】
従って、折り返しミラーの位置をポリゴンミラーの偏向面に近づけるに従って、折り返しミラーのミラー面の使用幅が狭くなる。この様子を示したものが図９であり、図９の２つの幅において、ポリゴンミラーの偏向面に近い位置に配置した折り返しミラーにおけるレーザ光の走査範囲が１１で、遠い位置に配置した折り返しミラーの走査範囲が１２である。
【００９８】
走査範囲１１におけるミラー面の変位がΔＸ１、走査範囲１２におけるミラー面の変位がΔＸ２である。
【００９９】
図９からも明らかなようにΔＸ１の方がΔＸ２よりも変位が小さく、結果的に走査線曲がりの発生も小さく抑えることができる。従って理想的にはポリゴンミラーの偏向面から感光ドラムの被走査面までの光路長の中点よりもポリゴン側に折り返しミラーを配置することが好適である。
【０１００】
また、本発明のように２枚のミラーで折り返す光路（第２の光路）と１枚のミラーで折り返す光路（第１の光路）が混在している場合には、２枚のミラーの方が面の変位の影響を２重に受けるために、２枚のミラーを配置する位置を１枚で折り返すミラーよりもよりポリゴンミラーに近づけることが好適である。また、第１レンズから第２レンズまでの光路長が第１の光路より第２の光路の方が短いとよい。
【０１０１】
（第６の実施の形態）
図１０は第６の実施の形態の説明図である。本実施の形態においてはｆθレンズ群を３枚一組で構成したものを示している。図１０において、７８はｆθレンズの第１レンズ、７９はｆθレンズの第２レンズ、８０は第１レンズと第２レンズの中間に配設される、ｆθレンズの第３レンズである。
【０１０２】
ポリゴンミラー２１で反射したレーザビームＬは、第１レンズ７８、第３レンズ８０、折り返しミラー２４、第２レンズ７９の順に通過し、感光ドラム上に結像する。ここで折り返しミラーは、光路によりその枚数が異なる。
【０１０３】
本実施の形態において第１レンズ７８は、通過するレーザビームＬを、主として副走査方向に収束するように構成されている。また、直後に配設される第３レンズ８０においては、レーザビームＬを主走査方向へ収束するパワーを有する。折り返しミラー２４により方向を定められた後、第２レンズ７９を通過して被走査面である感光ドラムに達する。ここで第２レンズ７９は、レーザビームＬを主走査方向にも副走査方向にも収束するパワーを有している。
【０１０４】
なお本実施の形態においては、第３レンズ８０を折り返しミラー２４よりもポリゴンミラー２１寄りに配した構成を示したが、折り返しミラー２４が第３レンズ８０よりもポリゴンミラー２１寄りであっても構わない。
【０１０５】
本実施の形態に示すように、ｆθレンズ群が３枚より構成される場合においても、最終のｆθレンズよりも折り返しミラー２４をポリゴンミラー寄りに配することにより、ｆθレンズを３枚連続して並べる場合に比して、折り返しミラーの配置に自由度を持たせてより小型のレーザスキャナを提供することが可能となる。
【０１０６】
（第７の実施の形態）
図１１は第７の実施の形態の説明図である。また、図１２は従来の走査光学系の説明図である。図１１，１２において、８２、９２は折り返しミラー、８３，９３はポリゴンミラー、８４，９４はｆθレンズの第１レンズ、８５，９５はｆθレンズの第２レンズ、８６，９６は感光ドラムである。
【０１０７】
従来の図１２の系においては、スキャナー箱の座面と、スキャナー箱から出射するビームの角度は直角になっていないのが普通であった。一方、走査光学系と感光ドラムの間の距離はメカ精度で抑えられており、この距離は製造上ある程度のバラツキを有している。
【０１０８】
そのため、感光ドラムと走査光学系の距離が異なると主走査方向の倍率が変化してしまう、ピントがずれるといった問題がある。また、感光ドラムの長手方向について走査光学系と平行が出ていないと片倍率の変化、及び、片ボケといった問題がある。
【０１０９】
従って、これらをあわせようとすると調整を行う必要があるが、図１２の系において上下方向に走査系を移動させることで調整を行おうとすると、ドラム面における副走査方向のビームの位置もずれてしまい問題となる。これを防ぐためには繰り返し調整を行うか、斜め方向に移動させる複雑な構造とするかのいずれかによる必要がある。
【０１１０】
本実施の形態においては図１１に示したように走査光学系からビームが出射する第２レンズの光軸を走査光学系の座面と垂直とし、被走査部材である感光ドラム９６の中心が第２レンズのほぼ鉛直下方に設けることにより、座面と垂直方向の移動により副走査方向のビームの照射位置の変化が発生しないような構成となり、簡単な構造で良好に調整することが可能となる。
【０１１１】
（第８の実施の形態）
図１に示した画像形成装置において、光路が折り返しミラーを２枚通過するステーションと折り返しミラーを１枚通過するステーションが存在し、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの夫々異なる色の画像を形成する。この時、折り返しミラーを２枚通過するステーションによる画像はミラーの面変動の影響をより受け易い上に、ミラーの振動による描画位置の変動の影響をより受け易くなっている。
【０１１２】
一方、重ね合わせ画像を形成した時に、よりこれらの変動が人間の目に付くのがＫ（ブラック）であり、目立たないのがイエローである。
【０１１３】
従って、光路が折り返しミラーを２枚通過するステーションにおいてはイエローの画像を形成し、折り返しミラーを１枚通過するステーションにおいてはブラックの画像を形成することで、全体としてより画像品位の高い画像形成が可能となる。
【０１１４】
（第９の実施の形態）
図１３は本実施の形態のカラー画像形成装置の要部概略図である。本実施の形態は、走査光学装置を４個並べ各々並行して像担持体である感光ドラム面上に画像情報を記録するタンデムタイプのカラー画像形成装置である。
【０１１５】
図１３において、４０はカラー画像形成装置、４１，４２，４３，４４は各々第１〜第３の実施形態に示したいずれかの構成を有する走査光学装置、４５，４６，４７，４８は各々像担持体としての感光ドラム、５１，５２，５３，５４は各々現像器、５５は搬送ベルトである。
【０１１６】
図１３において、カラー画像形成装置４０には、パーソナルコンピュータ等の外部機器４９からＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の各色信号が入力される。これらの色信号は、装置内のプリンタコントローラ５０によって、Ｃ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）の各画像データ（ドットデータ）に変換される。
【０１１７】
これらの画像データは、それぞれ走査光学装置４１，４２，４３，４４に入力される。そして、これらの走査光学装置からは、各画像データに応じて変調された光ビーム５６，５７，５８，５９が出射され、これらの光ビームによって感光ドラム４５，４６，４７，４８の感光面が主走査方向に走査される。
【０１１８】
本実施態様におけるカラー画像形成装置は走査光学装置（４１，４２，４３，４４）を４個並べ、各々がＣ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）の各色に対応し、各々平行して感光ドラム４５，４６，４７，４８面上に画像信号（画像情報）を記録し、カラー画像を高速に印字するものである。
【０１１９】
本実施の形態におけるカラー画像形成装置は上述の如く４つの走査光学装置４１，４２，４３，４４により各々の画像データに基づいた光ビームを用いて各色の潜像を各々対応する感光ドラム４５，４６，４７，４８面上に形成している。
【０１２０】
その後、記録材に多重転写して１枚のフルカラー画像を形成している。
【０１２１】
前記外部機器４９としては、例えばＣＣＤセンサを備えたカラー画像読取装置が用いられても良い。この場合には、このカラー画像読取装置と、カラー画像形成装置４０とで、カラーデジタル複写機が構成される。
【０１２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、ｆθ特性を有するレンズ群である第１レンズと第２レンズの間に折り返し部材を設けたので、折り返し部材の配置の自由度が増し、より小型の走査光学装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することができる。
【０１２３】
また、本出願に係る他の発明によれば、回転多面鏡のモータを単一とすることで、より小型の走査光学装置を提供することができる。
【０１２４】
また、本出願に係る他の発明によれば、斜入射光学系を用いた、より小型の走査光学装置を提供することができる。
【０１２５】
また、本出願に係る他の発明によれば、レンズの枚数を減らし、より小型の走査光学装置を提供することができる。
【０１２６】
また、本出願に係る他の発明によれば、ミラーの面性による走査線の曲がりを低減して良好な画像を得ることが可能である走査光学系の提供が可能である。
【０１２７】
また、本出願に係る他の発明によれば、重ね合わせ画像として高品位の画像をうることが可能となる走査光学系を提供できる。
【０１２８】
また、本出願に係る他の発明によれば、より小型で性能の良い走査光学装置を具備した画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る画像形成装置の主断面を示した図である。
【図２】第１の実施の形態に係る画像形成装置における走査光学装置の詳細を示した断面図である。
【図３】第１の実施の形態に係る画像形成装置における走査光学装置の詳細を示した斜視図である。
【図４】第２の実施の形態に係る画像形成装置における走査光学装置の詳細を示した断面図である。
【図５】第３の実施の形態の走査光学系の１ステーションについての説明図である。
【図６】第３の実施の形態の副走査断面の説明図である。
【図７】ミラーの断面形状の表面付近を示した説明図である。
【図８】第４の実施の形態の説明図である。
【図９】第５の実施の形態の説明図である。
【図１０】第６の実施の形態の説明図である。
【図１１】第７の実施の形態の説明図である。
【図１２】従来の走査光学系の説明図である。
【図１３】第９の実施の形態のカラー画像形成装置の要部概略図である。
【図１４】従来の画像形成装置の構成を示した図である。
【符号の説明】
１ プリンタ本体
２ プロセスカートリッジ
３ 感光ドラム
４ 走査光学装置（レーザスキャナ）
５ 帯電装置
６ 現像装置
７ トナー容器
８ 給紙カセット
９ 給紙ローラ
１０ 転写部
１１ 中間転写ベルト
１２ 熱定着器
１３ クリーニング部
１４ 半導体レーザ
１５ 排紙ローラ
１６ 排紙スタッカ
１７ コリメータレンズ
１８ 開口絞り
１９ 搬送ローラ対
２０ シリンドリカルレンズ
２１ 回転多面鏡（ポリゴンミラー）
２２ モータ
２３ａ ｆθレンズ（第１レンズ）
２３ｂ ｆθレンズ（第２レンズ）
２４ 折り返しミラー
２５ 回転多面鏡（ポリゴンミラー）
２６ａ ｆθレンズ（第１レンズ）
２６ｂ ｆθレンズ（第２レンズ）
２７ 折り返しミラー
４０ カラー画像形成装置
４１，４２，４３，４４ 走査光学装置
４５，４６，４７，４８ 感光ドラム
５６，５７，５８，５９ 光ビーム
６１ レーザ光源
６２ コリメータレンズ
６３ 絞り
６４ シリンドリカルレンズ
６５ ポリゴンミラー
６６ ｆθレンズ（第１レンズ）
６７ 折り返しミラー位置
６８ ｆθレンズ（第２レンズ）
６９ 感光ドラム
７１ ポリゴン反射面
７２ ｆθレンズ（第１レンズ）
７３ 折り返しミラー
７４ ｆθレンズ（第２レンズ）
７８ ｆθレンズ（第１レンズ）
７９ ｆθレンズ（第２レンズ）
８０ ｆθレンズ（第３レンズ）
１０１ プリンタ本体
１０２ プロセスカートリッジ
１０３ 感光ドラム
１０４ レーザスキャナ
１０５ ポリゴンミラー
１０６ モータ
１０７ 現像器
１０８ 給紙カセット
１０９ 給紙ローラ
１１０ 転写部
１１１ 中間転写ベルト
１１２ 熱定着器
１１３ ｆθレンズ
１１４ 折り返しミラー
１１５ クリーニング部
１１９ 搬送ローラ対
Ｌ レーザビーム
Ｐ 用紙

Claims (1)

1. 光束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第１乃至第４の光束を偏向する回転多面鏡と、
   前記回転多面鏡によって偏向された第１乃至第４の光束を第１乃至第４の被走査部材へとそれぞれ導くように第１乃至第４の光路ごとに設けられた少なくとも１つの折り返し部材と、
   該第１乃至第４の光路中に設けられ前記第１乃至第４の被走査部材上に集光する光学結像手段と、を備え、
   前記光学結像手段は、ｆθ特性を持ち前記回転多面鏡によって偏向された該第１乃至第４の光束が入射する第１レンズ及び第２レンズを有し、
   前記複数の光源から出射された該第１及び第２の光束と該第３及び第４の光束とは、前記回転多面鏡の回転軸を含む平面の両側に前記回転多面鏡によってそれぞれ偏向され、該第２及び第３の光束が入射する前記第２及び第３の被走査部材の位置は、該第１及び第４の光束が入射する前記第１及び第４の被走査部材の位置より前記回転多面鏡の回転軸に近い位置であり、前記回転多面鏡によって偏向された該第２及び第３の光束が該第２及び第３の光路上における最初の折り返し部材に至るまでの第２及び第３の光路は、前記回転多面鏡の回転軸方向において、前記回転多面鏡によって偏向された該第１及び第４の光束が該第１及び第４の光路上にそれぞれ１つ設けられた折り返し部材に至るまでの第１及び第４の光路より前記第１乃至第４の被走査部材に近い側に形成される画像形成装置であって、
   前記回転多面鏡によって偏向された該第２及び第３の光束は、該第２及び第３の光路ごとに第１の折り返し部材によって前記回転多面鏡の回転軸方向において前記第２及び前記第３の被走査部材から遠ざかり、かつ、前記回転多面鏡の回転軸と垂直な方向において前記回転多面鏡の回転軸に近づくように折り返された後、第２の折り返し部材によって前記第２及び第３の被走査部材へとそれぞれ導かれることにより、該第２及び第３の光路を形成し、
   該第１及び第４の光路中において前記第１レンズは前記折り返し部材の上流側に配置され、前記第２レンズは前記折り返し部材の下流側に配置され、
   該第２及び第３の光路中において前記第１レンズは前記第１の折り返し部材の上流側に
   配置され、前記第２レンズは前記第２の折り返し部材の下流側であって、かつ、前記第１レンズと近接した位置に配置されている
   ことを特徴とする画像形成装置。

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