JP4462939B2 - 光走査装置および画像形成装置 - Google Patents
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Description
本発明は、いわゆるディジタル複写機、レーザプリンタおよびレーザファクシミリ等に用いられ被走査面を光ビームで走査する光走査装置、ならびに、このような光走査装置を用いる走査により感光体に潜像を形成し、それを可視化して画像形成を行う画像形成装置に係り、特に、光走査装置と感光体の組み合わせを複数組用いてカラー画像等の画像を形成するタンデム式の画像形成装置に用いるのに好適な光走査装置および画像形成装置に関するものである。
レーザプリンタ、ディジタル複写機およびレーザファクシミリ等に関連して広く知られた光走査装置は、一般に、光源からの光ビームを光偏向器により偏向させ、ｆθレンズ等の走査結像光学系により被走査面に向けて集光して被走査面上に光スポットを形成し、この光スポットで被走査面を光走査（主走査）するように構成されている。被走査面の実体をなすものは、光導電性の感光媒体である感光体等の感光面であるが、例えば、４つの感光体を記録紙の搬送方向に配列し、これらの各感光体に対応して設けられた複数の光源から放射された光ビームの光束を１組の偏向手段により偏向走査し、各感光体に対応する複数の走査結像光学系により各感光体に同時に露光して潜像を作り、これらの潜像を各々イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラック等の異なる色の現像剤を使用する現像器で可視化した後、これら可視像を同一の記録紙に順次重ね合わせて転写し定着することによって、カラー画像を得ることができる。
このように、光走査装置と感光体の組み合わせを複数組使用して、２色画像、多色画像、またはカラー画像等を得るようにした画像形成装置は、「タンデム型画像形成装置」または「タンデム式画像形成装置」として知られており、特許文献１（特許第２７２５０６７号公報）等に開示されている。また、このようなタンデム式画像形成装置の一種として、前述の如く、複数の感光体が単一の光偏向器を共用する方式のものが、前記特許文献１や、特許文献２（特開平９‐１２７４４３号公報）および特許文献３（特開２００１‐３３７２０号公報）等に開示されている。
前記特許文献２には、単一の光偏向器に対して、両側方から互いに対向するように光ビームを入射させ、各々対応する走査結像光学系により被走査面に導かれる方式（以下、「対向走査方式」と称する）が示されており、特許文献４（特開２００１‐３５０１１０号公報）等にもほぼ同様の方式が開示されている。また、前記特許文献３には、単一の偏向器の単一の方向から同一の偏向反射面に複数の光ビームを入射させ走査結像光学系により被走査面に導かれる方式（以下、「片側走査方式」と称する）が開示されている。
前記特許文献２には、単一の光偏向器に対して、両側方から互いに対向するように光ビームを入射させ、各々対応する走査結像光学系により被走査面に導かれる方式（以下、「対向走査方式」と称する）が示されており、特許文献４（特開２００１‐３５０１１０号公報）等にもほぼ同様の方式が開示されている。また、前記特許文献３には、単一の偏向器の単一の方向から同一の偏向反射面に複数の光ビームを入射させ走査結像光学系により被走査面に導かれる方式（以下、「片側走査方式」と称する）が開示されている。
光偏向器を使用する画像形成装置は、一般的に、光偏向器の偏向反射面の倒れを補正するために、副走査方向においては、光偏向器と被走査面は共役関係となっている。上述した対向走査方式や片側走査方式等のように、各色について光偏向器を共通に使用する画像形成装置においては、各色について同一の結像光学系をそれぞれ用いるため、光偏向器の偏向反射面から各色の被走査面までの光路長は、同一すなわち共通である必要がある。つまり、各色についての共役長を一定にする必要がある。そこで、前記画像形成装置においては、記録紙の搬送方向に並設される被走査面となる感光体から光偏向器まで光路長を全色で一致させるために、副走査方向に光路を適宜折返し各感光体の同一の位置に同一の角度で入射するように光路を調整している。各色の光路は、記録紙搬送方向の各感光体の間隔により調整し、光路長を一致させるようにしている。更に、装置の小型化のために光偏向器やその他の光学素子を保持固定している光学箱の小型化も重要であり、限られたスペースで光路を調整し各色の光路長を一致させる必要がある。
複数色に対して光偏向器を共通に使用する前記対向走査方式および片側走査方式においては、上述したように、各色における光路長を一致させるため、折返しミラー等を用いて光路長を調整し、光偏向器の偏向反射面から各感光体までの距離の差を吸収するようにしている。しかしながら、搭載する走査結像光学系を様々な機種において共通使用する場合には、記録紙搬送方向の感光体の間隔に対する自由度が小さいことが多い。特に、前記感光体の間隔が長くなる場合への対応が困難である。
複数色に対して光偏向器を共通に使用する前記対向走査方式および片側走査方式においては、上述したように、各色における光路長を一致させるため、折返しミラー等を用いて光路長を調整し、光偏向器の偏向反射面から各感光体までの距離の差を吸収するようにしている。しかしながら、搭載する走査結像光学系を様々な機種において共通使用する場合には、記録紙搬送方向の感光体の間隔に対する自由度が小さいことが多い。特に、前記感光体の間隔が長くなる場合への対応が困難である。
また、高速機においては、感光体の寿命を長くするために感光体径を大きくすることが望ましい。感光体の間隔は、感光体の偏芯等を考慮し、感光体径の整数倍のピッチで配置することが色ずれ低減に効果的であり、感光体径が大きくなる高速機では、感光体の間隔も自ら長くならざるを得ない。一方、低速機では、装置小型化に向け感光体径が小さいことが望ましく、感光体間隔は狭くなる。
このような高速機と低速機の両者について、前記走査結像光学系を共通化しようとした場合には、光偏向器の反射面から被走査面までの光路長は、高速機に合わせると低速機では光路長が長すぎて折り返すミラー枚数が多くなったり、光路調整のためのスペースの確保が必要で装置が大型化してしまう。また、光路長が低速機に合っている場合には、高速機においては、光偏向器から最も遠い感光体までの光路長に対し、走査結像光学系の共役長が短くなってしまい、成立しない。したがって、それぞれについて、光路長の異なる走査結像光学系を用いることで、光路長の問題を個別に解決することは可能であるが、部品の共通化による低コスト化などの観点からは、望ましいことではない。また、感光体間隔の長い高速機に対応させるために、走査結像光学系の光路長を長くした場合に、光偏向器で偏向する画角が狭くなるので、主走査方向について同一の書込幅を得る場合には、画周波数が大きくなり高密度書込への負担が大きくなるなどという問題も生じる。特に、片側走査方式においては、偏向反射面から最も離れた感光体までの距離は、対向走査に比べ長くなり、感光体間隔が長い高速機については、一層大きな問題となる。
このような高速機と低速機の両者について、前記走査結像光学系を共通化しようとした場合には、光偏向器の反射面から被走査面までの光路長は、高速機に合わせると低速機では光路長が長すぎて折り返すミラー枚数が多くなったり、光路調整のためのスペースの確保が必要で装置が大型化してしまう。また、光路長が低速機に合っている場合には、高速機においては、光偏向器から最も遠い感光体までの光路長に対し、走査結像光学系の共役長が短くなってしまい、成立しない。したがって、それぞれについて、光路長の異なる走査結像光学系を用いることで、光路長の問題を個別に解決することは可能であるが、部品の共通化による低コスト化などの観点からは、望ましいことではない。また、感光体間隔の長い高速機に対応させるために、走査結像光学系の光路長を長くした場合に、光偏向器で偏向する画角が狭くなるので、主走査方向について同一の書込幅を得る場合には、画周波数が大きくなり高密度書込への負担が大きくなるなどという問題も生じる。特に、片側走査方式においては、偏向反射面から最も離れた感光体までの距離は、対向走査に比べ長くなり、感光体間隔が長い高速機については、一層大きな問題となる。
これに対して、感光体間隔によらず、共通の走査結像光学系を用いることを可能とする方式による画像形成装置が、例えば特許文献５（特開２００３‐１８６５号公報）等に開示されている。この方式は、光源、光偏向器、走査結像光学系およびそれぞれの光学素子を保持する光学箱からなる光走査装置を感光体の数と同じだけ設ける方式である。しかしながら、この方式では全ての光学素子、光偏向器および光学箱の全てが、感光体と同じ数だけ必要となり、製造コスト等の高額化は避けられない。さらに、多数の光走査装置を配置するため、機械本体の小型化にも適していない。また、小型化のためには光偏向器と走査結像光学系との間の距離を短くして光走査装置を小型化し、走査結像光学系から感光体までの距離を長く取って、機械本体に組み付けることが望ましいが、走査結像光学系の倍率が拡大系となり、各光学素子の部品のばらつき、組み付けのばらつきによる光学性能の劣化が大きく、安定した光学性能を実現することが困難である。
また、近年では、カラー画像の高画質化が求められており、タンデム型の画像形成装置においては、各色の色ずれを低減することが重要な課題となっている。さらに、特許文献６（特開２００３‐１７７３４５号公報）等には、同一の感光体で２色の現像を行う技術について開示されている。
また、近年では、カラー画像の高画質化が求められており、タンデム型の画像形成装置においては、各色の色ずれを低減することが重要な課題となっている。さらに、特許文献６（特開２００３‐１７７３４５号公報）等には、同一の感光体で２色の現像を行う技術について開示されている。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、光走査装置を、走査結像光学系の光路長を長くすることなく、高速機にも低速機にも共通に使用することを可能とす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している。
本発明の請求項１の目的は、特に、走査結像光学系の光路長を長くすることなしに、感光体の間隔にかかわらず、共通に使用することが可能となり、しかも温度変化の影響による光学特性の変化が小さく、色ずれを抑制することが可能となる上、感光体の間隔の変化に対応が容易な光走査装置を提供することにある。
本発明の請求項２の目的は、特に、走査結像光学系の光路長を長くすることなしに、感光体の間隔にかかわらず、共通に使用することが可能で、しかも温度変化の影響による光学特性の変化が小さく、色ずれや連続プリント時の色味の変化の発生を抑制することが可能な光走査装置を提供することにある。
本発明の請求項１の目的は、特に、走査結像光学系の光路長を長くすることなしに、感光体の間隔にかかわらず、共通に使用することが可能となり、しかも温度変化の影響による光学特性の変化が小さく、色ずれを抑制することが可能となる上、感光体の間隔の変化に対応が容易な光走査装置を提供することにある。
本発明の請求項２の目的は、特に、走査結像光学系の光路長を長くすることなしに、感光体の間隔にかかわらず、共通に使用することが可能で、しかも温度変化の影響による光学特性の変化が小さく、色ずれや連続プリント時の色味の変化の発生を抑制することが可能な光走査装置を提供することにある。
本発明の請求項３の目的は、特に、走査結像光学系の光路長を長くすることなしに、感光体の間隔にかかわらず、共通に使用することが可能で、しかも温度変化の影響による光学特性の変化が小さく、色ずれや連続プリント時の色味の変化の発生を抑制することが可能な他の光走査装置を提供することにある。
本発明の請求項４の目的は、特に、走査結像光学系の光路長を長くすることなしに、感光体の間隔にかかわらず、共通に使用することが可能で、しかも温度変化の影響による光学特性の変化が小さく、色ずれの発生を抑制し、その上振動を低減して画像上のバンディングを抑制することが可能な光走査装置を提供することにある。
本発明の請求項５の目的は、特に、走査結像光学系の光路長を長くすることなしに、感光体の間隔にかかわらず、共通に使用することが可能で、しかも温度変化の影響による光学特性の変化が小さく、色ずれや色味の変化の発生を効果的に抑制することが可能な光走査装置を提供することにある。
本発明の請求項６の目的は、特に、走査結像光学系の光路長を長くすることなしに、感光体の間隔にかかわらず、共通に使用することが可能で、しかも温度変化の影響による光学特性の変化が小さく、色ずれや色味の変化の発生をさらに効果的に抑制することが可能な光走査装置を提供することにある。
本発明の請求項４の目的は、特に、走査結像光学系の光路長を長くすることなしに、感光体の間隔にかかわらず、共通に使用することが可能で、しかも温度変化の影響による光学特性の変化が小さく、色ずれの発生を抑制し、その上振動を低減して画像上のバンディングを抑制することが可能な光走査装置を提供することにある。
本発明の請求項５の目的は、特に、走査結像光学系の光路長を長くすることなしに、感光体の間隔にかかわらず、共通に使用することが可能で、しかも温度変化の影響による光学特性の変化が小さく、色ずれや色味の変化の発生を効果的に抑制することが可能な光走査装置を提供することにある。
本発明の請求項６の目的は、特に、走査結像光学系の光路長を長くすることなしに、感光体の間隔にかかわらず、共通に使用することが可能で、しかも温度変化の影響による光学特性の変化が小さく、色ずれや色味の変化の発生をさらに効果的に抑制することが可能な光走査装置を提供することにある。
本発明の請求項７の目的は、特に、走査結像光学系の光路長を長くすることなしに、感光体の間隔にかかわらず、共通に使用することが可能で、しかも温度変化の影響による光学特性の変化が小さく、色ずれや色味の変化の発生を一層効果的に抑制することが可能な光走査装置を提供することにある。
本発明の請求項８の目的は、特に、光偏向器の回転数を上げることなく、低消費電力で高速化、高密度化を達成することができ、そして走査結像光学系の光路長を長くすることなしに、感光体の間隔にかかわらず、共通に使用することが可能で、しかも温度変化の影響による光学特性の変化が小さく、色ずれや色味の変化の発生を抑制することが可能な光走査装置を提供することにある。
本発明の請求項９の目的は、特に、色ずれが無く、高品位な画像再現性を確保することができる画像形成装置を提供することにある。
本発明の請求項１０の目的は、特に、フルカラータンデム型の画像形成装置において、色ずれが無く、高品位な画像再現性を確保することができる画像形成装置を提供することにある。
本発明の請求項８の目的は、特に、光偏向器の回転数を上げることなく、低消費電力で高速化、高密度化を達成することができ、そして走査結像光学系の光路長を長くすることなしに、感光体の間隔にかかわらず、共通に使用することが可能で、しかも温度変化の影響による光学特性の変化が小さく、色ずれや色味の変化の発生を抑制することが可能な光走査装置を提供することにある。
本発明の請求項９の目的は、特に、色ずれが無く、高品位な画像再現性を確保することができる画像形成装置を提供することにある。
本発明の請求項１０の目的は、特に、フルカラータンデム型の画像形成装置において、色ずれが無く、高品位な画像再現性を確保することができる画像形成装置を提供することにある。
請求項１に記載した本発明に係る光走査装置は、上述した目的を達成するために、
ブラック、シアン、マゼンタおよびイエローの各色にそれぞれ対応する４個の光源と、
前記４個の光源から放射された光束を、それぞれカップリングする第１光学系と、
前記第１の光学系からの光束を、それぞれ主走査方向に長いほぼ線状に集光する第２光学系と、
前記第２光学系を介して出射された前記４個の光源のうちの２個の光源からの光束を一方の偏向手段により、残りの２個の光源からの光束を他方の偏向手段により、別々に偏向走査するための別々の回転軸によって回転支持された２組の偏向手段と、
前記２組の偏向手段により走査偏向された光束を、各色に対応する被走査面上にそれぞれ集光する走査光学系とを有し、
前記２組の偏向手段は、各々当該偏向手段に対応する光束全てを、同一位相の反射面で反射偏向する手段であり、
前記４個の光源、前記第１光学系、前記第２光学系、前記２組の偏向手段および前記走査光学系における各光学素子は、単一の光学箱に保持収容されており、且つ
前記２組の偏向手段は、前記走査光学系の少なくとも一部を挟んで前記光学箱内の外側両端の内壁に互いに対峙して配置されており、
前記２組の偏向手段の並ぶ方向と前記各色に対応する被走査面が並ぶ方向が平行であることを特徴としている。
ブラック、シアン、マゼンタおよびイエローの各色にそれぞれ対応する４個の光源と、
前記４個の光源から放射された光束を、それぞれカップリングする第１光学系と、
前記第１の光学系からの光束を、それぞれ主走査方向に長いほぼ線状に集光する第２光学系と、
前記第２光学系を介して出射された前記４個の光源のうちの２個の光源からの光束を一方の偏向手段により、残りの２個の光源からの光束を他方の偏向手段により、別々に偏向走査するための別々の回転軸によって回転支持された２組の偏向手段と、
前記２組の偏向手段により走査偏向された光束を、各色に対応する被走査面上にそれぞれ集光する走査光学系とを有し、
前記２組の偏向手段は、各々当該偏向手段に対応する光束全てを、同一位相の反射面で反射偏向する手段であり、
前記４個の光源、前記第１光学系、前記第２光学系、前記２組の偏向手段および前記走査光学系における各光学素子は、単一の光学箱に保持収容されており、且つ
前記２組の偏向手段は、前記走査光学系の少なくとも一部を挟んで前記光学箱内の外側両端の内壁に互いに対峙して配置されており、
前記２組の偏向手段の並ぶ方向と前記各色に対応する被走査面が並ぶ方向が平行であることを特徴としている。
請求項２に記載した本発明に係る光走査装置は、請求項１に記載の光走査装置であって、
前記走査光学系が、最も前記偏向手段に近く配置されるレンズを樹脂で形成するとともに、
前記偏向手段における光学素子は、前記光学箱内の他の光学素子とは異なる空間に隔離されて配置され、該偏向手段における光ビームの入出射は、透過性の平行平板を介して行う構成とする
ことを特徴としている。
請求項３に記載した本発明に係る光走査装置は、請求項２に記載の光走査装置であって、
前記４個の光源、前記第１光学系、前記第２光学系および前記走査光学系における各光学素子は、単一の光学箱に保持収容され、且つ
前記２組の偏向手段は、前記走査光学系の少なくとも一部を挟んで前記光学箱の外側両端に互いに対峙して配置され、そして
前記２組の偏向手段のうちの少なくとも一つの偏向手段についての前記光学箱内からの光ビームの入出射は、透過性の平行平板を介して行う構成とする
ことを特徴としている。
前記走査光学系が、最も前記偏向手段に近く配置されるレンズを樹脂で形成するとともに、
前記偏向手段における光学素子は、前記光学箱内の他の光学素子とは異なる空間に隔離されて配置され、該偏向手段における光ビームの入出射は、透過性の平行平板を介して行う構成とする
ことを特徴としている。
請求項３に記載した本発明に係る光走査装置は、請求項２に記載の光走査装置であって、
前記４個の光源、前記第１光学系、前記第２光学系および前記走査光学系における各光学素子は、単一の光学箱に保持収容され、且つ
前記２組の偏向手段は、前記走査光学系の少なくとも一部を挟んで前記光学箱の外側両端に互いに対峙して配置され、そして
前記２組の偏向手段のうちの少なくとも一つの偏向手段についての前記光学箱内からの光ビームの入出射は、透過性の平行平板を介して行う構成とする
ことを特徴としている。
請求項４に記載した本発明に係る光走査装置は、請求項１に記載の光走査装置であって、
複数の光学箱を有し、
前記複数の光学箱の各光学箱内に、それぞれ、前記４個の光源、前記第１光学系、前記第２光学系、前記走査光学系および１組の前記偏向手段が配置され、
前記複数の光学箱内に配置される前記偏向手段は、前記各光学箱内の走査光学系の少なくとも一部を挟んで互いにほぼ対峙して配置されていることを特徴としている。
複数の光学箱を有し、
前記複数の光学箱の各光学箱内に、それぞれ、前記４個の光源、前記第１光学系、前記第２光学系、前記走査光学系および１組の前記偏向手段が配置され、
前記複数の光学箱内に配置される前記偏向手段は、前記各光学箱内の走査光学系の少なくとも一部を挟んで互いにほぼ対峙して配置されていることを特徴としている。
請求項５に記載した本発明に係る光走査装置は、請求項４に記載の光走査装置であって、
前記走査光学系が、最も前記偏向手段に近く配置されるレンズを樹脂で形成するとともに、
前記偏向手段における光学素子は、前記光学箱内の他の光学素子とは異なる空間に隔離されて配置され、該偏向手段における光ビームの入出射は、透過性の平行平板を介して行う構成とする
ことを特徴としている。
請求項６に記載した本発明に係る光走査装置は、請求項１〜請求項５のうちのいずれか１項の光走査装置であって、
前記走査光学系は、それに対応する前記偏向手段によって反射偏向される光ビームの一部もしくは全ての光ビームで共有する少なくとも１枚の走査レンズを含み、
前記走査レンズは、主走査方向について強い屈折力を持ち且つ副走査方向についての屈折力はゼロである
ことを特徴としている。
請求項７に記載した本発明に係る光走査装置は、請求項１〜請求項６のうちのいずれか１項の光走査装置であって、
前記２組の偏向手段が、互いに逆方向に偏向走査する手段であることを特徴としている。
前記走査光学系が、最も前記偏向手段に近く配置されるレンズを樹脂で形成するとともに、
前記偏向手段における光学素子は、前記光学箱内の他の光学素子とは異なる空間に隔離されて配置され、該偏向手段における光ビームの入出射は、透過性の平行平板を介して行う構成とする
ことを特徴としている。
請求項６に記載した本発明に係る光走査装置は、請求項１〜請求項５のうちのいずれか１項の光走査装置であって、
前記走査光学系は、それに対応する前記偏向手段によって反射偏向される光ビームの一部もしくは全ての光ビームで共有する少なくとも１枚の走査レンズを含み、
前記走査レンズは、主走査方向について強い屈折力を持ち且つ副走査方向についての屈折力はゼロである
ことを特徴としている。
請求項７に記載した本発明に係る光走査装置は、請求項１〜請求項６のうちのいずれか１項の光走査装置であって、
前記２組の偏向手段が、互いに逆方向に偏向走査する手段であることを特徴としている。
請求項８に記載した本発明に係る光走査装置は、請求項１〜請求項７のうちのいずれか１項の光走査装置であって、
前記光源が、単一の光源装置から複数の光束を射出するマルチビーム光源装置を含むことを特徴としている。
請求項９に記載した本発明に係る画像形成装置は、
光走査装置により感光体表面を走査して画像を形成する画像形成装置であって、
前記光走査装置が、請求項１〜請求項８のいずれか１項の光走査装置を含むことを特徴としている。
請求項１０に記載した本発明に係る画像形成装置は、
光走査装置により感光体表面を走査して画像を形成するとともに、これら光走査装置と感光体の組み合わせを複数組用いてフルカラー画像を得るフルカラータンデム型の画像形成装置であって、
前記光走査装置が、請求項１〜請求項８のいずれか１項の光走査装置を含むことを特徴としている。
前記光源が、単一の光源装置から複数の光束を射出するマルチビーム光源装置を含むことを特徴としている。
請求項９に記載した本発明に係る画像形成装置は、
光走査装置により感光体表面を走査して画像を形成する画像形成装置であって、
前記光走査装置が、請求項１〜請求項８のいずれか１項の光走査装置を含むことを特徴としている。
請求項１０に記載した本発明に係る画像形成装置は、
光走査装置により感光体表面を走査して画像を形成するとともに、これら光走査装置と感光体の組み合わせを複数組用いてフルカラー画像を得るフルカラータンデム型の画像形成装置であって、
前記光走査装置が、請求項１〜請求項８のいずれか１項の光走査装置を含むことを特徴としている。
本発明によれば、光走査装置を、走査結像光学系の光路長を長くすることなく、高速機にも低速機にも共通に使用することを可能とする光走査装置および画像形成装置を提供することができる。
すなわち本発明の請求項１の光走査装置によれば、ブラック、シアン、マゼンタおよびイエローの各色にそれぞれ対応する４個の光源と、
前記４個の光源から放射された光束を、それぞれカップリングする第１光学系と、
前記第１の光学系からの光束を、それぞれ主走査方向に長いほぼ線状に集光する第２光学系と、
前記第２光学系を介して出射された前記４個の光源のうちの２個の光源からの光束を一方の偏向手段により、残りの２個の光源からの光束を他方の偏向手段により、別々に偏向走査するための別々の回転軸によって回転支持された２組の偏向手段と、
前記２組の偏向手段により走査偏向された光束を、各色に対応する被走査面上にそれぞれ集光する走査光学系とを有し、
前記２組の偏向手段は、各々当該偏向手段に対応する光束全てを、同一位相の反射面で反射偏向する手段であり、
前記４個の光源、前記第１光学系、前記第２光学系、前記２組の偏向手段および前記走査光学系における各光学素子は、単一の光学箱に保持収容されており、且つ
前記２組の偏向手段は、前記走査光学系の少なくとも一部を挟んで前記光学箱内の外側両端の内壁に互いに対峙して配置されており、
前記２組の偏向手段の並ぶ方向と前記各色に対応する被走査面が並ぶ方向が平行であることにより、走査結像光学系の光路長を長くすることなしに、感光体の間隔にかかわらず、高速機にも低速機にも共通に使用することが可能となり、しかも温度変化の影響による光学特性の変化が小さく、色ずれを抑制することが可能となる上、感光体の間隔の変化にも対応がし易くなる。
すなわち本発明の請求項１の光走査装置によれば、ブラック、シアン、マゼンタおよびイエローの各色にそれぞれ対応する４個の光源と、
前記４個の光源から放射された光束を、それぞれカップリングする第１光学系と、
前記第１の光学系からの光束を、それぞれ主走査方向に長いほぼ線状に集光する第２光学系と、
前記第２光学系を介して出射された前記４個の光源のうちの２個の光源からの光束を一方の偏向手段により、残りの２個の光源からの光束を他方の偏向手段により、別々に偏向走査するための別々の回転軸によって回転支持された２組の偏向手段と、
前記２組の偏向手段により走査偏向された光束を、各色に対応する被走査面上にそれぞれ集光する走査光学系とを有し、
前記２組の偏向手段は、各々当該偏向手段に対応する光束全てを、同一位相の反射面で反射偏向する手段であり、
前記４個の光源、前記第１光学系、前記第２光学系、前記２組の偏向手段および前記走査光学系における各光学素子は、単一の光学箱に保持収容されており、且つ
前記２組の偏向手段は、前記走査光学系の少なくとも一部を挟んで前記光学箱内の外側両端の内壁に互いに対峙して配置されており、
前記２組の偏向手段の並ぶ方向と前記各色に対応する被走査面が並ぶ方向が平行であることにより、走査結像光学系の光路長を長くすることなしに、感光体の間隔にかかわらず、高速機にも低速機にも共通に使用することが可能となり、しかも温度変化の影響による光学特性の変化が小さく、色ずれを抑制することが可能となる上、感光体の間隔の変化にも対応がし易くなる。
本発明の請求項２の光走査装置によれば、請求項１に記載の光走査装置において、前記走査光学系が、最も前記偏向手段に近く配置されるレンズを樹脂で形成するとともに、前記偏向手段における光学素子が、前記光学箱内の他の光学素子とは異なる空間に隔離されて配置され、該偏向手段における光ビームの入出射は、透過性の平行平板を介して行う構成とすることにより、特に、走査結像光学系の光路長を長くすることなしに、感光体の間隔にかかわらず、共通に使用することが可能で、しかも温度変化の影響による光学特性の変化が小さく、色ずれや連続プリント時の色味の変化の発生を抑制することが可能となる。
本発明の請求項３の光走査装置によれば、請求項１に記載の光走査装置において、前記４個の光源、前記第１光学系、前記第２光学系および前記走査光学系における各光学素子は、単一の光学箱に保持収容され、且つ
前記２組の偏向手段は、前記走査光学系の少なくとも一部を挟んで前記光学箱の外側両端に互いに対峙して配置され、そして
前記２組の偏向手段のうちの少なくとも一つの偏向手段についての前記光学箱内からの光ビームの入出射は、透過性の平行平板を介して行う構成とすることにより、特に、走査結像光学系の光路長を長くすることなしに、感光体の間隔にかかわらず、共通に使用することが可能で、しかも温度変化の影響による光学特性の変化が小さく、色ずれや連続プリント時の色味の変化の発生を抑制することが可能となる。
前記２組の偏向手段は、前記走査光学系の少なくとも一部を挟んで前記光学箱の外側両端に互いに対峙して配置され、そして
前記２組の偏向手段のうちの少なくとも一つの偏向手段についての前記光学箱内からの光ビームの入出射は、透過性の平行平板を介して行う構成とすることにより、特に、走査結像光学系の光路長を長くすることなしに、感光体の間隔にかかわらず、共通に使用することが可能で、しかも温度変化の影響による光学特性の変化が小さく、色ずれや連続プリント時の色味の変化の発生を抑制することが可能となる。
本発明の請求項４の光走査装置によれば、請求項１に記載の光走査装置において、複数の光学箱を有し、
前記複数の光学箱の各光学箱内に、それぞれ、前記４個の光源、前記第１光学系、前記第２光学系、前記走査光学系および１組の前記偏向手段が配置され、
前記複数の光学箱内に配置される前記偏向手段は、前記各光学箱内の走査光学系の少なくとも一部を挟んで互いにほぼ対峙して配置されることにより、特に、走査結像光学系の光路長を長くすることなしに、感光体の間隔にかかわらず、共通に使用することが可能で、しかも温度変化の影響による光学特性の変化が小さく、色ずれの発生を抑制し、その上振動を低減して画像上のバンディングを抑制することが可能となる。
本発明の請求項５の光走査装置によれば、請求項４に記載の光走査装置において、前記走査光学系が、最も前記偏向手段に近く配置されるレンズを樹脂で形成するとともに、
前記偏向手段における光学素子は、前記光学箱内の他の光学素子とは異なる空間に隔離されて配置され、該偏向手段における光ビームの入出射は、透過性の平行平板を介して行う構成とすることにより、特に、走査結像光学系の光路長を長くすることなしに、感光体の間隔にかかわらず、共通に使用することが可能で、しかも温度変化の影響による光学特性の変化が小さく、色ずれや色味の変化の発生を効果的に抑制することが可能となる。
前記複数の光学箱の各光学箱内に、それぞれ、前記４個の光源、前記第１光学系、前記第２光学系、前記走査光学系および１組の前記偏向手段が配置され、
前記複数の光学箱内に配置される前記偏向手段は、前記各光学箱内の走査光学系の少なくとも一部を挟んで互いにほぼ対峙して配置されることにより、特に、走査結像光学系の光路長を長くすることなしに、感光体の間隔にかかわらず、共通に使用することが可能で、しかも温度変化の影響による光学特性の変化が小さく、色ずれの発生を抑制し、その上振動を低減して画像上のバンディングを抑制することが可能となる。
本発明の請求項５の光走査装置によれば、請求項４に記載の光走査装置において、前記走査光学系が、最も前記偏向手段に近く配置されるレンズを樹脂で形成するとともに、
前記偏向手段における光学素子は、前記光学箱内の他の光学素子とは異なる空間に隔離されて配置され、該偏向手段における光ビームの入出射は、透過性の平行平板を介して行う構成とすることにより、特に、走査結像光学系の光路長を長くすることなしに、感光体の間隔にかかわらず、共通に使用することが可能で、しかも温度変化の影響による光学特性の変化が小さく、色ずれや色味の変化の発生を効果的に抑制することが可能となる。
本発明の請求項６の光走査装置によれば、請求項１〜請求項５のうちのいずれか１項の光走査装置において、前記走査光学系が、それに対応する前記偏向手段によって反射偏向される光ビームの一部もしくは全ての光ビームで共有する少なくとも１枚の走査レンズを含み、前記走査レンズが、主走査方向について強い屈折力を持ち且つ副走査方向についての屈折力はゼロであることにより、特に、走査結像光学系の光路長を長くすることなしに、感光体の間隔にかかわらず、共通に使用することが可能で、しかも温度変化の影響による光学特性の変化が小さく、色ずれや色味の変化の発生をさらに効果的に抑制することが可能となる。
本発明の請求項７の光走査装置によれば、請求項１〜請求項６のうちのいずれか１項の光走査装置において、前記２組の偏向手段が、互いに逆方向に偏向走査する手段であることにより、特に、走査結像光学系の光路長を長くすることなしに、感光体の間隔にかかわらず、共通に使用することが可能で、しかも温度変化の影響による光学特性の変化が小さく、色ずれや色味の変化の発生を一層効果的に抑制することが可能となる。
本発明の請求項８の光走査装置によれば、請求項１〜請求項７のうちのいずれか１項の光走査装置において、前記光源が、単一の光源装置から複数の光束を射出するマルチビーム光源装置を含むことにより、特に、光偏向器の回転数を上げることなく、低消費電力で高速化、高密度化を達成することができ、そして走査結像光学系の光路長を長くすることなしに、感光体の間隔にかかわらず、共通に使用することが可能で、しかも温度変化の影響による光学特性の変化が小さく、色ずれや色味の変化の発生を抑制することが可能となる。
本発明の請求項７の光走査装置によれば、請求項１〜請求項６のうちのいずれか１項の光走査装置において、前記２組の偏向手段が、互いに逆方向に偏向走査する手段であることにより、特に、走査結像光学系の光路長を長くすることなしに、感光体の間隔にかかわらず、共通に使用することが可能で、しかも温度変化の影響による光学特性の変化が小さく、色ずれや色味の変化の発生を一層効果的に抑制することが可能となる。
本発明の請求項８の光走査装置によれば、請求項１〜請求項７のうちのいずれか１項の光走査装置において、前記光源が、単一の光源装置から複数の光束を射出するマルチビーム光源装置を含むことにより、特に、光偏向器の回転数を上げることなく、低消費電力で高速化、高密度化を達成することができ、そして走査結像光学系の光路長を長くすることなしに、感光体の間隔にかかわらず、共通に使用することが可能で、しかも温度変化の影響による光学特性の変化が小さく、色ずれや色味の変化の発生を抑制することが可能となる。
本発明の請求項９の画像形成装置によれば、光走査装置により感光体表面を走査して画像を形成する画像形成装置において、前記光走査装置が、請求項１〜請求項８のいずれか１項の光走査装置を含むことにより、特に、色ずれが無く、高品位な画像再現性を確保することが可能となる。
本発明の請求項１０の画像形成装置によれば、光走査装置により感光体表面を走査して画像を形成するとともに、これら光走査装置と感光体の組み合わせを複数組用いてフルカラー画像を得るフルカラータンデム型の画像形成装置において、前記光走査装置が、請求項１〜請求項８のいずれか１項の光走査装置を含むことにより、特に、フルカラータンデム型の画像形成装置において、色ずれが無く、高品位な画像再現性を確保することが可能となる。
本発明の請求項１０の画像形成装置によれば、光走査装置により感光体表面を走査して画像を形成するとともに、これら光走査装置と感光体の組み合わせを複数組用いてフルカラー画像を得るフルカラータンデム型の画像形成装置において、前記光走査装置が、請求項１〜請求項８のいずれか１項の光走査装置を含むことにより、特に、フルカラータンデム型の画像形成装置において、色ずれが無く、高品位な画像再現性を確保することが可能となる。
以下、本発明に係る実施の形態に基づき、図面を参照して本発明の光走査装置および画像形成装置を詳細に説明する。
〔第１の実施の形態〕
図１および図２は、本発明の第１の実施の形態に係る光走査装置の構成を示している（請求項１に対応する）。図１は、４個の感光体を用いたタンデム型カラー機に対応する光走査装置の主として光ビームの偏向以後の部分の構成を模式的に示す図、図２は、光走査装置の各ビームについて同様の光源から被走査面に至る光学系の構成を模式的に示す図である。
図１および図２に示す光走査装置は、光源１、第１光学系２、絞り３、第２光学系４、光偏向器５、第１走査光学系６、第２走査光学系７、感光体８および光学箱９を具備している。第１走査光学系６と第２走査光学系７とで走査結像光学系である第３光学系を構成している。図１には示しておらず、図２には明確に示していないが、光源１は、ブラックＫ、シアンＣ、マゼンタＭおよびイエローＹの各色にそれぞれ対応する光ビームを射出する４個の光源（１Ｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ）からなり、第１光学系２も各色にそれぞれ対応する光ビームをカプリングする４個の第１光学系（２Ｋ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｙ）からなり、絞り３も各色にそれぞれ対応する光ビーム径を制限する４個の絞り（３Ｋ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｙ）からなり、さらに第２光学系４も各色にそれぞれ対応する光ビームを主走査方向に長いほぼ線状に集光する４個の第２光学系（４Ｋ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｙ）からなり、これらは、図１に示す光学箱９内に収容されている。
〔第１の実施の形態〕
図１および図２は、本発明の第１の実施の形態に係る光走査装置の構成を示している（請求項１に対応する）。図１は、４個の感光体を用いたタンデム型カラー機に対応する光走査装置の主として光ビームの偏向以後の部分の構成を模式的に示す図、図２は、光走査装置の各ビームについて同様の光源から被走査面に至る光学系の構成を模式的に示す図である。
図１および図２に示す光走査装置は、光源１、第１光学系２、絞り３、第２光学系４、光偏向器５、第１走査光学系６、第２走査光学系７、感光体８および光学箱９を具備している。第１走査光学系６と第２走査光学系７とで走査結像光学系である第３光学系を構成している。図１には示しておらず、図２には明確に示していないが、光源１は、ブラックＫ、シアンＣ、マゼンタＭおよびイエローＹの各色にそれぞれ対応する光ビームを射出する４個の光源（１Ｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ）からなり、第１光学系２も各色にそれぞれ対応する光ビームをカプリングする４個の第１光学系（２Ｋ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｙ）からなり、絞り３も各色にそれぞれ対応する光ビーム径を制限する４個の絞り（３Ｋ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｙ）からなり、さらに第２光学系４も各色にそれぞれ対応する光ビームを主走査方向に長いほぼ線状に集光する４個の第２光学系（４Ｋ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｙ）からなり、これらは、図１に示す光学箱９内に収容されている。
また、図２には明確に示していないが、偏向手段を構成する光偏向器５は、ブラックＫおよびシアンＣに共通に用いられる第１の光偏向器５ａと、マゼンタＭおよびイエローＹに共通に用いられる第２の光偏向器５ｂとの２組の光偏向器で構成される。なお、光偏向器５ａのブラックＫおよびシアンＣに対応する偏向反射面は、図１に示すように各色毎のポリゴンミラーからなる偏向反射面５Ｋおよび５Ｃを同期回転させる構成としてもよいし、一体のポリゴンミラー偏向反射面としてもよい。同様に、光偏向器５ｂのマゼンタＭおよびイエローＹに対応する偏向反射面は、図１に示すように各色毎のポリゴンミラーからなる偏向反射面５Ｍおよび５Ｙを同期回転させる構成としてもよいし、一体のポリゴンミラー偏向反射面としてもよい。いずれにせよ、前記第１の光偏向器５ａは、対応するブラックＫおよびシアンＣについての光ビームを同一回転位相の反射面で反射偏向し、前記第２の光偏向器５ｂは、対応するマゼンタＭおよびイエローＹについての光ビームを同一回転位相の反射面で反射偏向する。
第１走査光学系６もブラックＫおよびシアンＣに共通に用いられる第１の第１走査光学系６ａと、マゼンタＭおよびイエローＹに共通に用いられる第２の第１走査光学系６ｂとの２つの第１走査光学系で構成され、第２走査光学系７は、ブラックＫ、シアンＣ、マゼンタＭおよびイエローＹの各色の光ビームにそれぞれ対応する４個の第２走査光学系７Ｋ、７Ｃ、７Ｍおよび７Ｙで構成され、被走査面となる感光体８もブラックＫ、シアンＣ、マゼンタＭおよびイエローＹの各色の光ビームにそれぞれ対応する４個の感光体８Ｋ、８Ｃ、８Ｍおよび８Ｙで構成される。これら第１走査光学系６（６ａ，６ｂ）および第２走査光学系７（７Ｋ，７Ｃ，７Ｍ，７Ｙ）によって構成される走査結像光学系ＳＬによって、光偏向器５ａおよび５ｂにて走査偏向された複数の光ビームを、各色に対応する感光体８（８Ｋ，８Ｃ，８Ｍ，８Ｙ）の被走査面上にそれぞれ集光する。さらに、各色の光ビームを感光体８（８Ｋ，８Ｃ，８Ｍ，８Ｙ）に所定の入射条件で入射させるべく光路を偏向させる反射偏向ミラー１０（１０Ｋ１，１０Ｋ２，１０Ｃ１，１０Ｍ１，１０Ｍ２，１０Ｙ１，１０Ｙ２）を適宜設ける。上述した光偏向器５（５ａ，５ｂ）、第１走査光学系６（６ａ，６ｂ）、第２走査光学系７（７Ｋ，７Ｃ，７Ｍ，７Ｙ）および反射偏向ミラー１０（１０Ｋ１，１０Ｋ２，１０Ｃ１，１０Ｍ１，１０Ｍ２，１０Ｙ１，１０Ｙ２）も図１に示す光学箱９内に収容されている。
図１および図２に示す光走査装置における作用および特徴についてさらに説明する。図２に示すように、光源１（１Ｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ）から射出された光ビーム光束は、第１光学系２（２Ｋ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｙ）によりそれぞれ平行光束（完全な平行光束でなく、弱い収束光束または弱い発散光束でも良い）にそれぞれカップリングされる。カップリングされた光ビーム光束は、被走査面８上で所望のビームスポット径を得るための開口を有する絞り３（３Ｋ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｙ）を通過した後、第２光学系４（４Ｋ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｙ）を通過し、回転ポリゴンミラー（回転多面鏡）を用いて構成した光偏向器５（５ａ，５ｂ）の近傍で主走査方向に細長い線像を形成する。光偏向器５（５ａ，５ｂ）で偏向走査された光ビーム光束は、第３光学系となる走査結像光学系ＳＬを構成する第１走査光学系６（６ａ，６ｂ）および第２走査光学系７（７Ｋ，７Ｃ，７Ｍ，７Ｙ）を通過し、それぞれ対応する色の感光体８（８Ｋ，８Ｃ，８Ｍ，８Ｙ）の外周の被走査面上をほぼ等速に走査するとともに被走査面上近傍で集光する。
本発明の第１の実施の形態である４個の感光体を用いたタンデム型カラー機に対応する光走査装置について、図１を参照してさらに説明する。光学箱９の内部には、回転多面鏡を用いた２つの光偏向器５ａと光偏向器５ｂとが、第１走査光学系６（６ａ，６ｂ）と第２走査光学系７（７Ｋ，７Ｃ，７Ｍ，７Ｙ）の一部とを挟んで当該光学箱９の外側両端の内壁近傍に互いにほぼ対峙して配置されている。２つの光偏向器５の一方、すなわち第１の光偏向器５ａの回転ポリゴンミラーに入射される光ビームは、ブラックＫおよびシアンＣの２色（つまり、２つの感光体８Ｋおよび８Ｃ）に対応するもので、それぞれ副走査方向に距離を存し、主走査方向に重なって回転ポリゴンミラーの同一回転位相の反射面に入射されて、いわゆる片側走査方式の形態を呈している。同様に、２つの光偏向器５の他方、第２の光偏向器５ｂの回転ポリゴンミラーに入射される光ビームは、マゼンタＭおよびイエローＹの２色（つまり、２つの感光体８Ｍおよび８Ｙ）に対応するもので、それぞれ副走査方向に距離を存し、主走査方向に重なって回転ポリゴンミラーの同一回転位相の反射面に入射されて、いわゆる片側走査方式の形態を呈している。ここでは、光偏向器５ａおよび５ｂの各々における各色に対応する光ビームは、副走査方向に所定の距離を存し、互いに平行な状態で光偏向器５ａまたは５ｂの各回転ポリゴンミラーに入射される例について説明しているが、各光ビームが回転ポリゴンミラーに副走査方向に角度を持って入射する、いわゆる斜入射光学系を用いても構わない。
このように、一つの回転ポリゴンミラーによる光偏向器５が２つの感光体に対応する光ビームを偏向することにより、従来の特許文献３等に示されたような片側走査方式において４つの感光体に対応する光ビームを偏向する光走査装置に比べて、記録紙搬送方向についての感光体の間隔の変化に柔軟に対応することが可能となる。つまり、上述した高速機から低速機に至る様々な感光体の間隔に対応することができる。
例えば、従来、特許文献３等の片側走査方式の光走査装置においては、図８に示すように、４つの感光体８Ｋ′，８Ｃ′，８Ｍ′，８Ｙ′に対応するため、光偏向器５′の回転ポリゴンミラーおよび走査光学系６′から最も離れた感光体８Ｙ′と最も近い感光体８Ｋ′との間隔が長く、感光体間隔Ｄが広い機種である高速機への対応が困難であった。
それに対して、この実施の形態によれば、図１に示すように、各光偏向器５ａまたは５ｂが、それぞれ２つの感光体８Ｋおよび８Ｃ、または２つの感光体８Ｍおよび８Ｙに対応すればよいため、感光体間隔Ｄが広がった場合においても、新たに光偏向器５の回転ポリゴンミラーから感光体８までの光路長を長くするようにした光学系を用いる必要はない。先に述べた従来の片側走査方式では、感光体間隔Ｄの３倍の長さ（Ｄ＋Ｄ＋Ｄ＝３Ｄ）に対応するための光路長ＬＹ′等が必要であったが、この実施の形態によれば、感光体間隔Ｄにのみ対応すればよく、ＬＹ等の光路長で対応可能となる（なお、この場合、図１と図８における感光体間隔Ｄは同一であるとする）。
例えば、従来、特許文献３等の片側走査方式の光走査装置においては、図８に示すように、４つの感光体８Ｋ′，８Ｃ′，８Ｍ′，８Ｙ′に対応するため、光偏向器５′の回転ポリゴンミラーおよび走査光学系６′から最も離れた感光体８Ｙ′と最も近い感光体８Ｋ′との間隔が長く、感光体間隔Ｄが広い機種である高速機への対応が困難であった。
それに対して、この実施の形態によれば、図１に示すように、各光偏向器５ａまたは５ｂが、それぞれ２つの感光体８Ｋおよび８Ｃ、または２つの感光体８Ｍおよび８Ｙに対応すればよいため、感光体間隔Ｄが広がった場合においても、新たに光偏向器５の回転ポリゴンミラーから感光体８までの光路長を長くするようにした光学系を用いる必要はない。先に述べた従来の片側走査方式では、感光体間隔Ｄの３倍の長さ（Ｄ＋Ｄ＋Ｄ＝３Ｄ）に対応するための光路長ＬＹ′等が必要であったが、この実施の形態によれば、感光体間隔Ｄにのみ対応すればよく、ＬＹ等の光路長で対応可能となる（なお、この場合、図１と図８における感光体間隔Ｄは同一であるとする）。
つまり、中低速器等の短い感光体間隔のシステムでは、一般に感光体８のドラム径も小さいが、このような場合には、図１および図８（図１における２つの感光体８Ｋと８Ｃまたは８Ｍと８Ｙの間隔とほぼ等しい間隔内に小径の感光体を４つ配置する）のどちらの形でも対応可能である。しかし、高速機の場合には、図１に示すような本発明に係る形態とすることによって、光学系の一部を共通化することが可能となる。
さらに、この実施の形態のように４色タンデム方式の場合、対向走査方式においては、光偏向器の片側で受け持つ感光体の数は２つであるが、光偏向器の回転ポリゴンミラーを挟んで配置される２つの感光体の間隔を広く設定する場合には、周辺の感光体は回転ポリゴンミラーから遠ざける必要があり、片側走査方式の場合と同様に感光体間隔の長い高速機への対応が難しかった（すなわち、図１における左右の回転ポリゴンミラーを重ね合わせたとき、中心の２つの感光体の間隔を確保することが困難である）。
このような本発明の第１の実施の形態に係る光走査装置によれば、従来の片側走査方式に比べて感光体間隔の変化に対応し易く、さらにそれぞれ回転ポリゴンミラーを用いた２つの光偏向器５ａと５ｂをほぼ対峙させて使用し、光学箱９における走査光学系６等を挟む外側両端の光学箱９の内壁近傍に配置することによって、両光偏向器５ａおよび５ｂの回転ポリゴンミラー間、さらには走査光学系６等の間隔、を自由に設定することが可能となり、中央部の２つの感光体（８Ｃと８Ｍ）の間隔にも対応し易くなり、上述した対向走査方式における課題も解決することができる。
さらに、この実施の形態のように４色タンデム方式の場合、対向走査方式においては、光偏向器の片側で受け持つ感光体の数は２つであるが、光偏向器の回転ポリゴンミラーを挟んで配置される２つの感光体の間隔を広く設定する場合には、周辺の感光体は回転ポリゴンミラーから遠ざける必要があり、片側走査方式の場合と同様に感光体間隔の長い高速機への対応が難しかった（すなわち、図１における左右の回転ポリゴンミラーを重ね合わせたとき、中心の２つの感光体の間隔を確保することが困難である）。
このような本発明の第１の実施の形態に係る光走査装置によれば、従来の片側走査方式に比べて感光体間隔の変化に対応し易く、さらにそれぞれ回転ポリゴンミラーを用いた２つの光偏向器５ａと５ｂをほぼ対峙させて使用し、光学箱９における走査光学系６等を挟む外側両端の光学箱９の内壁近傍に配置することによって、両光偏向器５ａおよび５ｂの回転ポリゴンミラー間、さらには走査光学系６等の間隔、を自由に設定することが可能となり、中央部の２つの感光体（８Ｃと８Ｍ）の間隔にも対応し易くなり、上述した対向走査方式における課題も解決することができる。
さらに、回転ポリゴンミラーを有する光偏向器５ａおよび５ｂを光学箱９の外側両端に配置し、そして、２組の回転ポリゴンミラーについての光学箱９内からの光ビームの入出射は、透過性の平行平板１１ａ，１１ｂを介して行うことによって、走査光学系６等を構成するレンズ等の光学要素に伝わる回転ポリゴンミラーの熱の影響を各走査光学系６ａおよび６ｂ等について同一とすることができる。回転ポリゴンミラーを光学箱９の中央に２つ配置する場合には、上述した対向走査方式における課題を解決することができない。例えば、感光体８の間隔を狭くしたいときに弊害を生じる。また、図９に示すように光偏向器の回転ポリゴンミラーの一つを光学箱の中心近傍に配置する場合、２つの走査光学系のうちの一方は、発熱源となる回転ポリゴンミラーに両側から挟まれ、他方は１つの回転ポリゴンミラーからの熱の影響のみを受けることになり、光学箱内で温度差を生じてしまう。このように、左右の光学系で温度差が生じた場合には、左右の光学系の熱変形の差、特に主走査方向に強い屈折力を持ち、回転ポリゴンミラーと同じ空間に配置されるレンズの熱変形の差、によって、走査線の長さが異なってしまう。一般に、書込開始と書込終端で同期を取り、画素クロックの調整を行って走査線の長さを揃えることが行われてはいるが、この方法では、書込開始と終了の位置は調整することはできてもその間での主走査方向のドット位置を調整することはできず、画像上の色ずれ等を生じてしまう。このため、発熱源となる回転ポリゴンミラーは、走査光学系の少なくとも一部を挟んで両端に配置し、光学箱内の温度差、特に走査光学系間の温度差を生じさせないことが色ずれの低減に大きな効果を持つ。
〔第２の実施の形態〕
次に、本発明の第２の実施の形態に係る光走査装置の構成について説明する（請求項２および請求項３に対応する）。
すなわち、図１と同様の部分には同符号を付した図４に示すように、複数の走査光学系間、例えば第１走査光学系６ａと６ｂの温度差を低減するために、発熱源となる光偏向器５ａおよび５ｂの回転ポリゴンミラーを前記第１走査光学系６ａおよび６ｂとは別の空間に配置し、回転ポリゴンミラーへの光ビームの入射および回転ポリゴンミラーからの光ビームの射出は、透過性の平行平板１１ａおよび１１ｂを介して行うことが望ましい。このような構成を採用したのが本発明の第２の実施の形態に係る光走査装置である。
特に、光走査装置に樹脂製の光学素子が用いられる場合、樹脂は、ガラスに比べて熱膨張係数が大きいため、温度変化により、樹脂製の光学素子に大きな形状変化が発生し、その光学素子の光学特性が変化する。大きな発熱を伴う回転ポリゴンミラーにより、光学箱９内の温度が上昇するとき、回転ポリゴンミラーが回転することにより作られる気流および光学箱９内の形状の違いなどにより、熱は一律に伝播または伝達されることはなく、回転ポリゴンミラーに最も近い走査光学系６ａおよび６ｂは、回転ポリゴンミラーの回転方向に対応する主走査方向について、ある温度分布を持つ。
特に、前記走査光学系の温度分布は、回転ポリゴンミラーの回転に伴う気流に大きく影響され、書込終了端側で温度が高くなる傾向がある。
次に、本発明の第２の実施の形態に係る光走査装置の構成について説明する（請求項２および請求項３に対応する）。
すなわち、図１と同様の部分には同符号を付した図４に示すように、複数の走査光学系間、例えば第１走査光学系６ａと６ｂの温度差を低減するために、発熱源となる光偏向器５ａおよび５ｂの回転ポリゴンミラーを前記第１走査光学系６ａおよび６ｂとは別の空間に配置し、回転ポリゴンミラーへの光ビームの入射および回転ポリゴンミラーからの光ビームの射出は、透過性の平行平板１１ａおよび１１ｂを介して行うことが望ましい。このような構成を採用したのが本発明の第２の実施の形態に係る光走査装置である。
特に、光走査装置に樹脂製の光学素子が用いられる場合、樹脂は、ガラスに比べて熱膨張係数が大きいため、温度変化により、樹脂製の光学素子に大きな形状変化が発生し、その光学素子の光学特性が変化する。大きな発熱を伴う回転ポリゴンミラーにより、光学箱９内の温度が上昇するとき、回転ポリゴンミラーが回転することにより作られる気流および光学箱９内の形状の違いなどにより、熱は一律に伝播または伝達されることはなく、回転ポリゴンミラーに最も近い走査光学系６ａおよび６ｂは、回転ポリゴンミラーの回転方向に対応する主走査方向について、ある温度分布を持つ。
特に、前記走査光学系の温度分布は、回転ポリゴンミラーの回転に伴う気流に大きく影響され、書込終了端側で温度が高くなる傾向がある。
図１および図２と同様の構成において、本発明に係る２つの光偏向器５ａおよび５ｂにおける回転ポリゴンミラーに同一物を使用する場合、それぞれの回転ポリゴンミラーの書込終端側は、図３に示すように、反転する。この結果、図３の図示左半部に配置される第１走査光学系６ａと右半部に配置される第１走査光学系６ｂの温度分布は、主走査方向について互いに反転した分布となり、図示矢印方向に向かって高温となって、各第１走査光学系６ｂおよび６ｂの走査レンズ等の光学素子の形状変化または屈折率変化等の影響による走査線の長さや等速性は互いに異なったものとなる。
上述した通り、書込開始位置と書込終了位置を合わせることは可能であるが、これらの中間での主走査方向のドット位置の変化は補正することができず、これらの潜像を各々異なる色の現像剤を使用する現像器で可視化した後に、これらの可視像を同一の記録紙に順次重ね合わせて転写し定着することによって、カラー画像を得た際に、いわゆる「色ずれ」を生じてしまう。但し、同一の光偏向器の回転ポリゴンミラーを使用する２色に関しては、前述した走査レンズの温度分布による影響は、ほぼ同一の形態で発生するために、色ずれの発生は小さい。
上述した通り、書込開始位置と書込終了位置を合わせることは可能であるが、これらの中間での主走査方向のドット位置の変化は補正することができず、これらの潜像を各々異なる色の現像剤を使用する現像器で可視化した後に、これらの可視像を同一の記録紙に順次重ね合わせて転写し定着することによって、カラー画像を得た際に、いわゆる「色ずれ」を生じてしまう。但し、同一の光偏向器の回転ポリゴンミラーを使用する２色に関しては、前述した走査レンズの温度分布による影響は、ほぼ同一の形態で発生するために、色ずれの発生は小さい。
このような問題は、連続出力する場合には、顕著に発生する。特に、連続出力枚数が多い場合には、光偏向器のポリゴンミラーの発熱により、各走査光学系のレンズの温度分布は漸次変化し、先に説明したような色ずれが発生して、その変動量も変化していく。この結果、最初に出力された画像と、最後に出力された画像で、色ずれにより色味が変化してしまうという問題もある。
第１の実施の形態において説明したように、光偏向器の回転ポリゴンミラーを光学箱内の両端の内壁近傍に配置することによって、光学箱内の温度、特に走査光学系部分の温度はほぼ一定とすることが可能であり、前述した色ずれの低減に有効な光学配置となるが、連続プリント時等に回転ポリゴンミラーで発生する気流等の影響による走査レンズの主走査方向の温度分布による、色ずれ、色味の変動の低減には、発熱源である回転ポリゴンミラーを、走査光学系と別の空間に配し、光ビームの回転ポリゴンミラーへの入射および回転ポリゴンミラーからの光ビームの射出は、透過性の平行平板１１（１１ａ，１１ｂ）を介して行うことが望ましい。
第１の実施の形態において説明したように、光偏向器の回転ポリゴンミラーを光学箱内の両端の内壁近傍に配置することによって、光学箱内の温度、特に走査光学系部分の温度はほぼ一定とすることが可能であり、前述した色ずれの低減に有効な光学配置となるが、連続プリント時等に回転ポリゴンミラーで発生する気流等の影響による走査レンズの主走査方向の温度分布による、色ずれ、色味の変動の低減には、発熱源である回転ポリゴンミラーを、走査光学系と別の空間に配し、光ビームの回転ポリゴンミラーへの入射および回転ポリゴンミラーからの光ビームの射出は、透過性の平行平板１１（１１ａ，１１ｂ）を介して行うことが望ましい。
このような構成の光走査装置によれば、その基板、モータ部などによる発熱が大きい回転ポリゴンミラーと、温度変化による光学性能変化の大きい樹脂製レンズを用いる走査光学系を保持する空間とを平行平板を介して遮断することができ、光偏向器の発熱による熱が、少なくとも走査光学系を収容する空間へ伝播することを抑制することができる。この結果、低コストな樹脂製のレンズを走査光学系、特に光偏向器に最も近いレンズとして使用しても、各感光体に対応する走査光学系の温度分布のばらつきを効果的に低減した光走査装置を実現することができる。
また、図４に示すように、光偏向器５ａおよび５ｂの回転ポリゴンミラーが配置される空間を第１走査光学系６ａ等が配置される空間よりも広くすることによって、回転ポリゴンミラーの熱を逃がすことができ、発熱の影響を低減することが可能である。
さらに、各光偏向器（回転ポリゴンミラー）５ａおよび５ｂを光学箱９の外に配置し、回転ポリゴンミラーと走査光学系６ａおよび６ｂ等の光学素子を別体で支持させる構成とすることによって、気流の影響だけでなく、光学箱９を伝わる熱も遮断することが可能となる。このとき、光ビームの回転ポリゴンミラーにおける入出射は、透過性の平行平板１１（１１ａ，１１ｂ）を介して行う。この結果、気流による熱の影響と光学箱９を伝わる熱の影響を共に遮断することが可能となり、温度の影響による色ずれや色味の相違の問題を大幅に低減することが可能である。
また、図４に示すように、光偏向器５ａおよび５ｂの回転ポリゴンミラーが配置される空間を第１走査光学系６ａ等が配置される空間よりも広くすることによって、回転ポリゴンミラーの熱を逃がすことができ、発熱の影響を低減することが可能である。
さらに、各光偏向器（回転ポリゴンミラー）５ａおよび５ｂを光学箱９の外に配置し、回転ポリゴンミラーと走査光学系６ａおよび６ｂ等の光学素子を別体で支持させる構成とすることによって、気流の影響だけでなく、光学箱９を伝わる熱も遮断することが可能となる。このとき、光ビームの回転ポリゴンミラーにおける入出射は、透過性の平行平板１１（１１ａ，１１ｂ）を介して行う。この結果、気流による熱の影響と光学箱９を伝わる熱の影響を共に遮断することが可能となり、温度の影響による色ずれや色味の相違の問題を大幅に低減することが可能である。
〔第３の実施の形態〕
次に、本発明の第３の実施の形態に係る光走査装置の構成について説明する（請求項７に対応する）。
上述した第２の実施の形態の場合と同様の問題を解決するための他の実施の形態として、２つの光偏向器の回転ポリゴンミラーの回転方向を互いに逆方向とする方式が考えられる。これが本発明の第３の実施の形態に係る光走査装置である。すなわち、例えば図１および図３に示した構成において光偏向器５ａおよび５ｂの回転ポリゴンミラーの回転方向は、共に反時計方向で同一であるが、これらの一方、例えば光偏向器５ａの回転ポリゴンミラーの回転方向は、反時計方向としたまま、他方の光偏向器５ｂの回転ポリゴンミラーの回転方向を逆方向、つまり時計方向、として、光偏向器５ａと５ｂの回転ポリゴンミラーの回転方向を互いに逆方向とする。
このように、光偏向器５ａと５ｂの回転ポリゴンミラーの回転方向を、互いに逆方向とすることによって、上述した主として回転ポリゴンミラーの回転に起因する気流による走査光学系６ａと６ｂ等の主走査方向の温度分布の方向を、図１および図３の左右の走査光学系６ａと６ｂ等で一致させることができる。すなわち、走査開始端と走査終了端を、全ての感光体８（８Ｋ，８Ｃ，８Ｍ，８Ｙ）で同一とすることが可能となり、温度分布発生による主走査方向のドット位置のずれを各色で整合させることができる。その結果、連続出力時においても画像上の色ずれの発生を大幅に低減させることが可能となる。
この実施の形態は、走査開始と走査終了の方向を合わせることを特徴としており、同一の回転ポリゴンミラー（同一方向に回転する回転ポリゴンミラー）を用いて、片側を副走査方向に反転させて設置した場合にもほぼ同様の効果を得ることができる。
次に、本発明の第３の実施の形態に係る光走査装置の構成について説明する（請求項７に対応する）。
上述した第２の実施の形態の場合と同様の問題を解決するための他の実施の形態として、２つの光偏向器の回転ポリゴンミラーの回転方向を互いに逆方向とする方式が考えられる。これが本発明の第３の実施の形態に係る光走査装置である。すなわち、例えば図１および図３に示した構成において光偏向器５ａおよび５ｂの回転ポリゴンミラーの回転方向は、共に反時計方向で同一であるが、これらの一方、例えば光偏向器５ａの回転ポリゴンミラーの回転方向は、反時計方向としたまま、他方の光偏向器５ｂの回転ポリゴンミラーの回転方向を逆方向、つまり時計方向、として、光偏向器５ａと５ｂの回転ポリゴンミラーの回転方向を互いに逆方向とする。
このように、光偏向器５ａと５ｂの回転ポリゴンミラーの回転方向を、互いに逆方向とすることによって、上述した主として回転ポリゴンミラーの回転に起因する気流による走査光学系６ａと６ｂ等の主走査方向の温度分布の方向を、図１および図３の左右の走査光学系６ａと６ｂ等で一致させることができる。すなわち、走査開始端と走査終了端を、全ての感光体８（８Ｋ，８Ｃ，８Ｍ，８Ｙ）で同一とすることが可能となり、温度分布発生による主走査方向のドット位置のずれを各色で整合させることができる。その結果、連続出力時においても画像上の色ずれの発生を大幅に低減させることが可能となる。
この実施の形態は、走査開始と走査終了の方向を合わせることを特徴としており、同一の回転ポリゴンミラー（同一方向に回転する回転ポリゴンミラー）を用いて、片側を副走査方向に反転させて設置した場合にもほぼ同様の効果を得ることができる。
〔第４の実施の形態〕
次に、本発明の第４の実施の形態に係る光走査装置の構成について説明する（請求項４および請求項５に対応する）。
この第４の実施の形態による光走査装置においては、光学箱９を２つに分離し、各分離光学箱（９ａ，９ｂ）にはそれぞれ回転ポリゴンミラーを有する光偏向器５（５ａ，５ｂ）が１つずつ配置され、これら２つの分離光学箱（９ａ，９ｂ）全体としては、走査光学系６（６ａ，６ｂ）等を挟んで、２つの光偏向器５の回転ポリゴンミラーがほぼ対峙するように配置されている。具体的には、例えば、図１、図３および図４の構成における破線位置で分離する。すなわち、図１においては、中央部の２本の破線の位置で完全に分離し離間して配置された２つの分離光学箱とすることが望ましいが、単に２本の破線の位置にそれぞれ１枚ずつ仕切板を配設する構成としてもよい。図３および図４においては、中央部の１本の破線の位置で完全に分離し近接して配置された２つの分離光学箱とすることが望ましいが、単に１本の破線の位置に１枚の仕切板を配設する構成としてもよい。
次に、本発明の第４の実施の形態に係る光走査装置の構成について説明する（請求項４および請求項５に対応する）。
この第４の実施の形態による光走査装置においては、光学箱９を２つに分離し、各分離光学箱（９ａ，９ｂ）にはそれぞれ回転ポリゴンミラーを有する光偏向器５（５ａ，５ｂ）が１つずつ配置され、これら２つの分離光学箱（９ａ，９ｂ）全体としては、走査光学系６（６ａ，６ｂ）等を挟んで、２つの光偏向器５の回転ポリゴンミラーがほぼ対峙するように配置されている。具体的には、例えば、図１、図３および図４の構成における破線位置で分離する。すなわち、図１においては、中央部の２本の破線の位置で完全に分離し離間して配置された２つの分離光学箱とすることが望ましいが、単に２本の破線の位置にそれぞれ１枚ずつ仕切板を配設する構成としてもよい。図３および図４においては、中央部の１本の破線の位置で完全に分離し近接して配置された２つの分離光学箱とすることが望ましいが、単に１本の破線の位置に１枚の仕切板を配設する構成としてもよい。
この実施の形態によれば、感光体８の間隔の変化に対するレイアウト上の課題については上述した場合と同様の効果が得られる。また、色ずれについても各一方の分離光学箱内の温度は隣接する各他方の分離光学箱内に配置されている発熱源となる回転ポリゴンミラーの影響は受けにくく、該影響を低減することが可能で、また、第２および第３の実施の形態において説明したような形態をとることによって、連続出力時の色ずれにも低減することができる。
したがって、この実施の形態においては、光学箱を２つに分離することによって、上述した効果を維持しつつ、振動の影響による性能劣化および画像上に生じるバンディングの影響等を低減し、高品質な画像を提供することが可能となる。また、光学箱を２分化することによって、光学箱の大きさはほぼ半分となる。このため、一体化されている光学箱に対し、本体固定部（支持受け部）の支持間隔を短くすることができる。この結果、光学箱の振動を小さくすることが可能となり、画像上のバンディングを低減することが可能となる。また、振動が抑制されることにより、振動の影響が低減され、その支持受け部の支持間隔を短くしているため、光学箱の肉厚は薄くしても従来通りの効果を得ることが可能であり、光学箱を低コスト化することができる。
さらに、一つの光学箱は、２色分、すなわち感光体２つ分、の光学素子を配置すれば良く、その構造は簡略化でき、一層低コストに光学箱を実現することが可能となる。
したがって、この実施の形態においては、光学箱を２つに分離することによって、上述した効果を維持しつつ、振動の影響による性能劣化および画像上に生じるバンディングの影響等を低減し、高品質な画像を提供することが可能となる。また、光学箱を２分化することによって、光学箱の大きさはほぼ半分となる。このため、一体化されている光学箱に対し、本体固定部（支持受け部）の支持間隔を短くすることができる。この結果、光学箱の振動を小さくすることが可能となり、画像上のバンディングを低減することが可能となる。また、振動が抑制されることにより、振動の影響が低減され、その支持受け部の支持間隔を短くしているため、光学箱の肉厚は薄くしても従来通りの効果を得ることが可能であり、光学箱を低コスト化することができる。
さらに、一つの光学箱は、２色分、すなわち感光体２つ分、の光学素子を配置すれば良く、その構造は簡略化でき、一層低コストに光学箱を実現することが可能となる。
〔第５の実施の形態〕
次に、本発明の第５の実施の形態に係る光走査装置の構成について説明する（請求項６に対応する）。
走査結像光学系は、対応する偏向手段である光偏向器によって反射偏向される光ビームの一部もしくは全ての光ビームで共有する少なくとも１枚のレンズからなる走査光学系を含み、前記走査光学系を構成するレンズは、主走査方向に強い屈折力を持ち、副走査方向には屈折力はゼロかゼロに近いことが望ましい。共有される前記走査光学系のレンズは、副走査に屈折力をほとんど持たないので、主走査方向の断面形状は副走査方向に変化しない。このため、入射する光束が副走査方向にずれた場合においても等速性は劣化しない。また、主走査方向の結像性能の劣化も抑制することが可能である。また、光偏向器に最も近い走査光学系のレンズの副走査方向の屈折力がほぼゼロであるため、最も被走査面側の走査光学系のレンズは、正の強い屈折率を持つ。この結果、走査結像光学系の副走査倍率は縮小系となり、部品の組み付け誤差、部品の形状誤差などによる性能劣化を抑制することが可能である。また、副走査方向は、光偏向器の基点と被走査面が共役関係にあり、光偏向器の面倒れ補正機能を有していることはいうまでもない。
次に、本発明の第５の実施の形態に係る光走査装置の構成について説明する（請求項６に対応する）。
走査結像光学系は、対応する偏向手段である光偏向器によって反射偏向される光ビームの一部もしくは全ての光ビームで共有する少なくとも１枚のレンズからなる走査光学系を含み、前記走査光学系を構成するレンズは、主走査方向に強い屈折力を持ち、副走査方向には屈折力はゼロかゼロに近いことが望ましい。共有される前記走査光学系のレンズは、副走査に屈折力をほとんど持たないので、主走査方向の断面形状は副走査方向に変化しない。このため、入射する光束が副走査方向にずれた場合においても等速性は劣化しない。また、主走査方向の結像性能の劣化も抑制することが可能である。また、光偏向器に最も近い走査光学系のレンズの副走査方向の屈折力がほぼゼロであるため、最も被走査面側の走査光学系のレンズは、正の強い屈折率を持つ。この結果、走査結像光学系の副走査倍率は縮小系となり、部品の組み付け誤差、部品の形状誤差などによる性能劣化を抑制することが可能である。また、副走査方向は、光偏向器の基点と被走査面が共役関係にあり、光偏向器の面倒れ補正機能を有していることはいうまでもない。
さらに、従来は、異なる感光体に導かれる走査光学系のレンズは副走査方向に重ねて配置されていたが、副走査方向に屈折力を持たないため、異なる感光体に導かれる光ビームに対して同一のレンズからなる走査光学系を使用することが可能となり低コスト化にも向いている。また、副走査方向に屈折力を持つレンズを重ねて走査光学系を構成するのではなく、一体的に成形した例もあるが、曲率を持った面を副走査方向に並べた形状を成形する場合、その加工精度に課題が多い。しかしながら、この実施の形態によれば副走査方向には屈折力を持たない平面形状であり、加工精度の面でも有利である。
〔第６の実施の形態〕
次に、本発明の第６の実施の形態に係る光走査装置に用いられる光源ユニットの構成について説明する（請求項８に対応する）。
図５は、光源ユニットの構成図を示す。光源ユニットは、半導体レーザ１０１、１０２、ベース部材１０３、押え部材１０４、１０５、コリメートレンズ１０６、１０７、ホルダ部材１０８、光学ハウジングの取付壁１０９、ネジ１１０、１１１、アパーチャ１１２、スプリング１２１、ストッパ部材１２２および調節ネジ１２３を具備している。
半導体レーザ１０１および１０２は、各々主走査方向に所定角度、例えば、約１．５°微小に傾斜したベース部材１０３の裏側に形成した図示していない嵌合穴に個別に円筒状ヒートシンク部１０１−１および１０２−１を嵌合し、押え部材１０４、１０５の突起１０４−１および１０５−１をヒートシンク部の切欠部に合わせて発光源の配置方向を合わせ、背面側からネジ１１０で固定される。
また、コリメートレンズ１０６および１０７は、各々その外周をベース部材１０３の半円状の取付ガイド面１０３−２および１０３−３に沿わせて光軸方向の調整を行い、発光点から射出した発散ビームが平行光束となるよう位置決めされて接着される。なお、この例では、上述したように各半導体レーザからの光線が主走査面内で交差するように設定するため、光線に沿って嵌合穴および半円状の取付ガイド面１０３−２、１０３−３を傾けて形成している。ベース部材１０３は、ホルダ部材１０８に、円筒状係合部１０３−１を係合し、ネジ１１１を貫通孔１０８−２を介してネジ穴１０３−４、１０３−５に螺合して固定され光源ユニットを構成する。
次に、本発明の第６の実施の形態に係る光走査装置に用いられる光源ユニットの構成について説明する（請求項８に対応する）。
図５は、光源ユニットの構成図を示す。光源ユニットは、半導体レーザ１０１、１０２、ベース部材１０３、押え部材１０４、１０５、コリメートレンズ１０６、１０７、ホルダ部材１０８、光学ハウジングの取付壁１０９、ネジ１１０、１１１、アパーチャ１１２、スプリング１２１、ストッパ部材１２２および調節ネジ１２３を具備している。
半導体レーザ１０１および１０２は、各々主走査方向に所定角度、例えば、約１．５°微小に傾斜したベース部材１０３の裏側に形成した図示していない嵌合穴に個別に円筒状ヒートシンク部１０１−１および１０２−１を嵌合し、押え部材１０４、１０５の突起１０４−１および１０５−１をヒートシンク部の切欠部に合わせて発光源の配置方向を合わせ、背面側からネジ１１０で固定される。
また、コリメートレンズ１０６および１０７は、各々その外周をベース部材１０３の半円状の取付ガイド面１０３−２および１０３−３に沿わせて光軸方向の調整を行い、発光点から射出した発散ビームが平行光束となるよう位置決めされて接着される。なお、この例では、上述したように各半導体レーザからの光線が主走査面内で交差するように設定するため、光線に沿って嵌合穴および半円状の取付ガイド面１０３−２、１０３−３を傾けて形成している。ベース部材１０３は、ホルダ部材１０８に、円筒状係合部１０３−１を係合し、ネジ１１１を貫通孔１０８−２を介してネジ穴１０３−４、１０３−５に螺合して固定され光源ユニットを構成する。
上述した光源ユニットは、光学ハウジングの取付壁１０９に設けた基準穴１０９−１にホルダ部材１０８の円筒部１０８−１を嵌合し、表側よりスプリング１２１を挿入してストッパ部材１２２を円筒部突起１０８−３に係合することでホルダ部材１０８は取付壁１０９の裏側に密着して保持される。この時、スプリング１２１の一端を取付壁１０９の突起１０９−２に引っかけることで円筒部１０８−１の中心を回転軸とした回転力を発生し、回転力を係止するように設けた調節ネジ１２３により、光軸の周りθにユニット全体を回転しピッチを調節する。アパーチャ１１２は、各半導体レーザ毎に対応するスリットが設けられ、光学ハウジングに取り付けられて光ビームの射出径を規定する。
この光源ユニットは、２個の半導体レーザ１０１および１０２を光源として用いた一体的な構成により、２つの光ビーム光束を射出するマルチビーム光源装置を構成するものである。このような光源ユニットを２個用意して、先の各実施の形態に示した光源１Ｋ，１Ｃおよび光源１Ｍ，１Ｙとしてそれぞれ構成する。
この光源ユニットは、２個の半導体レーザ１０１および１０２を光源として用いた一体的な構成により、２つの光ビーム光束を射出するマルチビーム光源装置を構成するものである。このような光源ユニットを２個用意して、先の各実施の形態に示した光源１Ｋ，１Ｃおよび光源１Ｍ，１Ｙとしてそれぞれ構成する。
図６は、この第６の実施の形態に係る光走査装置に用いられる光源ユニットの他の構成例を示し、４個の発光源を持つ半導体レーザアレイＳＬＡからの光ビームをビーム合成手段ＢＬを用いて合成する構成の半導体レーザ１０１′を用いる構成を示している。基本的な構成要素は、図５の場合と同様であり、同様の参照符号を付して説明を省略する。
この光源ユニットは、４個の光源を有する半導体レーザアレイＳＬＡにより構成される単一のマルチビーム半導体レーザ１０１′を光源として用いた一体的な構成により、４つの光ビーム光束を射出するマルチビーム光源装置を構成するものである。このような光源ユニットを用いれば、単一のマルチビーム光源装置で光源１Ｋ、１Ｃ、１Ｍおよび１Ｙを構成することができる。
この光源ユニットは、４個の光源を有する半導体レーザアレイＳＬＡにより構成される単一のマルチビーム半導体レーザ１０１′を光源として用いた一体的な構成により、４つの光ビーム光束を射出するマルチビーム光源装置を構成するものである。このような光源ユニットを用いれば、単一のマルチビーム光源装置で光源１Ｋ、１Ｃ、１Ｍおよび１Ｙを構成することができる。
〔第７の実施の形態〕
次に、本発明の第７の実施の形態は、上述の光走査装置をタンデム型フルカラーレーザプリンタに適用して構成した画像形成装置としてのレーザプリンタである（請求項９および請求項１０に対応する）。
図７に本発明の第７の実施の形態に係る画像形成装置であるレーザプリンタの概略構成を示す。レーザプリンタは、給紙カセット２０１、搬送ベルト２０２、感光体２０３Ｋ，２０３Ｃ，２０３Ｍ，２０３Ｙ、帯電チャージャ２０４Ｋ，２０４Ｃ，２０４Ｍ，２０４Ｙ、光走査装置２０５、現像装置２０６Ｋ，２０６Ｃ，２０６Ｍ，２０６Ｙ、転写チャージャ２０７Ｋ，２０７Ｃ，２０７Ｍ，２０７Ｙ、クリーニング装置２０８Ｋ，２０８Ｃ，２０８Ｍ，２０８Ｙ、レジストローラ２０９、ベルト帯電チャージャ２１０、分離チャージャ２１１、ベルト除電チャージャ２１２、クリーニング装置２１３、定着装置２１４、排紙トレイ２１５および排紙ローラ２１６を具備している。光走査装置２０５は、本発明に係る光走査装置であり、例えば図１に示した本発明の第１の実施の形態の光走査装置を用いることができる。したがって、光走査装置２０５は、光学箱９に収容された光偏向器５ａ，５ｂ、第１走査光学系６ａ，６ｂおよび第２走査光学系７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋ等を備えており、感光体２０３Ｋ，２０３Ｃ，２０３Ｍ，２０３Ｙが図１における感光体８Ｋ，８Ｃ，８Ｍ，８Ｙに相当する。
次に、本発明の第７の実施の形態は、上述の光走査装置をタンデム型フルカラーレーザプリンタに適用して構成した画像形成装置としてのレーザプリンタである（請求項９および請求項１０に対応する）。
図７に本発明の第７の実施の形態に係る画像形成装置であるレーザプリンタの概略構成を示す。レーザプリンタは、給紙カセット２０１、搬送ベルト２０２、感光体２０３Ｋ，２０３Ｃ，２０３Ｍ，２０３Ｙ、帯電チャージャ２０４Ｋ，２０４Ｃ，２０４Ｍ，２０４Ｙ、光走査装置２０５、現像装置２０６Ｋ，２０６Ｃ，２０６Ｍ，２０６Ｙ、転写チャージャ２０７Ｋ，２０７Ｃ，２０７Ｍ，２０７Ｙ、クリーニング装置２０８Ｋ，２０８Ｃ，２０８Ｍ，２０８Ｙ、レジストローラ２０９、ベルト帯電チャージャ２１０、分離チャージャ２１１、ベルト除電チャージャ２１２、クリーニング装置２１３、定着装置２１４、排紙トレイ２１５および排紙ローラ２１６を具備している。光走査装置２０５は、本発明に係る光走査装置であり、例えば図１に示した本発明の第１の実施の形態の光走査装置を用いることができる。したがって、光走査装置２０５は、光学箱９に収容された光偏向器５ａ，５ｂ、第１走査光学系６ａ，６ｂおよび第２走査光学系７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋ等を備えており、感光体２０３Ｋ，２０３Ｃ，２０３Ｍ，２０３Ｙが図１における感光体８Ｋ，８Ｃ，８Ｍ，８Ｙに相当する。
図７において、装置内の下部側には、水平方向に配設されて給紙カセット２０１から給紙される転写紙（図示されていない）を搬送ベルト２０２を用いて搬送する搬送装置が設けられている。この搬送ベルト２０２上には、イエローＹ用の感光体２０３Ｙ、マゼンタＭ用の感光体２０３Ｍ、シアンＣ用の感光体２０３ＣおよびブラックＫ用の感光体２０３Ｋが上流側から順次等間隔で配設されている。
なお、以下においては、イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣおよびブラックＫの各色にかかわる同様の構成については、共通の参照符号に添字Ｙ、Ｍ、ＣおよびＫを付して示し、添字により各色を区別するものとする。これら感光体２０３Ｙ、２０３Ｍ、２０３Ｃおよび２０３Ｋは、全て同一径に形成されたドラムとして形成されたものであり、その周囲には、通常の電子写真プロセスに従ったプロセス部材が順次配設されている。例えば、感光体２０３Ｙについては、帯電チャージャ２０４Ｙ、現像装置２０６Ｙ、転写チャージャ２０７Ｙおよびクリーニング装置２０８Ｙ等が順次配設されている。同様に、感光体２０３Ｍについては、帯電チャージャ２０４Ｍ、現像装置２０６Ｍ、転写チャージャ２０７Ｍおよびクリーニング装置２０８Ｙ等が順次配設されており、感光体２０３Ｃについては、帯電チャージャ２０４Ｃ、現像装置２０６Ｃ、転写チャージャ２０７Ｃおよびクリーニング装置２０８Ｃ等が順次配設されており、感光体２０３Ｋについては、帯電チャージャ２０４Ｋ、現像装置２０６Ｋ、転写チャージャ２０７Ｋおよびクリーニング装置２０８Ｋ等が順次配設されている。各感光体２０３は、帯電チャージャ２０４と現像装置２０６の間において光走査装置２０５による書き込み走査が行われる。
なお、以下においては、イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣおよびブラックＫの各色にかかわる同様の構成については、共通の参照符号に添字Ｙ、Ｍ、ＣおよびＫを付して示し、添字により各色を区別するものとする。これら感光体２０３Ｙ、２０３Ｍ、２０３Ｃおよび２０３Ｋは、全て同一径に形成されたドラムとして形成されたものであり、その周囲には、通常の電子写真プロセスに従ったプロセス部材が順次配設されている。例えば、感光体２０３Ｙについては、帯電チャージャ２０４Ｙ、現像装置２０６Ｙ、転写チャージャ２０７Ｙおよびクリーニング装置２０８Ｙ等が順次配設されている。同様に、感光体２０３Ｍについては、帯電チャージャ２０４Ｍ、現像装置２０６Ｍ、転写チャージャ２０７Ｍおよびクリーニング装置２０８Ｙ等が順次配設されており、感光体２０３Ｃについては、帯電チャージャ２０４Ｃ、現像装置２０６Ｃ、転写チャージャ２０７Ｃおよびクリーニング装置２０８Ｃ等が順次配設されており、感光体２０３Ｋについては、帯電チャージャ２０４Ｋ、現像装置２０６Ｋ、転写チャージャ２０７Ｋおよびクリーニング装置２０８Ｋ等が順次配設されている。各感光体２０３は、帯電チャージャ２０４と現像装置２０６の間において光走査装置２０５による書き込み走査が行われる。
すなわち、感光体２０３Ｙ，２０３Ｍ，２０３Ｃ，２０３Ｋを各色毎に設定された被走査面としており、これら各々に対して光走査装置２０５から各色毎に１対１の対応関係で光ビームによる書込が行われる。但し、回転ポリゴンミラーを有する光偏向器５ａおよび第１走査光学系６ａは、ブラックＫとシアンＣで共通に使用され、回転ポリゴンミラーを有する光偏向器５ｂおよび第１走査光学系６ｂは、マゼンタＭとイエローＹで共通に使用される。
また、搬送ベルト２０２の周囲には、感光体２０３Ｙよりも上流側に位置させてレジストローラ２０９と、ベルト帯電チャージャ２１０が設けられ、感光体２０３Ｋよりも下流側に位置させてベルト分離チャージャ２１１、除電チャージャ２１２およびクリーニング装置２１３等が順次設けられている。また、ベルト分離チャージャ２１１よりも搬送方向の下流側には定着装置２１４が設けられ、排紙ローラ２１６を経て排紙トレイ２１５に至るように構成されている。
このような構成において、例えば、複数色のプリントを行う複数色モード、すなわちフルカラーモード、であれば、各色の感光体２０３Ｙ，２０３Ｍ，２０３Ｃ，２０３Ｋに対して、イエローＹ，マゼンタＭ，シアンＣ，ブラックＫの各色用の画像信号に基づいて光走査装置２０５による各色の光ビームの光走査で各色の静電潜像が形成される。これらの静電潜像は、各対応する色トナーで現像されてトナー像となり、搬送装置の搬送ベルト２０２上に静電的に吸着されて搬送される転写紙上に順次転写されることにより、重ね合わせられ、フルカラー画像として定着された後、排紙ローラ２１６を介して排紙トレイ２１５に排紙される。
また、搬送ベルト２０２の周囲には、感光体２０３Ｙよりも上流側に位置させてレジストローラ２０９と、ベルト帯電チャージャ２１０が設けられ、感光体２０３Ｋよりも下流側に位置させてベルト分離チャージャ２１１、除電チャージャ２１２およびクリーニング装置２１３等が順次設けられている。また、ベルト分離チャージャ２１１よりも搬送方向の下流側には定着装置２１４が設けられ、排紙ローラ２１６を経て排紙トレイ２１５に至るように構成されている。
このような構成において、例えば、複数色のプリントを行う複数色モード、すなわちフルカラーモード、であれば、各色の感光体２０３Ｙ，２０３Ｍ，２０３Ｃ，２０３Ｋに対して、イエローＹ，マゼンタＭ，シアンＣ，ブラックＫの各色用の画像信号に基づいて光走査装置２０５による各色の光ビームの光走査で各色の静電潜像が形成される。これらの静電潜像は、各対応する色トナーで現像されてトナー像となり、搬送装置の搬送ベルト２０２上に静電的に吸着されて搬送される転写紙上に順次転写されることにより、重ね合わせられ、フルカラー画像として定着された後、排紙ローラ２１６を介して排紙トレイ２１５に排紙される。
このような画像形成装置であるレーザプリンタの光走査を行う光走査装置２０５として本発明の光走査装置を用いることによって、感光体間隔にかかわらず、色ずれが無く、高品位な画像再現性を確保することができる画像形成装置を実現することができる。なお、各色に対応する複数の光学走査系は、その一部の走査光学系を各色で共有する場合においても、各色毎に複数の光学走査系として数える。例えば、この場合、光偏向器に最も近い第１走査光学系６のレンズを２色毎に共有し、被走査面側に近い第２走査光学系のレンズを各色毎に設けている。この場合、光学走査系は、４つありそれぞれ各色の感光体に対応していると数える。
なお、その他の実施の形態として、各色に個々に対応した数の感光体がなく、２色について１つの感光体を用いる場合についても、本発明に係る光走査装置は対応することが可能である。同一の光偏向器の回転ポリゴンミラーにて偏向走査される２色分の光ビームをそれぞれ同一の感光体の異なる位置に結像させる。この潜像が各色にそれぞれ対応する現像装置によって可視化され搬送装置の搬送ベルト上の転写紙に転写される。他方の感光体においても同様で、全ての色は、搬送ベルト上の転写紙上で合成されフルカラー画像となる。このような同一の感光体での２色現像については、既知の技術であり、例えば特許文献６等を参照されたい。
なお、その他の実施の形態として、各色に個々に対応した数の感光体がなく、２色について１つの感光体を用いる場合についても、本発明に係る光走査装置は対応することが可能である。同一の光偏向器の回転ポリゴンミラーにて偏向走査される２色分の光ビームをそれぞれ同一の感光体の異なる位置に結像させる。この潜像が各色にそれぞれ対応する現像装置によって可視化され搬送装置の搬送ベルト上の転写紙に転写される。他方の感光体においても同様で、全ての色は、搬送ベルト上の転写紙上で合成されフルカラー画像となる。このような同一の感光体での２色現像については、既知の技術であり、例えば特許文献６等を参照されたい。
１（１Ｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ） 光源
２（２Ｋ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｙ） 第１光学系
３（３Ｋ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｙ） 絞り
４（４Ｋ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｙ） 第２光学系
５（５ａ，５ｂ） 光偏向器
５Ｋ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｙ 偏向反射面
６（６ａ，６ｂ） 第１走査光学系
７（７Ｋ，７Ｃ，７Ｍ，７Ｙ） 第２走査光学系
８（８Ｋ，８Ｃ，８Ｍ，８Ｙ） 感光体
９ 光学箱
１０（１０Ｋ１，１０Ｋ２，１０Ｃ１，１０Ｍ１，１０Ｍ２，１０Ｙ１，１０Ｙ２） 反射偏向ミラー
１１ａ，１１ｂ 透過性の平行平板
１０１，１０２，１０１′ 半導体レーザ
１０３ ベース部材
１０４，１０５ 押え部材
１０６，１０７ コリメートレンズ
１０８ ホルダ部材
１０９ 光学ハウジングの取付壁
１１０，１１１ ネジ
１１２ アパーチャ
１２１ スプリング
１２２ ストッパ部材
１２３ 調節ネジ
２０１ 給紙カセット
２０２ 搬送ベルト
２０３Ｋ，２０３Ｃ，２０３Ｍ，２０３Ｙ 感光体
２０４Ｋ，２０４Ｃ，２０４Ｍ，２０４Ｙ 帯電チャージャ
２０５ 光走査装置
２０６Ｋ，２０６Ｃ，２０６Ｍ，２０６Ｙ 現像装置
２０７Ｋ，２０７Ｃ，２０７Ｍ，２０７Ｙ 転写チャージャ
２０８Ｋ，２０８Ｃ，２０８Ｍ，２０８Ｙ クリーニング装置
２０９ レジストローラ
２１０ ベルト帯電チャージャ
２１１ 分離チャージャ
２１２ 除電チャージャ
２１３ クリーニング装置
２１４ 定着装置
２１５ 排紙トレイ
２１６ 排紙ローラ
２（２Ｋ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｙ） 第１光学系
３（３Ｋ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｙ） 絞り
４（４Ｋ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｙ） 第２光学系
５（５ａ，５ｂ） 光偏向器
５Ｋ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｙ 偏向反射面
６（６ａ，６ｂ） 第１走査光学系
７（７Ｋ，７Ｃ，７Ｍ，７Ｙ） 第２走査光学系
８（８Ｋ，８Ｃ，８Ｍ，８Ｙ） 感光体
９ 光学箱
１０（１０Ｋ１，１０Ｋ２，１０Ｃ１，１０Ｍ１，１０Ｍ２，１０Ｙ１，１０Ｙ２） 反射偏向ミラー
１１ａ，１１ｂ 透過性の平行平板
１０１，１０２，１０１′ 半導体レーザ
１０３ ベース部材
１０４，１０５ 押え部材
１０６，１０７ コリメートレンズ
１０８ ホルダ部材
１０９ 光学ハウジングの取付壁
１１０，１１１ ネジ
１１２ アパーチャ
１２１ スプリング
１２２ ストッパ部材
１２３ 調節ネジ
２０１ 給紙カセット
２０２ 搬送ベルト
２０３Ｋ，２０３Ｃ，２０３Ｍ，２０３Ｙ 感光体
２０４Ｋ，２０４Ｃ，２０４Ｍ，２０４Ｙ 帯電チャージャ
２０５ 光走査装置
２０６Ｋ，２０６Ｃ，２０６Ｍ，２０６Ｙ 現像装置
２０７Ｋ，２０７Ｃ，２０７Ｍ，２０７Ｙ 転写チャージャ
２０８Ｋ，２０８Ｃ，２０８Ｍ，２０８Ｙ クリーニング装置
２０９ レジストローラ
２１０ ベルト帯電チャージャ
２１１ 分離チャージャ
２１２ 除電チャージャ
２１３ クリーニング装置
２１４ 定着装置
２１５ 排紙トレイ
２１６ 排紙ローラ
Claims (10)
- ブラック、シアン、マゼンタおよびイエローの各色にそれぞれ対応する４個の光源と、
前記４個の光源から放射された光束を、それぞれカップリングする第１光学系と、
前記第１の光学系からの光束を、それぞれ主走査方向に長いほぼ線状に集光する第２光学系と、
前記第２光学系を介して出射された前記４個の光源のうちの２個の光源からの光束を一方の偏向手段により、残りの２個の光源からの光束を他方の偏向手段により、別々に偏向走査するための別々の回転軸によって回転支持された２組の偏向手段と、
前記２組の偏向手段により走査偏向された光束を、各色に対応する被走査面上にそれぞれ集光する走査光学系とを有し、
前記２組の偏向手段は、各々当該偏向手段に対応する光束全てを、同一位相の反射面で反射偏向する手段であり、
前記４個の光源、前記第１光学系、前記第２光学系、前記２組の偏向手段および前記走査光学系における各光学素子は、単一の光学箱に保持収容されており、且つ
前記２組の偏向手段は、前記走査光学系の少なくとも一部を挟んで前記光学箱内の外側両端の内壁に互いに対峙して配置されており、
前記２組の偏向手段の並ぶ方向と前記各色に対応する被走査面が並ぶ方向が平行であること
を特徴とする光走査装置。 - 前記走査光学系は、最も前記偏向手段に近く配置されるレンズを樹脂で形成するとともに、
前記偏向手段における光学素子は、前記光学箱内の他の光学素子とは異なる空間に隔離されて配置され、該偏向手段における光ビームの入出射は、透過性の平行平板を介して行う構成とする
ことを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。 - 前記４個の光源、前記第１光学系、前記第２光学系および前記走査光学系における各光学素子は、単一の光学箱に保持収容され、且つ
前記２組の偏向手段は、前記走査光学系の少なくとも一部を挟んで前記光学箱の外側両端に互いに対峙して配置され、そして
前記２組の偏向手段のうちの少なくとも一つの偏向手段についての前記光学箱内からの光ビームの入出射は、透過性の平行平板を介して行う構成とする
ことを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。 - 複数の光学箱を有し、
前記複数の光学箱の各光学箱内に、それぞれ、前記４個の光源、前記第１光学系、前記第２光学系、前記走査光学系および１組の前記偏向手段が配置され、
前記複数の光学箱内に配置される前記偏向手段は、前記各光学箱内の走査光学系の少なくとも一部を挟んで互いにほぼ対峙して配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。 - 前記走査光学系は、最も前記偏向手段に近く配置されるレンズを樹脂で形成するとともに、
前記偏向手段における光学素子は、前記光学箱内の他の光学素子とは異なる空間に隔離されて配置され、該偏向手段における光ビームの入出射は、透過性の平行平板を介して行う構成とする
ことを特徴とする請求項４に記載の光走査装置。 - 前記走査光学系は、それに対応する前記偏向手段によって反射偏向される光ビームの一部もしくは全ての光ビームで共有する少なくとも１枚の走査レンズを含み、
前記走査レンズは、主走査方向について強い屈折力を持ち且つ副走査方向についての屈折力はゼロである
ことを特徴とする請求項１〜請求項５のうちのいずれか１項に記載の光走査装置。 - 前記２組の偏向手段は、互いに逆方向に偏向走査する手段であることを特徴とする請求項１〜請求項６のうちのいずれか１項に記載の光走査装置。
- 前記光源は、単一の光源装置から複数の光束を射出するマルチビーム光源装置を含むことを特徴とする請求項１〜請求項７のうちのいずれか１項に記載の光走査装置。
- 光走査装置により感光体表面を走査して画像を形成する画像形成装置であって、前記光走査装置が、請求項１〜請求項８のいずれか１項の光走査装置を含むことを特徴とする画像形成装置。
- 光走査装置により感光体表面を走査して画像を形成するとともに、これら光走査装置と感光体の組み合わせを複数組用いてフルカラー画像を得るフルカラータンデム型の画像形成装置であって、前記光走査装置が、請求項１〜請求項８のいずれか１項の光走査装置を含むことを特徴とする画像形成装置。
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| JP2004012450A JP4462939B2 (ja) | 2004-01-20 | 2004-01-20 | 光走査装置および画像形成装置 |
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