JP4475733B2 - 走査光学装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラーレーザプリンタ等に利用されるいわゆるタンデム方式の走査光学装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
タンデム方式の走査光学装置は、各色成分毎に夫々設けられた複数の感光ドラムと、各感光ドラム上に夫々走査線を形成する複数の走査光学系とを備えている。そして、このタンデム方式の走査光学装置は、各感光ドラム上にその色成分毎に形成された像を、１枚のシート上に多重現像することにより、カラー印刷を行う。
【０００３】
通常、各感光ドラムは、イエロー，マゼンダ，シアン，及びブラック（ＹＭＣＫ）の各色成分に夫々対応させて、４つ設けられている。そして、タンデム方式の走査光学装置は、その走査光学系により、ＹＭＣＫの各色成分毎に夫々対応させてレーザビームを個別に走査させ、ＹＭＣＫの各色成分毎の像を夫々各感光ドラム上に形成することにより、カラー印刷用の画像形成を高速化している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
タンデム方式の走査光学装置は、カラー印刷用の画像形成に用いられるだけでなく、モノクロ印刷用の画像形成にも用いられる。このモノクロ印刷用の画像形成の際、走査光学装置における走査光学系は、１色（ブラック）に対応させたレーザビームのみを走査させて、１本の感光ドラム上に画像形成する。この場合、走査光学系は、他の３色（イエロー，マゼンダ，及びシアン）に夫々対応させた各レーザビームを走査させていない。
【０００５】
従って、モノクロ印刷用の画像は１本の感光ドラム上にのみ形成すればよいのにも関わらず、その１本の感光ドラムに対する画像形成には、カラー印刷用の画像形成の場合と同じだけの時間を要するのである。
【０００６】
そこで、高速にカラー印刷用の画像形成が可能であるだけでなく、このカラー印刷用の画像形成よりもさらに高速にモノクロ印刷用の画像形成が可能な走査光学装置を提供することを、本発明の課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明による走査光学装置は、上記課題を解決するために、以下のような構成を採用した。
【０００８】
即ち、請求項１記載の走査光学装置は、複数のレーザビームを、所定方向に関して等間隔に並ぶように射出する光源部と、前記光源部から射出された各レーザビームを前記所定方向における複数の空間領域の各々に分離させて導光する第１の状態と、いずれかの空間領域内に密集させて導光する第２の状態とを切り替える光路切替部と、前記光路切替部によって導光された複数のレーザビームを前記所定方向に直交する方向へ同時に偏向走査する偏向部と、前記偏向部によって偏向走査された各レーザビームを夫々収束するとともに、そのレーザビームが通る空間領域毎にその光路を分離して、各空間領域に対応した感光体上に導く走査光学系とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
このように構成されると、光路切替部は、光源部から射出された各レーザビームを該レーザビームに対応する感光体上において夫々走査させることができるだけでなく、光源部から射出された各レーザビームをある感光体上に集めることにより、当該感光体上に同時に複数ライン描画させることも可能となる。
【００１０】
また、前記光路切替部は、前記光源部から射出された複数のレーザビームが入射するとともに前記所定方向において互いに所定の間隔をあけた状態に配列させて射出する第１のプリズムと、前記光源部から射出された複数のレーザビームが入射するとともに前記所定方向において互いに近接して並んだ状態に配列させて射出する第２のプリズムと、その第１の状態において前記第１のプリズムを前記光源部から射出された各レーザビームの光路上に配置し、その第２の状態において前記第２のプリズムを前記光源部から射出された各レーザビームの光路上に配置する切替機構とを有していてもよい。
【００１１】
さらに、前記走査光学系は、前記偏向部から偏向走査された各レーザビームをともに透過させる前群レンズ，及び，各感光体毎に対応させて配置された複数の後群レンズによりなる走査レンズを有していてもよい。なお、偏向部は、ポリゴンミラーを有したポリゴンミラー部であってもよく、この場合、走査レンズは、ｆθの特性を有するｆθレンズであってもよい。
【００１２】
そのうえ、前記走査光学系は、前記光路切替部が第１の状態にある場合に、前記前群レンズから射出された各レーザビームをその前記所定方向における位置に応じた後群レンズへ夫々導くとともに、前記光路切替部が第２の状態にある場合に、前記前群レンズから射出された各レーザビームを各後群レンズのうちの１つへともに導く導光手段を有していてもよい。なお、この導光手段は、複数のミラーによりなるミラー群であってもよい。
【００１３】
また、前記各感光体は、イエロー，マゼンダ，シアン及びブラックの各色成分毎に夫々対応させた感光ドラムであってもよい。さらに、前記光源部は、レーザビームを発する４つの光源を有していてもよい。なお、各光源は、半導体レーザであってもよい。
【００１４】
さらに、走査光学装置は、これら各光源及び各感光ドラムを制御する制御部を有していてもよい。この制御部は、カラー画像形成の際に、前記光路切替手段を第１の状態とし、前記各光源を該光源が発したレーザビームの光路上に配置された各感光ドラムの色成分に対応させて夫々変調し、前記各感光ドラムを夫々同じ速度で回転させる。一方、この制御部は、モノクロ画像形成の際には前記光路切替手段を第２の状態とし、前記各光源を該光源が発したレーザビームの光路上に配置されたある１本の感光ドラム上の近接して並んだ複数の走査線に対応させて夫々変調し、これら各走査線が形成された前記感光ドラムをカラー画像形成の際よりも高速に回転させる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の一実施形態による走査光学装置について説明する。図１は、本実施形態の走査光学装置を示す平面図である。また、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。この走査光学装置は、複数のレーザビームを射出する光源ユニット１，これら各レーザビームを同時に偏向走査するポリゴンミラー部２，このポリゴンミラー部２から偏向走査された各レーザビームを像面に収束させるｆθレンズ群３，及び折り返しミラー群４を、備えている。
【００１６】
また、走査光学装置の底部に、図示せぬ筐体の上部に水平に固定されたベースプレート６を、備えている。ベースプレート６は、略矩形板状の形状を有している。このベースプレート６の上側には、光源ユニット１，ポリゴンミラー部２，ｆθレンズ群３，及び折り返しミラー群４が配置されている。また、このベースプレート６の下側には、感光ドラム５が配置されている。
【００１７】
光源ユニット１は、４本のレーザビームＬ１〜Ｌ４を夫々射出する光源部１１，該光源部１１から射出された各レーザビームＬ１〜Ｌ４の光路を後述の如く切り替える光路切替部１２，及び，該光路切替部１２から射出された各レーザビームを夫々収束させるシリンダレンズ１３を、有する。該シリンダレンズ１３は、ベースプレート６に垂直な方向に４つ並んで設けられており、平行光として入射した各レーザビームを、夫々、ベースプレート６に垂直な方向（副走査方向に相当する方向）にのみ収束させる。
【００１８】
以下、光源ユニット１における光源部１１及び光路切替部１２の構成につき、さらに説明する。図３は、光源部１１及び光路切替部１２の平面図である。この図３に示されるように、光源部１１及び光路切替部１２は、基台Ｂ上に配置されている。なお、この基台Ｂは、ベースプレート６上に固定されている。
【００１９】
光源部１１は、光源としての半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ４，これら各半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ４を固定する縦壁１１１，コリメータ部Ｃ１〜Ｃ４，調整部Ｗ１〜Ｗ４，並びに，これら各コリメータ部Ｃ１〜Ｃ４及び各調整部Ｗ１〜Ｗ４を保持する保持部１１２を、有する。
【００２０】
縦壁１１１は、ベースプレート６に対して略垂直に配置されており、第１の半導体レーザＬＤ１乃至第４の半導体レーザＬＤ４を、夫々固定している。なお、第１の半導体レーザＬＤ１乃至第４の半導体レーザＬＤ４は、第１のレーザビームＬ１乃至第４のレーザビームＬ４を夫々射出する。
【００２１】
なお、各半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ４は、平面から見た場合、第１のレーザビームＬ１のビーム軸及び第４のレーザビームＬ４のビーム軸が一致するように、配置されている。さらに、各半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ４は、平面から見た場合、これら各レーザビームＬ１，Ｌ４のビーム軸に対して、第２のレーザビームＬ２のビーム軸と第３のレーザビームＬ３のビーム軸とが互いに反対側に所定の間隔をとるように、配置されている。
【００２２】
また、第１の半導体レーザＬＤ１乃至第４の半導体レーザＬＤ４は、その高さ方向に関して、ベースプレート６に近接した側から離反する側へ順に等間隔で配置されている（図５，図６参照）。なお、各半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ４は、各レーザビームＬ１〜Ｌ４のビーム軸が夫々ベースプレート６に対して平行になるように、配置されている。
【００２３】
保持部１１２は、所定の厚みを持った４つの平板状のブロックを有する。これら各ブロックは、各半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ４に対応させてベースプレート６に垂直な方向に関して所定の間隔をあけて配置されている。なお、各半導体レーザＬＤ１，ＬＤ４に夫々対応した各ブロックは、互いにその平面視における位置を一致させた状態で配置されている。そして、各ブロックの上側には、各レーザビームＬ１〜Ｌ４のビーム軸方向に沿って夫々形成された断面略Ｖ字状の保持溝を、有する。
【００２４】
第１のコリメータ部Ｃ１乃至第４のコリメータ部Ｃ４は、夫々、円筒状の鏡筒及び該鏡筒内に固定されたコリメータレンズによりなる。第１の調整部Ｗ１乃至第４の調整部Ｗ４は、夫々、円筒状の鏡筒及び該鏡筒内に固定された楔プリズムによりなる。
【００２５】
そして、保持部１１２の各保持溝には、夫々、コリメータ部Ｃ１〜Ｃ４と調整部Ｗ１〜Ｗ４とが載置されている。なお、これらコリメータ部Ｃ１〜Ｃ４及び調整部Ｗ１〜Ｗ４は、夫々、図示せぬ板バネによって各保持溝に対して押し付けられて固定されている。
【００２６】
この状態において、第１のコリメータ部Ｃ１のコリメータレンズの光軸，及び第１の調整部Ｗ１の鏡筒の中心軸は、レーザビームＬ１のビーム軸と一致している。また、第２のコリメータ部Ｃ２のコリメータレンズの光軸，及び第２の調整部Ｗ２の鏡筒の中心軸は、レーザビームＬ２のビーム軸と一致している。また、第３のコリメータ部Ｃ３のコリメータレンズの光軸，及び第３の調整部Ｗ３の鏡筒の中心軸は、レーザビームＬ３のビーム軸と一致している。また、第４のコリメータ部Ｃ４のコリメータレンズの光軸，及び第４の調整部Ｗ４の鏡筒の中心軸は、レーザビームＬ４のビーム軸と一致している。
【００２７】
各半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ４から射出されたレーザビームＬ１〜Ｌ４は、夫々、各コリメータ部Ｃ１〜Ｃ４のコリメータレンズにより平行光に変換されて、各調整部Ｗ１〜Ｗ４の楔プリズムを透過する。なお、作業者は、各コリメータ部Ｃ１〜Ｃ４をそのコリメータレンズの光軸方向に変位させることにより、後述の如く各感光ドラム５１〜５４上にレーザビームを結像させるように、ピント調整することができる。また、作業者は、各調整部Ｗ１〜Ｗ４をその鏡筒の中心軸を中心として夫々回転変位させることにより、後述の如く各感光ドラム５１〜５４上に形成される各レーザビームＬ１〜Ｌ４のスポット位置を、調整することができる。
【００２８】
図４は、光源部１１において上記のように配置された各半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ４，各コリメータ部Ｃ１〜Ｃ４，及び各調整部Ｗ１〜Ｗ４を平面から見た状態を模式的に示す説明図である。また、図５は、図４を矢印Ｖ方向に見た図であり、図６は、図５を矢印ＶＩ方向に見た図である。これらの図を参照して、光源部１１の構成をさらに説明する。
【００２９】
半導体レーザＬＤ１及びコリメータ部Ｃ１は、夫々、半導体レーザＬＤ４及びコリメータ部Ｃ４の直下に配置されているために、図４には示されていない。なお、平面から見た場合、半導体レーザＬＤ４は、両半導体レーザＬＤ３，ＬＤ２の中間に配置されている。同様に、コリメータ部Ｃ４は、両コリメータ部Ｃ３，Ｃ２の中間に配置されている。また、調整部Ｗ４は、両調整部Ｗ３，Ｗ２の中間に配置されている。そして、このような平面視において、調整部Ｗ１は、調整部Ｗ４よりも後側（図４における左側）に配置されている。
【００３０】
また、図５に示されるように、各調整部Ｗ１〜Ｗ４から射出された各レーザビームＬ１〜Ｌ４のビーム軸は、その高さ方向に関し、図５の下から上へ順に、相隣接する各レーザビームＬ１〜Ｌ４のビーム軸同士が間隔ｄをあけるように、並ぶことになる。なお、これら各レーザビームＬ１〜Ｌ４のビーム軸は、平面視においては完全に平行になっているが、側面視においては互いに平行となる状態から僅かに傾いた状態になっている。
【００３１】
次に、光路切替部１２について説明する。図３に示されるように、この光路切替部１２は、細長い矩形板状のステージ１２１，該ステージ１２１上に夫々固定されたカラー描画用のプリズムＴ及びモノクロ描画用のプリズムＭ，ウォーム１２２及びウォーム歯車１２３，並びに，回転軸１２４及びその一対の軸受１２５，１２６を、有する。なお、カラー描画用のプリズムＴは第１のプリズムに相当し、モノクロ描画用のプリズムＭは第２のプリズムに相当する。
【００３２】
また、光源ユニット１のベースＢには、その光源部１１の光路上後方の位置に、該光源部１１から射出された各レーザビームＬ１〜Ｌ４に対して垂直なガイド溝Ｇが開けられている。そして、ステージ１２１は、その表面をベースプレート６及びベースＢの表面に平行かつその長手方向をガイド溝Ｇの方向と平行に向けて、ガイド溝Ｇに対してスライド可能に係合されている。例えば、このステージ１２１は、その下部に形成された蟻ほぞを、ガイド溝Ｇに形成された蟻溝に対してスライド可能に嵌合させることにより、係合されていてもよい。
【００３３】
さらに、このステージ１２１は、その長手方向に対して垂直にその側面から突出した突出板Ｐを有している。この突出板Ｐは、ステージ１２１の長手方向に平行な方向に形成されたネジ孔を有する。回転軸１２４は、その表面に切られたオネジを突出板Ｐのネジ孔に螺合させた状態で、その両端が夫々両軸受１２５，１２６に回転可能に軸支されている。
【００３４】
また、回転軸１２４における第２の軸受１２６に近接した側の端部近傍には、ウォーム歯車１２３が取り付けられている。このウォーム歯車１２３は、ウォーム１２２に噛合している。そして、このウォーム１２２は、図示せぬモータに連結されており、該モータに回転駆動されることにより、ウォーム歯車１２３を回転させる。このウォーム歯車１２３が回転すると回転軸１２４も回転し、ステージ１２１はガイド溝Ｇに沿ってスライドする。これらステージ１２１，ウォーム１２２，ウォーム歯車１２３，回転軸１２４，及び両軸受１２５，１２６は、切替機構に相当する。
【００３５】
なお、図３において、ステージ１２１は、その突出板Ｐを第１の軸受１２５に近接させた位置をとっている。この状態において、光源部１１から射出された各レーザビームＬ１〜Ｌ４は、モノクロ描画用のプリズムＭに入射する。この図３に示された状態におけるステージ１２１の位置を、モノクロ描画位置という。走査式描画装置がいわゆるマルチビーム方式によるモノクロ描画を行う場合、ステージ１２１は、このモノクロ描画位置に配置される。
【００３６】
また、ステージ１２１は、図示せぬモータがウォーム１２２を回転駆動することにより、その突出板Ｐを第２の軸受１２６に近接させた位置をとることができる。図７は、ステージ１２１がこのように配置された状態における光源部１１及び光路切替部１２の平面図である。即ち、この図７に示された状態において、光源部１１から射出された各レーザビームＬ２，Ｌ３は、カラー描画用のプリズムＴに入射する。また、光源部１１から射出された各レーザビームＬ１，Ｌ４は、カラー描画用プリズムＴの近傍を通過する。なお、この状態におけるステージ１２１の位置を、カラー描画位置という。走査式描画装置がいわゆるタンデム方式によるカラー描画を行う場合、ステージ１２１は、このカラー描画位置に配置される。
【００３７】
なお、突出板Ｐには、原点ドグＪが取り付けられている。そして、基台Ｂに固定された原点センサＥは、この原点ドグＪの位置を検出する。即ち、原点センサＥは、ステージ１２１がモノクロ描画位置に移動しているか又はカラー描画位置に移動しているかを、検出することができる。
【００３８】
図８は、光路切替部１２におけるカラー描画用のプリズムＴを示す平面図である。また、図９は、図８をＩＸ方向に見た図である。これらの図に示されるように、カラー描画用のプリズムＴは、第１プリズムＴａ及び第２プリズムＴｂによりなる。
【００３９】
第１プリズムＴａは、その表面及び底面が細長い平行四辺形であり、その４つの側面は、これら表面及び底面に対して夫々垂直になっている。従って、この第１プリズムＴａは、図８に示されるように、平面視において細長い平行四辺形状になっている。そして、この第１プリズムＴａは、その表面の平行四辺形の各短辺に接した一対の側面が、第１の反射面Ｔａ１及び第２の反射面Ｔａ２になっている。
【００４０】
第１反射面Ｔａ１は、光源部１１側（図８の右側）の側面に対して４５°傾いている。そして、第１プリズムＴａは、ステージ１２１がそのカラー描画位置に配置された場合に、その第１反射面Ｔａ１の中央に第２のレーザビームＬ２のビーム軸が一致するように、ステージ１２１に対して固定されている。この場合、レーザビームＬ２のビーム軸は、第１反射面Ｔａ１によりベースプレート６に平行な平面内で９０°折り曲げられて図８における上方へ向い、第２反射面Ｔａ２の中央に達する。さらに、このレーザビームＬ２のビーム軸は、第２反射面Ｔａ２によりベースプレート６に平行な平面内で９０°折り曲げられて図８における左方へ向い当該第１プリズムＴａ外へ出る。
【００４１】
第２プリズムＴｂは、第１プリズムＴａと同形状であるが、その表裏を反転させた状態で、第１プリズムＴａの上方に配置されている。なお、この第２プリズムＴｂは、平面視において、その平行四辺形状の表面の各長辺が、第１プリズムＴａの表面の各長辺を夫々延長した直線上に位置するように、かつ、両短辺の一方が第１プリズムＴａの表面における短辺の１つ（Ｔａ２に相当）に互いの中点において交差するように、配置されている。なお、この第２プリズムＴｂにおける一対の反射面Ｔｂ１，Ｔｂ２のうち、平面視において、第１プリズムＴａの第２反射面Ｔａ２と交差している方が第２反射面Ｔｂ２であり、第１プリズムから離反した側に配置されているほうが第１反射面Ｔｂ１である。
【００４２】
そして、この第２プリズムＴｂは、ステージ１２１がそのカラー描画位置に配置された場合に、その第１反射面Ｔｂ１の中央に第３のレーザビームＬ３のビーム軸が一致するように、ステージ１２１に対して固定されている。この場合、レーザビームＬ３のビーム軸は、第１反射面Ｔｂ１によりベースプレート６に平行な平面内で９０°折り曲げられて図８における下方へ向い、第２反射面Ｔｂ２の中央に達する。さらに、このレーザビームＬ３のビーム軸は、第２反射面Ｔｂ２によりベースプレート６に平行な平面内で９０°折り曲げられて図８における左方へ向い当該第２プリズムＴｂ外へ出る。
【００４３】
レーザビームＬ１は、このプリズムＴの下方を通過し、レーザビームＬ４は、このプリズムＴの上方を通過する。なお、レーザビームＬ１のビーム軸，及びレーザビームＬ４のビーム軸は、平面視において、第１プリズムＴａの第２反射面Ｔａ２と第２プリズムＴｂの第２反射面Ｔｂ２とが交差する点を、ともに通っている。さらに、第１のプリズムＴａの第２反射面Ｔａ２に反射されたレーザビームＬ２のビーム軸，及び第２のプリズムＴｂの第２反射面Ｔｂ２に反射されたレーザビームＬ３のビーム軸も、平面視において、各レーザビームＬ１，Ｌ４のビーム軸に一致している。
【００４４】
このように、各レーザビームＬ１〜Ｌ４のビーム軸は、プリズムＴの直後において、その平面視における位置を一致させるとともに、ベースプレート６に垂直な方向に関して等間隔に並んでいる。即ち、各レーザビームＬ１〜Ｌ４のビーム軸は、ベースプレート６に垂直な平面内において、その相隣接するもの同士の間隔がｄになるように等間隔に並んでいる。
【００４５】
図１０は、光路切替部１２におけるモノクロ描画用のプリズムＭを示す平面図であり、図１１は、図１０をＸＩ方向に見た図である。また、図１２は、このモノクロ描画用のプリズムＭの斜視図である。これらの図に示されるように、モノクロ描画用のプリズムＭは、第１部分Ｍａ，第２部分Ｍｂ，及び第３部分Ｍｃによりなり、ステージ１２１に対して固定されている。なお、ここでは説明の都合上、プリズムＭを第１部分Ｍａ，第２部分Ｍｂ，及び第３部分Ｍｃに分けたが、実際にはこのプリズムＭは一体成形されることとしてもよい。また、このプリズムＭは、第１部分Ｍａ，第２部分Ｍｂ，及び第３部分Ｍｃという分け方以外の分け方による各部分が互いに貼り合わされることにより、構成されていてもよい。
【００４６】
なお、プリズムＭは、図１１における上下方向をベースプレート６に垂直に向けて配置される。また、プリズムＭは、図１０及び図１１における右側が各レーザビームＬ１〜Ｌ４の光路上前側に相当し、図１０及び図１１における左側が各レーザビームＬ１〜Ｌ４の光路上後側に相当する。ここで、上下方向を図１１における上下方向とし、前後方向を図１０及び図１１における左右方向とする。但し、図１０又は図１１内において当該の図中のみにおける上下左右方向について言及する場合には、その都度明記する。
【００４７】
第１部分Ｍａは、直角柱の両端部が夫々その中心軸に対して４５度をなす１対の互いに平行な平面により切り落とされたのと同等の形状を有する。即ち、第１部分は、１対の互いに平行な平行四辺形状の側面，及び１対の互いに平行な長方形状の側面によりなる４側面と、１対の互いに平行な長方形状の端面である反射面Ｍ１，Ｍ２とを、有する。そして、この第１部分Ｍａは、その４側面のうちの平行四辺形状の両側面を両レーザビームＬ１，Ｌ４のビーム軸を含む平面に対して平行に向けるとともに、長方形状の両側面を各レーザビームＬ１〜Ｌ４のビーム軸に対して垂直に向けて、配置されている。なお、反射面Ｍ１と反射面Ｍ２とは、上下方向に関して略３×ｄだけずれた位置に配置されている。
【００４８】
第２部分Ｍｂは、細長い直角柱の両端部が夫々斜めに切り落とされたのと同等の形状を有する。この第２部分Ｍｂは、その４側面の内の１側面における中央部分が第１部分Ｍａの後側の面に接するように、かつ、当該第２部分Ｍｂの長手方向を第１部分Ｍａの長手方向に対して垂直に向けて、配置されている。なお、この第２部分の両端面は、いずれも長方形状であり、夫々第３の反射面Ｍ３（図１０の下側）及び第４の反射面Ｍ４（図１０の上側）になっている。一方の反射面Ｍ３の法線は、各レーザビームＬ１〜Ｌ４のビーム軸に対して夫々垂直であるとともに、当該第２部分Ｍｂの下側の面に対して４５°の角度をなしている。他方の反射面Ｍ４の法線は、当該第２部分Ｍｂの上側及び下側の面に対して夫々平行であるとともに、各レーザビームＬ１〜Ｌ４のビーム軸に対して夫々４５°の角度をなしている。
【００４９】
さらに、第２部分Ｍｂは、その反射面Ｍ３側の端部における下側の面の直下に、この面から突出した形状の突起を有する。この突起は、第２部分Ｍｂの前側の面と連続して同一平面状に形成された正方形状の面と、この正方形状の面の下端に接するとともに当該第２部分Ｍｂの後側の面に接する長方形状の第５の反射面Ｍ５とを、有する。なお、この第５の反射面Ｍ５は、当該第２部分Ｍｂの前側の面に対して４５°の角度をなしている。なお、反射面Ｍ４と反射面Ｍ５とは、上下方向に関して略ｄだけずれた位置に配置されている。
【００５０】
第３部分Ｍｃは、全体として略逆Ｌ字状の外形を有する。即ち、この第３部分Ｍｃは、互いの長手方向を直交させた一対の角柱状部分によりなる。一方の角柱状部分は、その４側面のうちの１つを、第２部分Ｍｂの後側の面における中央部分から第４の反射面Ｍ４側の端部まで当接させるように、配置されている。他方の角柱状部分は、一方の角柱状部分における第２部分Ｍｂの中央近傍側の端部から下方へ突出するように、配置されている。
【００５１】
また、第３部分Ｍｃの一方の角柱状部分における第２部分Ｍｂの反射面Ｍ４に近接した側の端部には、この反射面Ｍ４に直交する長方形状の第６の反射面Ｍ６が、形成されている。さらに、第３部分Ｍｃの両角柱状部分が接合する部分には、第２部分Ｍｂの反射面Ｍ３に平行な第７の反射面Ｍ７が、形成されている。そのうえ、第３部分Ｍｃの他方の角柱状部分の下端部には、第１部分Ｍａの反射面Ｍ１に平行な第８の反射面Ｍ８が、形成されている。なお、反射面Ｍ６及び反射面Ｍ７は、反射面Ｍ８に対し、上下方向に関して略２×ｄだけずれた位置に配置されている。
【００５２】
そして、このプリズムＭは、ステージ１２１がそのモノクロ描画位置に配置された場合に、その反射面Ｍ１の中央及び反射面Ｍ８の中央に第１のレーザビームＬ１のビーム軸が略一致し、その反射面Ｍ５の中央に第２のレーザビームＬ２のビーム軸が略一致し、その反射面Ｍ４の中央及び反射面Ｍ６の中央に第３のレーザビームＬ３のビーム軸が略一致し、かつ、その第２の反射面Ｍ２の中央に第４のレーザビームＬ４のビーム軸が略一致するように、ステージ１２１に対して固定されている。
【００５３】
このようにステージ１２１がそのモノクロ描画位置に配置された状態において、第１のレーザビームＬ１のビーム軸は、反射面Ｍ１からプリズムＭ内に入る。そして、このビーム軸は、一旦外方へ出て、反射面Ｍ８から再びプリズムＭ内に入ったうえで、プリズムＭ外へ出る。
【００５４】
第２のレーザビームＬ２のビーム軸は、プリズムＭ内に入って反射面Ｍ５により図１１の紙面内で９０°上方へ折り曲げられる。反射面Ｍ５により折り曲げられたビーム軸は、反射面Ｍ３に達し、この反射面Ｍ３により図１０及び図１１の両紙面にともに垂直な平面内で図１０における上方へ９０°折り曲げられる。反射面Ｍ３により折り曲げられたビーム軸は、反射面Ｍ４に達し、この反射面Ｍ４によって図１０の紙面内で図１０の左方へ９０°折り曲げられる。反射面Ｍ４により折り曲げられたビーム軸は、反射面Ｍ６に達し、この反射面Ｍ６により図１０の紙面内で図１０の下方へ９０°折り曲げられる。この反射面Ｍ６により折り曲げられたビーム軸は、反射面Ｍ７に達し、図１０及び図１１の両紙面に垂直な平面内でベースプレート６側へ９０°折り曲げられる。反射面Ｍ７により折り曲げられたビーム軸は、反射面Ｍ８に達し、図１１の紙面内で図１１の左方へ９０°折り曲げられる。反射面Ｍ８により折り曲げられたビーム軸は、プリズムＭの外方へ出る。
【００５５】
第３のレーザビームＬ３のビーム軸は、第４の反射面Ｍ４からプリズムＭ内に入って第６の反射面Ｍ６に達する。そして、このビーム軸は、反射面Ｍ６により図１０の紙面内で図１０の下方へ９０°折り曲げられる。反射面Ｍ６により折り曲げられたビーム軸は、反射面Ｍ７に達し、図１０及び図１１の両紙面に垂直な平面内でベースプレート６側へ９０°折り曲げられる。反射面Ｍ７により折り曲げられたビーム軸は、反射面Ｍ８に達し、図１１の紙面内で図１１の左方へ９０°折り曲げられる。反射面Ｍ８により折り曲げられたビーム軸は、プリズムＭの外方へ出る。
【００５６】
第４のレーザビームＬ４のビーム軸は、プリズムＭ内に入って反射面Ｍ２により図１１の紙面内で図１１の下方へ９０°折り曲げられる。反射面Ｍ２により折り曲げられたビーム軸は、反射面Ｍ１に達し、図１１の紙面内で図１１の左方へ９０°折り曲げられ、一旦当該プリズムＭの外方へ出る。さらに、このビーム軸は、反射面Ｍ８から再びプリズムＭ内に入ったうえで、プリズムＭ外へ出る。
【００５７】
このように、第１のレーザビームＬ１のビーム軸は、プリズムＭにより折り曲げられることなく、このプリズムＭを透過する。そして、他の各レーザビームＬ２〜Ｌ４のビーム軸は、プリズムＭにおいて夫々折り曲げられて、第１のレーザビームＬ１のビーム軸に略一致した状態で、プリズムＭの外方へ出る。即ち、プリズムＭの光路上後側において、各レーザビームＬ１〜Ｌ４のビーム軸は、略一致している。
【００５８】
但し、これら各レーザビームＬ１〜Ｌ４のビーム軸は、平面視においては完全に一致しているが、側面視においては厳密に一致しているわけではない。即ち、これら各レーザビームＬ１〜Ｌ４のビーム軸は、ベースプレート６に垂直な平面内において下方から上方へ向けて順に、相隣接するビーム軸同士の間隙が均等となるように、略平行に密集して並んでいる。なお、各ビーム軸は、側面視において、互いに平行な状態から僅かに傾いた状態になっている。
【００５９】
次に、上記光源ユニット１よりも光路上後側に配置されたポリゴンミラー部２，ｆθレンズ群３，折り返しミラー群４，及び感光ドラム５について、説明する。なお、図１及び図２に示された各レーザビームＬ１〜Ｌ４の光路は、光路切替部１２におけるステージ１２１がカラー描画位置に配置された場合のものである。
【００６０】
ポリゴンミラー部２は、ポリゴンミラー２１，及び，図示せぬポリゴンモータを、有する。ポリゴンミラー２１は、略正六角柱状の形状を有し、その各側面が夫々反射面として形成されている。このポリゴンミラー２１は、その中心軸をベースプレート６に対して垂直に向けるとともに、該中心軸を中心として回転可能に軸支されている。なお、ポリゴンミラー２１は、ベースプレート６における矢印ｘ（図１及び図２）の向きと逆向き側の端辺に近接するとともにこのベースプレート６から所定の高さの位置に、配置されている。そして、このポリゴンミラー２１は、ポリゴンモータにより駆動されて図１における反時計方向に回転する。
【００６１】
なお、光源ユニット１のシリンダレンズ１３から射出された各レーザビームは、夫々、ベースプレート６に垂直な方向に関してのみ収束されて、このポリゴンミラー２１の各反射面近傍においてベースプレート６に水平な線分状に結像する。このポリゴンミラー２１が回転している状態において、その各反射面によりともに反射された４本のレーザビームＬ１〜Ｌ４は、夫々、図１における矢印ｙ方向（主走査方向）に走査される。
【００６２】
ｆθレンズ群３は、ポリゴンミラー２１により反射された各レーザビームＬ１〜Ｌ４の光路上順に配置された第１レンズ３１及び第２レンズ３２，並びに，該第２レンズ３２から射出された各レーザビームＬ１〜Ｌ４毎に対応させて設けられた第３レンズ３３１〜３３４によりなる。なお、第１レンズ３１は、当該ｆθレンズ群３の収差を補正するためのレンズである。また、第２レンズ３２は、主に主走査方向（図１のｙ方向）にパワーを有している。
【００６３】
各第３レンズ３３１〜３３４は、長尺状の保持部材Ｆ１〜Ｆ４内に夫々固定されている。これら各保持部材Ｆ１〜Ｆ４は、その長手方向を図１におけるｙ方向に向けるとともに、ポリゴンミラー２１から離反した側から近接する側へ順に配置されている。なお、各保持部材Ｆ１〜Ｆ４は、その上部及び下部が開口している。また、ベースプレート６における各保持部材Ｆ１〜Ｆ４の下部開口に対応した位置には、夫々、スリットＳ１〜Ｓ４が形成されている。なお、これら各第３レンズ３３１〜３３４は、主に、図２のｘ方向（副走査方向）にパワーを有している。
【００６４】
折り返しミラー群４は、ｆθレンズ群３の第２レンズ３２から射出された各レーザビームＬ１〜Ｌ４の光路上に夫々設けられた第１系統乃至第４系統に分類される。なお、ここでの各レーザビームＬ１〜Ｌ４の光路は、光学ユニット１の光路切替部１２におけるステージ１２１がそのカラー描画位置に配置されている場合のものである。
【００６５】
この折り返しミラー群４における第１系統は、ミラー４１１によりなり、第２系統は、ミラー４２１及びミラー４２２によりなる。また、第３系統は、ミラー４３１乃至ミラー４３３によりなり、第４系統は、ミラー４４１乃至ミラー４４３によりなる。そして、ｆθレンズ群３の第２レンズ３２から射出された各レーザビームＬ１〜Ｌ４のうち、レーザビームＬ１は、ミラー４１１により第３レンズ３３１へ導かれる。また、レーザビームＬ２は、各ミラー４２１，４２２により第３レンズ３３２へ導かれ、レーザビームＬ３は、各ミラー４３１〜４３３により第３レンズ３３３へ導かれ、レーザビームＬ４は、各ミラー４４１〜４４３により第３レンズ３３４へ導かれる。
【００６６】
そして、折り返しミラー群４により導かれた各レーザビームＬ１〜Ｌ４は、夫々、各保持部材Ｆ１〜Ｆ４の上部開口から入射して各第３レンズ３３１〜３３４を透過し、各保持部材Ｆ１〜Ｆ４の下部開口を経てベースプレート６の各スリットＳ１〜Ｓ４からこのベースプレート６の下方へ射出される。なお、これらｆθレンズ群３及び折り返しミラー群４は、走査光学系に相当する。
【００６７】
４つの感光ドラム５（５１〜５４）における円筒面状の表面部分には、感光体層が形成されている。これら各感光ドラム５１〜５４は、ベースプレート６の各スリットＳ１〜Ｓ４の下方に、夫々配置されている。即ち、各感光ドラム５１〜５４は、夫々、その中心軸を各スリットＳ１〜Ｓ４の長手方向に対して平行に向けて、該中心軸において回転可能に軸支されている。
【００６８】
また、感光体部５は、その各感光ドラム５１〜５４に連結された図示せぬ駆動機構を、有する。この駆動機構は、各感光ドラム５１〜５４を個別に駆動して、その中心軸を中心として回転させることができる。さらに、感光体部５は、その各感光ドラム５１〜５４毎に配置された図示せぬトナー供給部及び定着部を、有する。なお、感光ドラム５１乃至感光ドラム５４には、夫々、ブラック，イエロー，シアン，マゼンダのトナーが夫々供給される。
【００６９】
ポリゴンミラー２１により反射された各レーザビームＬ１〜Ｌ４は、ともに、図１のｙ方向に走査されて、ｆθレンズ群３の第１レンズ３１及び第２レンズ３２を透過する。この第２レンズ３２を透過した各レーザビームＬ１〜Ｌ４は、折り返しミラー群４により、各レーザビームＬ１〜Ｌ４毎に分けられて、夫々ｆθレンズ群３の各第３レンズ３３１〜３３４へ入射する。これら各第３レンズ３３１〜３３４から射出されたレーザビームは、夫々、各感光ドラム５１〜５４上においてスポットを形成するとともに、これら各感光ドラム５１〜５４の中心軸に平行な走査線を形成する。
【００７０】
また、走査光学装置は、描画開始位置検出用の検出部７を備えている。この検出部７は、分離ミラー７１，集光レンズ７２，及びビームディテクタ７３を、有する。
【００７１】
分離ミラー７１は、ｆθレンズ群３の第２レンズ３２及び折り返しミラー群４のミラー４１１間のレーザビームＬ１の光路上において、感光ドラム５１上における走査範囲に相当する領域から、図１のｙ方向における矢印の向きへ外れた位置に配置されている。そして、ポリゴンミラー２１が図１における反時計方向に回転することにより、このポリゴンミラー２１により反射されたレーザビームＬ１は、図１のｙ方向における矢印と逆の向きへ走査されてゆく。従って、ポリゴンミラー２１の各反射面がレーザビームＬ１の走査を開始した直後に、このレーザビームＬ１は分離ミラー７１により反射される。
【００７２】
集光レンズ７２は、シリンダレンズであり、その湾曲の母線をベースプレート６に平行に向けた状態で、分離ミラー７１により反射されたレーザビームの光路上に配置されている。ｆθレンズ群３の第１レンズ３１及び第２レンズ３２を透過したレーザビームは、そのビーム軸に直交するとともにベースプレート６に水平な方向（主走査方向）にのみ収束されるが、ベースプレート６に垂直な方向（副走査方向）には発散しながら、集光レンズ７２に入射する。この集光レンズ７２は、入射したレーザビームをその副走査方向に収束させる。ビームディテクタ７３は、集光レンズ７２から射出された収束光の結像位置近傍に配置されており、この収束光を検出する。
【００７３】
次に、走査光学装置の制御系について説明する。図１３は、走査光学装置の制御系を模式的に示すブロック図である。この図１３に示されるように、走査光学装置は、装置の各部を制御する制御部８を有する。この制御部８は、以下に示すように、光源ユニット１の光源部１１及び光路切替部１２，ポリゴンミラー部２，感光体部５，並びに検出部７に、夫々接続されている。
【００７４】
即ち、制御部８は、図示せぬＬＤ駆動回路を介して光源部１１における各半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ４に夫々接続されており、図示せぬ上位装置から描画データを取得するとともに、この描画データに従って各半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ４をＯＮ／ＯＦＦ制御する。
【００７５】
また、制御部８は、図示せぬモータ駆動回路を介して光路切替部１２における図示せぬモータに接続されている。そして、制御部８は、このモータを回転させることにより、ウォーム１２２及びウォーム歯車１２３を夫々回転させ、ステージ１２１をガイド溝Ｇに沿ってスライドさせる。即ち、制御部８は、ステージ１２１をそのカラー描画位置又はモノクロ描画位置のいずれかに配置させる。なお、ステージ１２１がカラー描画位置に配置された場合の光路切替部１２の状態は、第１の状態に相当し、ステージ１２１がモノクロ描画位置に配置された場合の光路切替部１２の状態は、第２の状態に相当する。
【００７６】
そして、制御部８が、ステージ１２１をカラー描画位置に配置させると、各レーザビームＬ１〜Ｌ４は、図１及び図２に示された光路上を進行し、夫々、各感光ドラム５１〜５４上にスポットを形成する。
【００７７】
しかし、制御部８が、ステージ１２１をそのモノクロ描画位置に配置させると、全てのレーザビームＬ１〜Ｌ４は、図１及び図２においてレーザビームＬ１として示される光路と略同じ光路を進み、第１の感光ドラム５１上に相近接した４つのスポットを形成する。なお、各レーザビームＬ１〜Ｌ４のビーム軸は、副走査方向に関してのみ互いに僅かに傾けられているので、これら各スポットは、感光ドラム５１表面上において副走査方向に等間隔で並ぶことになる。ここでの主走査方向とは、感光ドラム５１表面上における走査線の方向のことであり、副走査方向とは、感光ドラム５１表面上において走査線に直交する方向のことである。
【００７８】
さらに、制御部８は、ポリゴンミラー部２における図示せぬポリゴンモータに接続され、このポリゴンモータを回転駆動することにより、ポリゴンミラー２１を図１における反時計方向に等速回転させる。また、制御部８は、感光体部５における図示せぬ駆動機構に接続され、各感光ドラム５１を夫々回転させる。さらに、制御部８は、検出部７におけるビームディテクタ７３に接続されており、このビームディテクタ７３からの出力信号を受信することにより、ポリゴンミラー２１の各反射面毎になされる走査の開始を、認識することができる。
【００７９】
上記のように構成された走査光学装置の作用について、以下説明する。まず、制御部８は、図示せぬ上位装置から描画データを取得する。そして、制御部８は、この描画データがカラー印刷を指定するものかモノクロ印刷を指定するものか、判別する。
【００８０】
描画データがカラー印刷を指定するものである場合、制御部８は、光路切替部１２のステージ１２１をカラー描画位置に配置させる。また、制御部８は、ポリゴンミラー部２のポリゴンミラー２１を等速回転させるとともに、感光体部５の各感光ドラム５１〜５４を夫々等速回転させる。そして、制御部８は、取得した描画データに従って光源部１１の各半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ４を個別にＯＮ／ＯＦＦ制御する。すると、各半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ４は、夫々、対応する各色成分毎に変調されたレーザビームＬ１〜Ｌ４を発する。これら各レーザビームＬ１〜Ｌ４は、夫々、各コリメータ部Ｃ１〜Ｃ４によって平行光に変換され、各調整部Ｗ１〜Ｗ４によってそのビーム軸の方向が調整されて、当該光源部１１から射出される。
【００８１】
光源部１１から射出された各レーザビームＬ１〜Ｌ４は、夫々、光路切替部１２へ向う。光路切替部１２のステージ１２１は、そのカラー描画位置に配置されているので、各レーザビームＬ１〜Ｌ４の光路上には、カラー描画用のプリズムＴが配置されている。
【００８２】
このため、レーザビームＬ２は、このプリズムＴの第１プリズムＴａに入射し、その第１反射面Ｔａ１及び第２反射面Ｔａ２により順次反射されて、当該第１プリズムＴａから射出される。また、レーザビームＬ３は、このプリズムＴの第２プリズムＴｂに入射し、その第１反射面Ｔｂ１及び第２反射面Ｔｂ２により順次反射されて、当該第２プリズムＴｂから射出される。一方、両レーザビームＬ１，Ｌ４は、このプリズムＴ近傍を通過する。これら各レーザビームＬ１〜Ｌ４は、平面視においてその各ビーム軸を一致させるとともに、ベースプレート６に垂直な方向に関して相隣接する各ビーム軸同士の間隔をｄとして、光路切替部１２から射出される。
【００８３】
この光路切替部１２から射出された各レーザビームＬ１〜Ｌ４は、夫々シリンダレンズ１３に入射する。シリンダレンズ１３は、平行光として入射した各レーザビームＬ１〜Ｌ４を、副走査方向においてのみ収束させる。このシリンダレンズ１３から射出された各レーザビームＬ１〜Ｌ４は、ポリゴンミラー２１の反射面近傍において、夫々線分状に一旦結像する。
【００８４】
そして、ポリゴンミラー２１の反射面によりともに反射された各レーザビームＬ１〜Ｌ４は、夫々、副走査方向に関して発散しながらｆθレンズ群３に入射する。このｆθレンズ群３における第１レンズ３１及び第２レンズ３２を透過した各レーザビームＬ１〜Ｌ４は、夫々、主にその主走査方向にのみ収束された状態で射出される。
【００８５】
第２レンズ３２から射出されたレーザビームＬ１は、ポリゴンミラー２１の回転に従って、図１のｙ方向における矢印と逆の向きへ走査されてゆく。従って、ポリゴンミラー２１の各反射面がレーザビームＬ１〜Ｌ４の走査を開始した直後に、レーザビームＬ１は分離ミラー７１により反射され、集光レンズ７２により収束されて、ビームディテクタ７３により検出される。ビームディテクタ７３は、検出された収束光を電気信号に変換して制御部８へ送信する。
【００８６】
第２レンズ３２から射出されたレーザビームＬ１は、ポリゴンミラー２１の反射面による走査開始直後に、このように分離ミラー７１により反射されるが、その後に所定の走査範囲内を走査されている間は、ミラー４１１へ向う。このミラー４１１は、レーザビームＬ１を、第３レンズ３３１へ向けて反射させる。そして、第３レンズ３３１に入射したレーザビームＬ１は、主に副走査方向に収束されて感光ドラム５１へ向う。このレーザビームＬ１は、第２レンズ３２によりその主走査方向に関して収束されており、さらに、第３レンズ３３１によりその副走査方向に関して収束される。即ち、第３レンズ３３１から射出されたレーザビームは、主走査方向及び副走査方向に関してともに収束され、感光ドラム５１上にスポットを形成する。このスポットは、ポリゴンミラー２１の回転に従って移動してゆき、感光ドラム５１上に走査線を形成する。
【００８７】
同様に、第２レンズ３２から射出されたレーザビームＬ２は、各ミラー４２１，４２２により順次反射され、第３レンズ３３２に向う。そして、レーザビームＬ２は、第３レンズ３３２によりその副走査方向に関して収束され、感光ドラム５２上にスポットを形成する。このスポットは、感光ドラム５２上において、感光ドラム５１上のレーザビームＬ１によるスポットと同期して移動し、当該感光ドラム５２上に走査線を形成する。
【００８８】
また、第２レンズ３２から射出されたレーザビームＬ３は、各ミラー４３１〜４３３により順次反射され、第３レンズ３３３に向う。そして、レーザビームＬ３は、第３レンズ３３３によりその副走査方向に関して収束され、感光ドラム５３上にスポットを形成する。このスポットは、感光ドラム５３上において、感光ドラム５１上のレーザビームＬ１によるスポットと同期して移動し、当該感光ドラム５３上に走査線を形成する。
【００８９】
さらに、第２レンズ３２から射出されたレーザビームＬ４は、各ミラー４４１〜４４３により順次反射され、第３レンズ３３４に向う。そして、レーザビームＬ４は、第３レンズ３３４によりその副走査方向に関して収束され、感光ドラム５４上にスポットを形成する。このスポットは、感光ドラム５４上において、感光ドラム５１上のレーザビームＬ１によるスポットと同期して移動し、当該感光ドラム５４上に走査線を形成する。
【００９０】
ここで、各感光ドラム５１〜５４は、夫々等速回転している。従って、各感光ドラム５１〜５４上には、夫々対応する各色成分毎に潜像が形成される。そして、各感光ドラム５１〜５４には、その各色成分に対応したトナーが供給される。この状態で、図示せぬ搬送装置は、印刷対象の用紙を搬送する。搬送された用紙には、各感光ドラム５１〜５４において、その表面上に形成された各色成分毎のトナーによる像が順次転写される。さらに、各色成分毎の像が転写された用紙は、図示せぬ定着部において熱定着処理されることにより、カラー印刷が完了する。カラー印刷された用紙は、図示せぬ排出部へ排出される。
【００９１】
一方、制御部８は、図示せぬ上位装置から取得した描画データがモノクロ印刷を指定するものである場合、光路切替部１２のステージ１２１をモノクロ描画位置に配置させる。また、制御部８は、ポリゴンミラー部２のポリゴンミラー２１を等速回転させる。さらに、制御部８は、感光体部５の感光ドラム５１を、上述のカラー描画の場合に比べて約４倍の角速度で等速回転させる。
【００９２】
そして、制御部８は、取得した描画データに従って光源部１１の各半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ４をＯＮ／ＯＦＦ制御する。すると、各半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ４は、夫々、４ライン同時描画のためのマルチビーム用に変調されたレーザビームＬ１〜Ｌ４を発する。即ち、各レーザビームＬ１〜Ｌ４は、感光ドラム５１上における走査線４本分（４ライン）を同時に走査するために変調されている。
【００９３】
これら各レーザビームＬ１〜Ｌ４は、夫々、各コリメータ部Ｃ１〜Ｃ４によって平行光に変換され、各調整部Ｗ１〜Ｗ４によってそのビーム軸の方向が調整されて、当該光源部１１から射出される。
【００９４】
光源部１１から射出された各レーザビームＬ１〜Ｌ４は、夫々、光路切替部１２へ向う。光路切替部１２のステージ１２１は、そのモノクロ描画位置に配置されているので、各レーザビームＬ１〜Ｌ４の光路上には、モノクロ描画用のプリズムＭが配置されている。
【００９５】
このため、レーザビームＬ１は、プリズムＭにおける各反射面Ｍ１，Ｍ８を順次透過して、当該プリズムＭから射出される。レーザビームＬ２は、プリズムＭにおける各反射面Ｍ５，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ６，Ｍ７，Ｍ８により順次反射されて、そのビーム軸をレーザビームＬ１のビーム軸と略一致させて、当該プリズムＭから射出される。レーザビームＬ３は、プリズムＭに対し、その反射面Ｍ４から入射し、各反射面Ｍ６，Ｍ７，Ｍ８により順次反射されて、そのビーム軸をレーザビームＬ２のビーム軸と略一致させて、当該プリズムＭから射出される。レーザビームＬ４は、プリズムＭにおける各反射面Ｍ２，Ｍ１により順次反射され、反射面Ｍ８を透過して、そのビーム軸をレーザビームＬ３のビーム軸と略一致させて、当該プリズムＭから射出される。
【００９６】
即ち、各レーザビームＬ１〜Ｌ４は、そのビーム軸を略一致させて、夫々光路切替部１２から射出され、シリンダレンズ１３に入射する。シリンダレンズ１３は、平行光として入射した各レーザビームＬ１〜Ｌ４を、副走査方向においてのみ収束させる。このシリンダレンズ１３から射出された各レーザビームＬ１〜Ｌ４は、ポリゴンミラー２１の反射面近傍において、夫々線分状に一旦結像する。なお、各レーザビームＬ１〜Ｌ４は、そのビーム軸を略一致させた状態で、図１及び図２においてレーザビームＬ１の光路として示される光路を、夫々進行する。
【００９７】
そして、ポリゴンミラー２１の反射面により反射された各レーザビームＬ１〜Ｌ４は、夫々、副走査方向に関して発散しながらｆθレンズ群３に入射する。このｆθレンズ群３における第１レンズ３１及び第２レンズ３２を透過した各レーザビームＬ１〜Ｌ４は、夫々、主にその主走査方向にのみ収束された状態で射出される。
【００９８】
第２レンズ３２から射出された各レーザビームＬ１〜Ｌ４は、ポリゴンミラー２１の回転に従って、図１のｙ方向における矢印ｙと逆の向きへ走査されてゆく。従って、ポリゴンミラー２１の各反射面が各レーザビームＬ１〜Ｌ４の走査を開始した直後に、各レーザビームＬ１〜Ｌ４は分離ミラー７１により反射され、集光レンズ７２により収束されて、ビームディテクタ７３により検出される。ビームディテクタ７３は、検出された収束光を信号に変換して制御部８へ送信する。
【００９９】
第２レンズから射出された各レーザビームＬ１〜Ｌ４は、ポリゴンミラー２１の各反射面による走査開始直後において、このように分離ミラー７１により反射されるが、その後に所定の走査範囲内を走査されている間は、ミラー４１１へ向う。このミラー４１１は、各レーザビームＬ１〜Ｌ４を、第３レンズ３３１へ向けて夫々反射させる。そして、第３レンズ３３１に入射した各レーザビームＬ１〜Ｌ４は、夫々、主に副走査方向に収束されて感光ドラム５１へ向う。各レーザビームＬ１〜Ｌ４は、第２レンズ３２によりその主走査方向に関して収束されており、さらに、第３レンズ３３１によりその副走査方向に関して収束され、感光ドラム５１上に、夫々スポットを形成する。
【０１００】
これらの各スポットは、感光ドラム５１上において、副走査方向に均等に配列されている。そして、これら各スポットは、ポリゴンミラー２１の回転に従ってともに主走査方向へ移動してゆき、感光ドラム５１上に相近接して平行に並んだ４本の走査線を形成する。
【０１０１】
このため、各レーザビームＬ１〜Ｌ４は、感光ドラム５１上における４ライン分を同時に描画してゆく。なお、感光ドラム５１はカラー印刷時よりも高速に等速回転しているので、その表面上には、速やかにモノクロ印刷用の潜像が形成される。そして、この感光ドラム５１には、ブラックのトナーが供給される。この状態で、図示せぬ搬送装置は、印刷対象の用紙を搬送する。搬送された用紙には、感光ドラム５１において、その表面上に形成されたブラックのトナーによる像が転写される。さらに、像が転写された用紙は、図示せぬ定着部において熱定着処理されることにより、モノクロ印刷が完了する。モノクロ印刷された用紙は、図示せぬ排出部へ排出される。
【０１０２】
このように、制御部８は、モノクロ印刷を指定する描画データを受信した場合、感光ドラム５１上における４ライン分を同時にマルチビーム描画し、この感光ドラム５１上に高速にモノクロ印刷用の画像を形成する。従って、この走査光学装置は、いわゆるタンデム方式によりカラー印刷を高速に実行可能であるだけでなく、いわゆるマルチビーム走査によりモノクロ印刷をより高速に実行することができるのである。
【０１０３】
【発明の効果】
以上のように構成された本発明の走査光学装置によると、各感光体上に各レーザビームを夫々同時に走査させてこれら各感光体上に画像を形成することができるだけでなく、光路切替部によりレーザビームの光路を変更し、ある感光体上において複数ラインを同時描画することができる。複数ラインが同時描画されると、当該感光体上における画像形成が高速化される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態の走査光学装置を示す平面図
【図２】 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図
【図３】 モノクロ描画時の光源部及び光路切替部の平面図
【図４】 半導体レーザ，コリメータ部，及び調整部を平面から見た状態を模式的に示す説明図
【図５】 図４を矢印Ｖ方向に見た図
【図６】 図５を矢印ＶＩ方向に見た図
【図７】 カラー描画時の光源部及び光路切替部の平面図
【図８】 カラー描画用のプリズムを示す平面図
【図９】 図８をＩＸ方向に見た図
【図１０】 モノクロ描画用のプリズムを示す平面図
【図１１】 図１０をＸＩ方向に見た図
【図１２】 モノクロ描画用のプリズムの斜視図
【図１３】 制御系を模式的に示すブロック図
【符号の説明】
１ 光源ユニット
１１ 光源部
１２ 光路切替部
２ ポリゴンミラー部
３ ｆθレンズ群
３１ 第１レンズ
３２ 第２レンズ
３３１〜３３４ 第３レンズ
４ ミラー群
４１１，４２１，４２２，４３１〜４３３，４４１〜４４３ ミラー
５１〜５４ 感光ドラム
８ 制御部
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラーレーザプリンタ等に利用されるいわゆるタンデム方式の走査光学装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
タンデム方式の走査光学装置は、各色成分毎に夫々設けられた複数の感光ドラムと、各感光ドラム上に夫々走査線を形成する複数の走査光学系とを備えている。そして、このタンデム方式の走査光学装置は、各感光ドラム上にその色成分毎に形成された像を、１枚のシート上に多重現像することにより、カラー印刷を行う。
【０００３】
通常、各感光ドラムは、イエロー，マゼンダ，シアン，及びブラック（ＹＭＣＫ）の各色成分に夫々対応させて、４つ設けられている。そして、タンデム方式の走査光学装置は、その走査光学系により、ＹＭＣＫの各色成分毎に夫々対応させてレーザビームを個別に走査させ、ＹＭＣＫの各色成分毎の像を夫々各感光ドラム上に形成することにより、カラー印刷用の画像形成を高速化している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
タンデム方式の走査光学装置は、カラー印刷用の画像形成に用いられるだけでなく、モノクロ印刷用の画像形成にも用いられる。このモノクロ印刷用の画像形成の際、走査光学装置における走査光学系は、１色（ブラック）に対応させたレーザビームのみを走査させて、１本の感光ドラム上に画像形成する。この場合、走査光学系は、他の３色（イエロー，マゼンダ，及びシアン）に夫々対応させた各レーザビームを走査させていない。
【０００５】
従って、モノクロ印刷用の画像は１本の感光ドラム上にのみ形成すればよいのにも関わらず、その１本の感光ドラムに対する画像形成には、カラー印刷用の画像形成の場合と同じだけの時間を要するのである。
【０００６】
そこで、高速にカラー印刷用の画像形成が可能であるだけでなく、このカラー印刷用の画像形成よりもさらに高速にモノクロ印刷用の画像形成が可能な走査光学装置を提供することを、本発明の課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明による走査光学装置は、上記課題を解決するために、以下のような構成を採用した。
【０００８】
即ち、請求項１記載の走査光学装置は、複数のレーザビームを、所定方向に関して等間隔に並ぶように射出する光源部と、前記光源部から射出された各レーザビームを前記所定方向における複数の空間領域の各々に分離させて導光する第１の状態と、いずれかの空間領域内に密集させて導光する第２の状態とを切り替える光路切替部と、前記光路切替部によって導光された複数のレーザビームを前記所定方向に直交する方向へ同時に偏向走査する偏向部と、前記偏向部によって偏向走査された各レーザビームを夫々収束するとともに、そのレーザビームが通る空間領域毎にその光路を分離して、各空間領域に対応した感光体上に導く走査光学系とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
このように構成されると、光路切替部は、光源部から射出された各レーザビームを該レーザビームに対応する感光体上において夫々走査させることができるだけでなく、光源部から射出された各レーザビームをある感光体上に集めることにより、当該感光体上に同時に複数ライン描画させることも可能となる。
【００１０】
また、前記光路切替部は、前記光源部から射出された複数のレーザビームが入射するとともに前記所定方向において互いに所定の間隔をあけた状態に配列させて射出する第１のプリズムと、前記光源部から射出された複数のレーザビームが入射するとともに前記所定方向において互いに近接して並んだ状態に配列させて射出する第２のプリズムと、その第１の状態において前記第１のプリズムを前記光源部から射出された各レーザビームの光路上に配置し、その第２の状態において前記第２のプリズムを前記光源部から射出された各レーザビームの光路上に配置する切替機構とを有していてもよい。
【００１１】
さらに、前記走査光学系は、前記偏向部から偏向走査された各レーザビームをともに透過させる前群レンズ，及び，各感光体毎に対応させて配置された複数の後群レンズによりなる走査レンズを有していてもよい。なお、偏向部は、ポリゴンミラーを有したポリゴンミラー部であってもよく、この場合、走査レンズは、ｆθの特性を有するｆθレンズであってもよい。
【００１２】
そのうえ、前記走査光学系は、前記光路切替部が第１の状態にある場合に、前記前群レンズから射出された各レーザビームをその前記所定方向における位置に応じた後群レンズへ夫々導くとともに、前記光路切替部が第２の状態にある場合に、前記前群レンズから射出された各レーザビームを各後群レンズのうちの１つへともに導く導光手段を有していてもよい。なお、この導光手段は、複数のミラーによりなるミラー群であってもよい。
【００１３】
また、前記各感光体は、イエロー，マゼンダ，シアン及びブラックの各色成分毎に夫々対応させた感光ドラムであってもよい。さらに、前記光源部は、レーザビームを発する４つの光源を有していてもよい。なお、各光源は、半導体レーザであってもよい。
【００１４】
さらに、走査光学装置は、これら各光源及び各感光ドラムを制御する制御部を有していてもよい。この制御部は、カラー画像形成の際に、前記光路切替手段を第１の状態とし、前記各光源を該光源が発したレーザビームの光路上に配置された各感光ドラムの色成分に対応させて夫々変調し、前記各感光ドラムを夫々同じ速度で回転させる。一方、この制御部は、モノクロ画像形成の際には前記光路切替手段を第２の状態とし、前記各光源を該光源が発したレーザビームの光路上に配置されたある１本の感光ドラム上の近接して並んだ複数の走査線に対応させて夫々変調し、これら各走査線が形成された前記感光ドラムをカラー画像形成の際よりも高速に回転させる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の一実施形態による走査光学装置について説明する。図１は、本実施形態の走査光学装置を示す平面図である。また、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。この走査光学装置は、複数のレーザビームを射出する光源ユニット１，これら各レーザビームを同時に偏向走査するポリゴンミラー部２，このポリゴンミラー部２から偏向走査された各レーザビームを像面に収束させるｆθレンズ群３，及び折り返しミラー群４を、備えている。
【００１６】
また、走査光学装置の底部に、図示せぬ筐体の上部に水平に固定されたベースプレート６を、備えている。ベースプレート６は、略矩形板状の形状を有している。このベースプレート６の上側には、光源ユニット１，ポリゴンミラー部２，ｆθレンズ群３，及び折り返しミラー群４が配置されている。また、このベースプレート６の下側には、感光ドラム５が配置されている。
【００１７】
光源ユニット１は、４本のレーザビームＬ１〜Ｌ４を夫々射出する光源部１１，該光源部１１から射出された各レーザビームＬ１〜Ｌ４の光路を後述の如く切り替える光路切替部１２，及び，該光路切替部１２から射出された各レーザビームを夫々収束させるシリンダレンズ１３を、有する。該シリンダレンズ１３は、ベースプレート６に垂直な方向に４つ並んで設けられており、平行光として入射した各レーザビームを、夫々、ベースプレート６に垂直な方向（副走査方向に相当する方向）にのみ収束させる。
【００１８】
以下、光源ユニット１における光源部１１及び光路切替部１２の構成につき、さらに説明する。図３は、光源部１１及び光路切替部１２の平面図である。この図３に示されるように、光源部１１及び光路切替部１２は、基台Ｂ上に配置されている。なお、この基台Ｂは、ベースプレート６上に固定されている。
【００１９】
光源部１１は、光源としての半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ４，これら各半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ４を固定する縦壁１１１，コリメータ部Ｃ１〜Ｃ４，調整部Ｗ１〜Ｗ４，並びに，これら各コリメータ部Ｃ１〜Ｃ４及び各調整部Ｗ１〜Ｗ４を保持する保持部１１２を、有する。
【００２０】
縦壁１１１は、ベースプレート６に対して略垂直に配置されており、第１の半導体レーザＬＤ１乃至第４の半導体レーザＬＤ４を、夫々固定している。なお、第１の半導体レーザＬＤ１乃至第４の半導体レーザＬＤ４は、第１のレーザビームＬ１乃至第４のレーザビームＬ４を夫々射出する。
【００２１】
なお、各半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ４は、平面から見た場合、第１のレーザビームＬ１のビーム軸及び第４のレーザビームＬ４のビーム軸が一致するように、配置されている。さらに、各半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ４は、平面から見た場合、これら各レーザビームＬ１，Ｌ４のビーム軸に対して、第２のレーザビームＬ２のビーム軸と第３のレーザビームＬ３のビーム軸とが互いに反対側に所定の間隔をとるように、配置されている。
【００２２】
また、第１の半導体レーザＬＤ１乃至第４の半導体レーザＬＤ４は、その高さ方向に関して、ベースプレート６に近接した側から離反する側へ順に等間隔で配置されている（図５，図６参照）。なお、各半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ４は、各レーザビームＬ１〜Ｌ４のビーム軸が夫々ベースプレート６に対して平行になるように、配置されている。
【００２３】
保持部１１２は、所定の厚みを持った４つの平板状のブロックを有する。これら各ブロックは、各半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ４に対応させてベースプレート６に垂直な方向に関して所定の間隔をあけて配置されている。なお、各半導体レーザＬＤ１，ＬＤ４に夫々対応した各ブロックは、互いにその平面視における位置を一致させた状態で配置されている。そして、各ブロックの上側には、各レーザビームＬ１〜Ｌ４のビーム軸方向に沿って夫々形成された断面略Ｖ字状の保持溝を、有する。
【００２４】
第１のコリメータ部Ｃ１乃至第４のコリメータ部Ｃ４は、夫々、円筒状の鏡筒及び該鏡筒内に固定されたコリメータレンズによりなる。第１の調整部Ｗ１乃至第４の調整部Ｗ４は、夫々、円筒状の鏡筒及び該鏡筒内に固定された楔プリズムによりなる。
【００２５】
そして、保持部１１２の各保持溝には、夫々、コリメータ部Ｃ１〜Ｃ４と調整部Ｗ１〜Ｗ４とが載置されている。なお、これらコリメータ部Ｃ１〜Ｃ４及び調整部Ｗ１〜Ｗ４は、夫々、図示せぬ板バネによって各保持溝に対して押し付けられて固定されている。
【００２６】
この状態において、第１のコリメータ部Ｃ１のコリメータレンズの光軸，及び第１の調整部Ｗ１の鏡筒の中心軸は、レーザビームＬ１のビーム軸と一致している。また、第２のコリメータ部Ｃ２のコリメータレンズの光軸，及び第２の調整部Ｗ２の鏡筒の中心軸は、レーザビームＬ２のビーム軸と一致している。また、第３のコリメータ部Ｃ３のコリメータレンズの光軸，及び第３の調整部Ｗ３の鏡筒の中心軸は、レーザビームＬ３のビーム軸と一致している。また、第４のコリメータ部Ｃ４のコリメータレンズの光軸，及び第４の調整部Ｗ４の鏡筒の中心軸は、レーザビームＬ４のビーム軸と一致している。
【００２７】
各半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ４から射出されたレーザビームＬ１〜Ｌ４は、夫々、各コリメータ部Ｃ１〜Ｃ４のコリメータレンズにより平行光に変換されて、各調整部Ｗ１〜Ｗ４の楔プリズムを透過する。なお、作業者は、各コリメータ部Ｃ１〜Ｃ４をそのコリメータレンズの光軸方向に変位させることにより、後述の如く各感光ドラム５１〜５４上にレーザビームを結像させるように、ピント調整することができる。また、作業者は、各調整部Ｗ１〜Ｗ４をその鏡筒の中心軸を中心として夫々回転変位させることにより、後述の如く各感光ドラム５１〜５４上に形成される各レーザビームＬ１〜Ｌ４のスポット位置を、調整することができる。
【００２８】
図４は、光源部１１において上記のように配置された各半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ４，各コリメータ部Ｃ１〜Ｃ４，及び各調整部Ｗ１〜Ｗ４を平面から見た状態を模式的に示す説明図である。また、図５は、図４を矢印Ｖ方向に見た図であり、図６は、図５を矢印ＶＩ方向に見た図である。これらの図を参照して、光源部１１の構成をさらに説明する。
【００２９】
半導体レーザＬＤ１及びコリメータ部Ｃ１は、夫々、半導体レーザＬＤ４及びコリメータ部Ｃ４の直下に配置されているために、図４には示されていない。なお、平面から見た場合、半導体レーザＬＤ４は、両半導体レーザＬＤ３，ＬＤ２の中間に配置されている。同様に、コリメータ部Ｃ４は、両コリメータ部Ｃ３，Ｃ２の中間に配置されている。また、調整部Ｗ４は、両調整部Ｗ３，Ｗ２の中間に配置されている。そして、このような平面視において、調整部Ｗ１は、調整部Ｗ４よりも後側（図４における左側）に配置されている。
【００３０】
また、図５に示されるように、各調整部Ｗ１〜Ｗ４から射出された各レーザビームＬ１〜Ｌ４のビーム軸は、その高さ方向に関し、図５の下から上へ順に、相隣接する各レーザビームＬ１〜Ｌ４のビーム軸同士が間隔ｄをあけるように、並ぶことになる。なお、これら各レーザビームＬ１〜Ｌ４のビーム軸は、平面視においては完全に平行になっているが、側面視においては互いに平行となる状態から僅かに傾いた状態になっている。
【００３１】
次に、光路切替部１２について説明する。図３に示されるように、この光路切替部１２は、細長い矩形板状のステージ１２１，該ステージ１２１上に夫々固定されたカラー描画用のプリズムＴ及びモノクロ描画用のプリズムＭ，ウォーム１２２及びウォーム歯車１２３，並びに，回転軸１２４及びその一対の軸受１２５，１２６を、有する。なお、カラー描画用のプリズムＴは第１のプリズムに相当し、モノクロ描画用のプリズムＭは第２のプリズムに相当する。
【００３２】
また、光源ユニット１のベースＢには、その光源部１１の光路上後方の位置に、該光源部１１から射出された各レーザビームＬ１〜Ｌ４に対して垂直なガイド溝Ｇが開けられている。そして、ステージ１２１は、その表面をベースプレート６及びベースＢの表面に平行かつその長手方向をガイド溝Ｇの方向と平行に向けて、ガイド溝Ｇに対してスライド可能に係合されている。例えば、このステージ１２１は、その下部に形成された蟻ほぞを、ガイド溝Ｇに形成された蟻溝に対してスライド可能に嵌合させることにより、係合されていてもよい。
【００３３】
さらに、このステージ１２１は、その長手方向に対して垂直にその側面から突出した突出板Ｐを有している。この突出板Ｐは、ステージ１２１の長手方向に平行な方向に形成されたネジ孔を有する。回転軸１２４は、その表面に切られたオネジを突出板Ｐのネジ孔に螺合させた状態で、その両端が夫々両軸受１２５，１２６に回転可能に軸支されている。
【００３４】
また、回転軸１２４における第２の軸受１２６に近接した側の端部近傍には、ウォーム歯車１２３が取り付けられている。このウォーム歯車１２３は、ウォーム１２２に噛合している。そして、このウォーム１２２は、図示せぬモータに連結されており、該モータに回転駆動されることにより、ウォーム歯車１２３を回転させる。このウォーム歯車１２３が回転すると回転軸１２４も回転し、ステージ１２１はガイド溝Ｇに沿ってスライドする。これらステージ１２１，ウォーム１２２，ウォーム歯車１２３，回転軸１２４，及び両軸受１２５，１２６は、切替機構に相当する。
【００３５】
なお、図３において、ステージ１２１は、その突出板Ｐを第１の軸受１２５に近接させた位置をとっている。この状態において、光源部１１から射出された各レーザビームＬ１〜Ｌ４は、モノクロ描画用のプリズムＭに入射する。この図３に示された状態におけるステージ１２１の位置を、モノクロ描画位置という。走査式描画装置がいわゆるマルチビーム方式によるモノクロ描画を行う場合、ステージ１２１は、このモノクロ描画位置に配置される。
【００３６】
また、ステージ１２１は、図示せぬモータがウォーム１２２を回転駆動することにより、その突出板Ｐを第２の軸受１２６に近接させた位置をとることができる。図７は、ステージ１２１がこのように配置された状態における光源部１１及び光路切替部１２の平面図である。即ち、この図７に示された状態において、光源部１１から射出された各レーザビームＬ２，Ｌ３は、カラー描画用のプリズムＴに入射する。また、光源部１１から射出された各レーザビームＬ１，Ｌ４は、カラー描画用プリズムＴの近傍を通過する。なお、この状態におけるステージ１２１の位置を、カラー描画位置という。走査式描画装置がいわゆるタンデム方式によるカラー描画を行う場合、ステージ１２１は、このカラー描画位置に配置される。
【００３７】
なお、突出板Ｐには、原点ドグＪが取り付けられている。そして、基台Ｂに固定された原点センサＥは、この原点ドグＪの位置を検出する。即ち、原点センサＥは、ステージ１２１がモノクロ描画位置に移動しているか又はカラー描画位置に移動しているかを、検出することができる。
【００３８】
図８は、光路切替部１２におけるカラー描画用のプリズムＴを示す平面図である。また、図９は、図８をＩＸ方向に見た図である。これらの図に示されるように、カラー描画用のプリズムＴは、第１プリズムＴａ及び第２プリズムＴｂによりなる。
【００３９】
第１プリズムＴａは、その表面及び底面が細長い平行四辺形であり、その４つの側面は、これら表面及び底面に対して夫々垂直になっている。従って、この第１プリズムＴａは、図８に示されるように、平面視において細長い平行四辺形状になっている。そして、この第１プリズムＴａは、その表面の平行四辺形の各短辺に接した一対の側面が、第１の反射面Ｔａ１及び第２の反射面Ｔａ２になっている。
【００４０】
第１反射面Ｔａ１は、光源部１１側（図８の右側）の側面に対して４５°傾いている。そして、第１プリズムＴａは、ステージ１２１がそのカラー描画位置に配置された場合に、その第１反射面Ｔａ１の中央に第２のレーザビームＬ２のビーム軸が一致するように、ステージ１２１に対して固定されている。この場合、レーザビームＬ２のビーム軸は、第１反射面Ｔａ１によりベースプレート６に平行な平面内で９０°折り曲げられて図８における上方へ向い、第２反射面Ｔａ２の中央に達する。さらに、このレーザビームＬ２のビーム軸は、第２反射面Ｔａ２によりベースプレート６に平行な平面内で９０°折り曲げられて図８における左方へ向い当該第１プリズムＴａ外へ出る。
【００４１】
第２プリズムＴｂは、第１プリズムＴａと同形状であるが、その表裏を反転させた状態で、第１プリズムＴａの上方に配置されている。なお、この第２プリズムＴｂは、平面視において、その平行四辺形状の表面の各長辺が、第１プリズムＴａの表面の各長辺を夫々延長した直線上に位置するように、かつ、両短辺の一方が第１プリズムＴａの表面における短辺の１つ（Ｔａ２に相当）に互いの中点において交差するように、配置されている。なお、この第２プリズムＴｂにおける一対の反射面Ｔｂ１，Ｔｂ２のうち、平面視において、第１プリズムＴａの第２反射面Ｔａ２と交差している方が第２反射面Ｔｂ２であり、第１プリズムから離反した側に配置されているほうが第１反射面Ｔｂ１である。
【００４２】
そして、この第２プリズムＴｂは、ステージ１２１がそのカラー描画位置に配置された場合に、その第１反射面Ｔｂ１の中央に第３のレーザビームＬ３のビーム軸が一致するように、ステージ１２１に対して固定されている。この場合、レーザビームＬ３のビーム軸は、第１反射面Ｔｂ１によりベースプレート６に平行な平面内で９０°折り曲げられて図８における下方へ向い、第２反射面Ｔｂ２の中央に達する。さらに、このレーザビームＬ３のビーム軸は、第２反射面Ｔｂ２によりベースプレート６に平行な平面内で９０°折り曲げられて図８における左方へ向い当該第２プリズムＴｂ外へ出る。
【００４３】
レーザビームＬ１は、このプリズムＴの下方を通過し、レーザビームＬ４は、このプリズムＴの上方を通過する。なお、レーザビームＬ１のビーム軸，及びレーザビームＬ４のビーム軸は、平面視において、第１プリズムＴａの第２反射面Ｔａ２と第２プリズムＴｂの第２反射面Ｔｂ２とが交差する点を、ともに通っている。さらに、第１のプリズムＴａの第２反射面Ｔａ２に反射されたレーザビームＬ２のビーム軸，及び第２のプリズムＴｂの第２反射面Ｔｂ２に反射されたレーザビームＬ３のビーム軸も、平面視において、各レーザビームＬ１，Ｌ４のビーム軸に一致している。
【００４４】
このように、各レーザビームＬ１〜Ｌ４のビーム軸は、プリズムＴの直後において、その平面視における位置を一致させるとともに、ベースプレート６に垂直な方向に関して等間隔に並んでいる。即ち、各レーザビームＬ１〜Ｌ４のビーム軸は、ベースプレート６に垂直な平面内において、その相隣接するもの同士の間隔がｄになるように等間隔に並んでいる。
【００４５】
図１０は、光路切替部１２におけるモノクロ描画用のプリズムＭを示す平面図であり、図１１は、図１０をＸＩ方向に見た図である。また、図１２は、このモノクロ描画用のプリズムＭの斜視図である。これらの図に示されるように、モノクロ描画用のプリズムＭは、第１部分Ｍａ，第２部分Ｍｂ，及び第３部分Ｍｃによりなり、ステージ１２１に対して固定されている。なお、ここでは説明の都合上、プリズムＭを第１部分Ｍａ，第２部分Ｍｂ，及び第３部分Ｍｃに分けたが、実際にはこのプリズムＭは一体成形されることとしてもよい。また、このプリズムＭは、第１部分Ｍａ，第２部分Ｍｂ，及び第３部分Ｍｃという分け方以外の分け方による各部分が互いに貼り合わされることにより、構成されていてもよい。
【００４６】
なお、プリズムＭは、図１１における上下方向をベースプレート６に垂直に向けて配置される。また、プリズムＭは、図１０及び図１１における右側が各レーザビームＬ１〜Ｌ４の光路上前側に相当し、図１０及び図１１における左側が各レーザビームＬ１〜Ｌ４の光路上後側に相当する。ここで、上下方向を図１１における上下方向とし、前後方向を図１０及び図１１における左右方向とする。但し、図１０又は図１１内において当該の図中のみにおける上下左右方向について言及する場合には、その都度明記する。
【００４７】
第１部分Ｍａは、直角柱の両端部が夫々その中心軸に対して４５度をなす１対の互いに平行な平面により切り落とされたのと同等の形状を有する。即ち、第１部分は、１対の互いに平行な平行四辺形状の側面，及び１対の互いに平行な長方形状の側面によりなる４側面と、１対の互いに平行な長方形状の端面である反射面Ｍ１，Ｍ２とを、有する。そして、この第１部分Ｍａは、その４側面のうちの平行四辺形状の両側面を両レーザビームＬ１，Ｌ４のビーム軸を含む平面に対して平行に向けるとともに、長方形状の両側面を各レーザビームＬ１〜Ｌ４のビーム軸に対して垂直に向けて、配置されている。なお、反射面Ｍ１と反射面Ｍ２とは、上下方向に関して略３×ｄだけずれた位置に配置されている。
【００４８】
第２部分Ｍｂは、細長い直角柱の両端部が夫々斜めに切り落とされたのと同等の形状を有する。この第２部分Ｍｂは、その４側面の内の１側面における中央部分が第１部分Ｍａの後側の面に接するように、かつ、当該第２部分Ｍｂの長手方向を第１部分Ｍａの長手方向に対して垂直に向けて、配置されている。なお、この第２部分の両端面は、いずれも長方形状であり、夫々第３の反射面Ｍ３（図１０の下側）及び第４の反射面Ｍ４（図１０の上側）になっている。一方の反射面Ｍ３の法線は、各レーザビームＬ１〜Ｌ４のビーム軸に対して夫々垂直であるとともに、当該第２部分Ｍｂの下側の面に対して４５°の角度をなしている。他方の反射面Ｍ４の法線は、当該第２部分Ｍｂの上側及び下側の面に対して夫々平行であるとともに、各レーザビームＬ１〜Ｌ４のビーム軸に対して夫々４５°の角度をなしている。
【００４９】
さらに、第２部分Ｍｂは、その反射面Ｍ３側の端部における下側の面の直下に、この面から突出した形状の突起を有する。この突起は、第２部分Ｍｂの前側の面と連続して同一平面状に形成された正方形状の面と、この正方形状の面の下端に接するとともに当該第２部分Ｍｂの後側の面に接する長方形状の第５の反射面Ｍ５とを、有する。なお、この第５の反射面Ｍ５は、当該第２部分Ｍｂの前側の面に対して４５°の角度をなしている。なお、反射面Ｍ４と反射面Ｍ５とは、上下方向に関して略ｄだけずれた位置に配置されている。
【００５０】
第３部分Ｍｃは、全体として略逆Ｌ字状の外形を有する。即ち、この第３部分Ｍｃは、互いの長手方向を直交させた一対の角柱状部分によりなる。一方の角柱状部分は、その４側面のうちの１つを、第２部分Ｍｂの後側の面における中央部分から第４の反射面Ｍ４側の端部まで当接させるように、配置されている。他方の角柱状部分は、一方の角柱状部分における第２部分Ｍｂの中央近傍側の端部から下方へ突出するように、配置されている。
【００５１】
また、第３部分Ｍｃの一方の角柱状部分における第２部分Ｍｂの反射面Ｍ４に近接した側の端部には、この反射面Ｍ４に直交する長方形状の第６の反射面Ｍ６が、形成されている。さらに、第３部分Ｍｃの両角柱状部分が接合する部分には、第２部分Ｍｂの反射面Ｍ３に平行な第７の反射面Ｍ７が、形成されている。そのうえ、第３部分Ｍｃの他方の角柱状部分の下端部には、第１部分Ｍａの反射面Ｍ１に平行な第８の反射面Ｍ８が、形成されている。なお、反射面Ｍ６及び反射面Ｍ７は、反射面Ｍ８に対し、上下方向に関して略２×ｄだけずれた位置に配置されている。
【００５２】
そして、このプリズムＭは、ステージ１２１がそのモノクロ描画位置に配置された場合に、その反射面Ｍ１の中央及び反射面Ｍ８の中央に第１のレーザビームＬ１のビーム軸が略一致し、その反射面Ｍ５の中央に第２のレーザビームＬ２のビーム軸が略一致し、その反射面Ｍ４の中央及び反射面Ｍ６の中央に第３のレーザビームＬ３のビーム軸が略一致し、かつ、その第２の反射面Ｍ２の中央に第４のレーザビームＬ４のビーム軸が略一致するように、ステージ１２１に対して固定されている。
【００５３】
このようにステージ１２１がそのモノクロ描画位置に配置された状態において、第１のレーザビームＬ１のビーム軸は、反射面Ｍ１からプリズムＭ内に入る。そして、このビーム軸は、一旦外方へ出て、反射面Ｍ８から再びプリズムＭ内に入ったうえで、プリズムＭ外へ出る。
【００５４】
第２のレーザビームＬ２のビーム軸は、プリズムＭ内に入って反射面Ｍ５により図１１の紙面内で９０°上方へ折り曲げられる。反射面Ｍ５により折り曲げられたビーム軸は、反射面Ｍ３に達し、この反射面Ｍ３により図１０及び図１１の両紙面にともに垂直な平面内で図１０における上方へ９０°折り曲げられる。反射面Ｍ３により折り曲げられたビーム軸は、反射面Ｍ４に達し、この反射面Ｍ４によって図１０の紙面内で図１０の左方へ９０°折り曲げられる。反射面Ｍ４により折り曲げられたビーム軸は、反射面Ｍ６に達し、この反射面Ｍ６により図１０の紙面内で図１０の下方へ９０°折り曲げられる。この反射面Ｍ６により折り曲げられたビーム軸は、反射面Ｍ７に達し、図１０及び図１１の両紙面に垂直な平面内でベースプレート６側へ９０°折り曲げられる。反射面Ｍ７により折り曲げられたビーム軸は、反射面Ｍ８に達し、図１１の紙面内で図１１の左方へ９０°折り曲げられる。反射面Ｍ８により折り曲げられたビーム軸は、プリズムＭの外方へ出る。
【００５５】
第３のレーザビームＬ３のビーム軸は、第４の反射面Ｍ４からプリズムＭ内に入って第６の反射面Ｍ６に達する。そして、このビーム軸は、反射面Ｍ６により図１０の紙面内で図１０の下方へ９０°折り曲げられる。反射面Ｍ６により折り曲げられたビーム軸は、反射面Ｍ７に達し、図１０及び図１１の両紙面に垂直な平面内でベースプレート６側へ９０°折り曲げられる。反射面Ｍ７により折り曲げられたビーム軸は、反射面Ｍ８に達し、図１１の紙面内で図１１の左方へ９０°折り曲げられる。反射面Ｍ８により折り曲げられたビーム軸は、プリズムＭの外方へ出る。
【００５６】
第４のレーザビームＬ４のビーム軸は、プリズムＭ内に入って反射面Ｍ２により図１１の紙面内で図１１の下方へ９０°折り曲げられる。反射面Ｍ２により折り曲げられたビーム軸は、反射面Ｍ１に達し、図１１の紙面内で図１１の左方へ９０°折り曲げられ、一旦当該プリズムＭの外方へ出る。さらに、このビーム軸は、反射面Ｍ８から再びプリズムＭ内に入ったうえで、プリズムＭ外へ出る。
【００５７】
このように、第１のレーザビームＬ１のビーム軸は、プリズムＭにより折り曲げられることなく、このプリズムＭを透過する。そして、他の各レーザビームＬ２〜Ｌ４のビーム軸は、プリズムＭにおいて夫々折り曲げられて、第１のレーザビームＬ１のビーム軸に略一致した状態で、プリズムＭの外方へ出る。即ち、プリズムＭの光路上後側において、各レーザビームＬ１〜Ｌ４のビーム軸は、略一致している。
【００５８】
但し、これら各レーザビームＬ１〜Ｌ４のビーム軸は、平面視においては完全に一致しているが、側面視においては厳密に一致しているわけではない。即ち、これら各レーザビームＬ１〜Ｌ４のビーム軸は、ベースプレート６に垂直な平面内において下方から上方へ向けて順に、相隣接するビーム軸同士の間隙が均等となるように、略平行に密集して並んでいる。なお、各ビーム軸は、側面視において、互いに平行な状態から僅かに傾いた状態になっている。
【００５９】
次に、上記光源ユニット１よりも光路上後側に配置されたポリゴンミラー部２，ｆθレンズ群３，折り返しミラー群４，及び感光ドラム５について、説明する。なお、図１及び図２に示された各レーザビームＬ１〜Ｌ４の光路は、光路切替部１２におけるステージ１２１がカラー描画位置に配置された場合のものである。
【００６０】
ポリゴンミラー部２は、ポリゴンミラー２１，及び，図示せぬポリゴンモータを、有する。ポリゴンミラー２１は、略正六角柱状の形状を有し、その各側面が夫々反射面として形成されている。このポリゴンミラー２１は、その中心軸をベースプレート６に対して垂直に向けるとともに、該中心軸を中心として回転可能に軸支されている。なお、ポリゴンミラー２１は、ベースプレート６における矢印ｘ（図１及び図２）の向きと逆向き側の端辺に近接するとともにこのベースプレート６から所定の高さの位置に、配置されている。そして、このポリゴンミラー２１は、ポリゴンモータにより駆動されて図１における反時計方向に回転する。
【００６１】
なお、光源ユニット１のシリンダレンズ１３から射出された各レーザビームは、夫々、ベースプレート６に垂直な方向に関してのみ収束されて、このポリゴンミラー２１の各反射面近傍においてベースプレート６に水平な線分状に結像する。このポリゴンミラー２１が回転している状態において、その各反射面によりともに反射された４本のレーザビームＬ１〜Ｌ４は、夫々、図１における矢印ｙ方向（主走査方向）に走査される。
【００６２】
ｆθレンズ群３は、ポリゴンミラー２１により反射された各レーザビームＬ１〜Ｌ４の光路上順に配置された第１レンズ３１及び第２レンズ３２，並びに，該第２レンズ３２から射出された各レーザビームＬ１〜Ｌ４毎に対応させて設けられた第３レンズ３３１〜３３４によりなる。なお、第１レンズ３１は、当該ｆθレンズ群３の収差を補正するためのレンズである。また、第２レンズ３２は、主に主走査方向（図１のｙ方向）にパワーを有している。
【００６３】
各第３レンズ３３１〜３３４は、長尺状の保持部材Ｆ１〜Ｆ４内に夫々固定されている。これら各保持部材Ｆ１〜Ｆ４は、その長手方向を図１におけるｙ方向に向けるとともに、ポリゴンミラー２１から離反した側から近接する側へ順に配置されている。なお、各保持部材Ｆ１〜Ｆ４は、その上部及び下部が開口している。また、ベースプレート６における各保持部材Ｆ１〜Ｆ４の下部開口に対応した位置には、夫々、スリットＳ１〜Ｓ４が形成されている。なお、これら各第３レンズ３３１〜３３４は、主に、図２のｘ方向（副走査方向）にパワーを有している。
【００６４】
折り返しミラー群４は、ｆθレンズ群３の第２レンズ３２から射出された各レーザビームＬ１〜Ｌ４の光路上に夫々設けられた第１系統乃至第４系統に分類される。なお、ここでの各レーザビームＬ１〜Ｌ４の光路は、光学ユニット１の光路切替部１２におけるステージ１２１がそのカラー描画位置に配置されている場合のものである。
【００６５】
この折り返しミラー群４における第１系統は、ミラー４１１によりなり、第２系統は、ミラー４２１及びミラー４２２によりなる。また、第３系統は、ミラー４３１乃至ミラー４３３によりなり、第４系統は、ミラー４４１乃至ミラー４４３によりなる。そして、ｆθレンズ群３の第２レンズ３２から射出された各レーザビームＬ１〜Ｌ４のうち、レーザビームＬ１は、ミラー４１１により第３レンズ３３１へ導かれる。また、レーザビームＬ２は、各ミラー４２１，４２２により第３レンズ３３２へ導かれ、レーザビームＬ３は、各ミラー４３１〜４３３により第３レンズ３３３へ導かれ、レーザビームＬ４は、各ミラー４４１〜４４３により第３レンズ３３４へ導かれる。
【００６６】
そして、折り返しミラー群４により導かれた各レーザビームＬ１〜Ｌ４は、夫々、各保持部材Ｆ１〜Ｆ４の上部開口から入射して各第３レンズ３３１〜３３４を透過し、各保持部材Ｆ１〜Ｆ４の下部開口を経てベースプレート６の各スリットＳ１〜Ｓ４からこのベースプレート６の下方へ射出される。なお、これらｆθレンズ群３及び折り返しミラー群４は、走査光学系に相当する。
【００６７】
４つの感光ドラム５（５１〜５４）における円筒面状の表面部分には、感光体層が形成されている。これら各感光ドラム５１〜５４は、ベースプレート６の各スリットＳ１〜Ｓ４の下方に、夫々配置されている。即ち、各感光ドラム５１〜５４は、夫々、その中心軸を各スリットＳ１〜Ｓ４の長手方向に対して平行に向けて、該中心軸において回転可能に軸支されている。
【００６８】
また、感光体部５は、その各感光ドラム５１〜５４に連結された図示せぬ駆動機構を、有する。この駆動機構は、各感光ドラム５１〜５４を個別に駆動して、その中心軸を中心として回転させることができる。さらに、感光体部５は、その各感光ドラム５１〜５４毎に配置された図示せぬトナー供給部及び定着部を、有する。なお、感光ドラム５１乃至感光ドラム５４には、夫々、ブラック，イエロー，シアン，マゼンダのトナーが夫々供給される。
【００６９】
ポリゴンミラー２１により反射された各レーザビームＬ１〜Ｌ４は、ともに、図１のｙ方向に走査されて、ｆθレンズ群３の第１レンズ３１及び第２レンズ３２を透過する。この第２レンズ３２を透過した各レーザビームＬ１〜Ｌ４は、折り返しミラー群４により、各レーザビームＬ１〜Ｌ４毎に分けられて、夫々ｆθレンズ群３の各第３レンズ３３１〜３３４へ入射する。これら各第３レンズ３３１〜３３４から射出されたレーザビームは、夫々、各感光ドラム５１〜５４上においてスポットを形成するとともに、これら各感光ドラム５１〜５４の中心軸に平行な走査線を形成する。
【００７０】
また、走査光学装置は、描画開始位置検出用の検出部７を備えている。この検出部７は、分離ミラー７１，集光レンズ７２，及びビームディテクタ７３を、有する。
【００７１】
分離ミラー７１は、ｆθレンズ群３の第２レンズ３２及び折り返しミラー群４のミラー４１１間のレーザビームＬ１の光路上において、感光ドラム５１上における走査範囲に相当する領域から、図１のｙ方向における矢印の向きへ外れた位置に配置されている。そして、ポリゴンミラー２１が図１における反時計方向に回転することにより、このポリゴンミラー２１により反射されたレーザビームＬ１は、図１のｙ方向における矢印と逆の向きへ走査されてゆく。従って、ポリゴンミラー２１の各反射面がレーザビームＬ１の走査を開始した直後に、このレーザビームＬ１は分離ミラー７１により反射される。
【００７２】
集光レンズ７２は、シリンダレンズであり、その湾曲の母線をベースプレート６に平行に向けた状態で、分離ミラー７１により反射されたレーザビームの光路上に配置されている。ｆθレンズ群３の第１レンズ３１及び第２レンズ３２を透過したレーザビームは、そのビーム軸に直交するとともにベースプレート６に水平な方向（主走査方向）にのみ収束されるが、ベースプレート６に垂直な方向（副走査方向）には発散しながら、集光レンズ７２に入射する。この集光レンズ７２は、入射したレーザビームをその副走査方向に収束させる。ビームディテクタ７３は、集光レンズ７２から射出された収束光の結像位置近傍に配置されており、この収束光を検出する。
【００７３】
次に、走査光学装置の制御系について説明する。図１３は、走査光学装置の制御系を模式的に示すブロック図である。この図１３に示されるように、走査光学装置は、装置の各部を制御する制御部８を有する。この制御部８は、以下に示すように、光源ユニット１の光源部１１及び光路切替部１２，ポリゴンミラー部２，感光体部５，並びに検出部７に、夫々接続されている。
【００７４】
即ち、制御部８は、図示せぬＬＤ駆動回路を介して光源部１１における各半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ４に夫々接続されており、図示せぬ上位装置から描画データを取得するとともに、この描画データに従って各半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ４をＯＮ／ＯＦＦ制御する。
【００７５】
また、制御部８は、図示せぬモータ駆動回路を介して光路切替部１２における図示せぬモータに接続されている。そして、制御部８は、このモータを回転させることにより、ウォーム１２２及びウォーム歯車１２３を夫々回転させ、ステージ１２１をガイド溝Ｇに沿ってスライドさせる。即ち、制御部８は、ステージ１２１をそのカラー描画位置又はモノクロ描画位置のいずれかに配置させる。なお、ステージ１２１がカラー描画位置に配置された場合の光路切替部１２の状態は、第１の状態に相当し、ステージ１２１がモノクロ描画位置に配置された場合の光路切替部１２の状態は、第２の状態に相当する。
【００７６】
そして、制御部８が、ステージ１２１をカラー描画位置に配置させると、各レーザビームＬ１〜Ｌ４は、図１及び図２に示された光路上を進行し、夫々、各感光ドラム５１〜５４上にスポットを形成する。
【００７７】
しかし、制御部８が、ステージ１２１をそのモノクロ描画位置に配置させると、全てのレーザビームＬ１〜Ｌ４は、図１及び図２においてレーザビームＬ１として示される光路と略同じ光路を進み、第１の感光ドラム５１上に相近接した４つのスポットを形成する。なお、各レーザビームＬ１〜Ｌ４のビーム軸は、副走査方向に関してのみ互いに僅かに傾けられているので、これら各スポットは、感光ドラム５１表面上において副走査方向に等間隔で並ぶことになる。ここでの主走査方向とは、感光ドラム５１表面上における走査線の方向のことであり、副走査方向とは、感光ドラム５１表面上において走査線に直交する方向のことである。
【００７８】
さらに、制御部８は、ポリゴンミラー部２における図示せぬポリゴンモータに接続され、このポリゴンモータを回転駆動することにより、ポリゴンミラー２１を図１における反時計方向に等速回転させる。また、制御部８は、感光体部５における図示せぬ駆動機構に接続され、各感光ドラム５１を夫々回転させる。さらに、制御部８は、検出部７におけるビームディテクタ７３に接続されており、このビームディテクタ７３からの出力信号を受信することにより、ポリゴンミラー２１の各反射面毎になされる走査の開始を、認識することができる。
【００７９】
上記のように構成された走査光学装置の作用について、以下説明する。まず、制御部８は、図示せぬ上位装置から描画データを取得する。そして、制御部８は、この描画データがカラー印刷を指定するものかモノクロ印刷を指定するものか、判別する。
【００８０】
描画データがカラー印刷を指定するものである場合、制御部８は、光路切替部１２のステージ１２１をカラー描画位置に配置させる。また、制御部８は、ポリゴンミラー部２のポリゴンミラー２１を等速回転させるとともに、感光体部５の各感光ドラム５１〜５４を夫々等速回転させる。そして、制御部８は、取得した描画データに従って光源部１１の各半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ４を個別にＯＮ／ＯＦＦ制御する。すると、各半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ４は、夫々、対応する各色成分毎に変調されたレーザビームＬ１〜Ｌ４を発する。これら各レーザビームＬ１〜Ｌ４は、夫々、各コリメータ部Ｃ１〜Ｃ４によって平行光に変換され、各調整部Ｗ１〜Ｗ４によってそのビーム軸の方向が調整されて、当該光源部１１から射出される。
【００８１】
光源部１１から射出された各レーザビームＬ１〜Ｌ４は、夫々、光路切替部１２へ向う。光路切替部１２のステージ１２１は、そのカラー描画位置に配置されているので、各レーザビームＬ１〜Ｌ４の光路上には、カラー描画用のプリズムＴが配置されている。
【００８２】
このため、レーザビームＬ２は、このプリズムＴの第１プリズムＴａに入射し、その第１反射面Ｔａ１及び第２反射面Ｔａ２により順次反射されて、当該第１プリズムＴａから射出される。また、レーザビームＬ３は、このプリズムＴの第２プリズムＴｂに入射し、その第１反射面Ｔｂ１及び第２反射面Ｔｂ２により順次反射されて、当該第２プリズムＴｂから射出される。一方、両レーザビームＬ１，Ｌ４は、このプリズムＴ近傍を通過する。これら各レーザビームＬ１〜Ｌ４は、平面視においてその各ビーム軸を一致させるとともに、ベースプレート６に垂直な方向に関して相隣接する各ビーム軸同士の間隔をｄとして、光路切替部１２から射出される。
【００８３】
この光路切替部１２から射出された各レーザビームＬ１〜Ｌ４は、夫々シリンダレンズ１３に入射する。シリンダレンズ１３は、平行光として入射した各レーザビームＬ１〜Ｌ４を、副走査方向においてのみ収束させる。このシリンダレンズ１３から射出された各レーザビームＬ１〜Ｌ４は、ポリゴンミラー２１の反射面近傍において、夫々線分状に一旦結像する。
【００８４】
そして、ポリゴンミラー２１の反射面によりともに反射された各レーザビームＬ１〜Ｌ４は、夫々、副走査方向に関して発散しながらｆθレンズ群３に入射する。このｆθレンズ群３における第１レンズ３１及び第２レンズ３２を透過した各レーザビームＬ１〜Ｌ４は、夫々、主にその主走査方向にのみ収束された状態で射出される。
【００８５】
第２レンズ３２から射出されたレーザビームＬ１は、ポリゴンミラー２１の回転に従って、図１のｙ方向における矢印と逆の向きへ走査されてゆく。従って、ポリゴンミラー２１の各反射面がレーザビームＬ１〜Ｌ４の走査を開始した直後に、レーザビームＬ１は分離ミラー７１により反射され、集光レンズ７２により収束されて、ビームディテクタ７３により検出される。ビームディテクタ７３は、検出された収束光を電気信号に変換して制御部８へ送信する。
【００８６】
第２レンズ３２から射出されたレーザビームＬ１は、ポリゴンミラー２１の反射面による走査開始直後に、このように分離ミラー７１により反射されるが、その後に所定の走査範囲内を走査されている間は、ミラー４１１へ向う。このミラー４１１は、レーザビームＬ１を、第３レンズ３３１へ向けて反射させる。そして、第３レンズ３３１に入射したレーザビームＬ１は、主に副走査方向に収束されて感光ドラム５１へ向う。このレーザビームＬ１は、第２レンズ３２によりその主走査方向に関して収束されており、さらに、第３レンズ３３１によりその副走査方向に関して収束される。即ち、第３レンズ３３１から射出されたレーザビームは、主走査方向及び副走査方向に関してともに収束され、感光ドラム５１上にスポットを形成する。このスポットは、ポリゴンミラー２１の回転に従って移動してゆき、感光ドラム５１上に走査線を形成する。
【００８７】
同様に、第２レンズ３２から射出されたレーザビームＬ２は、各ミラー４２１，４２２により順次反射され、第３レンズ３３２に向う。そして、レーザビームＬ２は、第３レンズ３３２によりその副走査方向に関して収束され、感光ドラム５２上にスポットを形成する。このスポットは、感光ドラム５２上において、感光ドラム５１上のレーザビームＬ１によるスポットと同期して移動し、当該感光ドラム５２上に走査線を形成する。
【００８８】
また、第２レンズ３２から射出されたレーザビームＬ３は、各ミラー４３１〜４３３により順次反射され、第３レンズ３３３に向う。そして、レーザビームＬ３は、第３レンズ３３３によりその副走査方向に関して収束され、感光ドラム５３上にスポットを形成する。このスポットは、感光ドラム５３上において、感光ドラム５１上のレーザビームＬ１によるスポットと同期して移動し、当該感光ドラム５３上に走査線を形成する。
【００８９】
さらに、第２レンズ３２から射出されたレーザビームＬ４は、各ミラー４４１〜４４３により順次反射され、第３レンズ３３４に向う。そして、レーザビームＬ４は、第３レンズ３３４によりその副走査方向に関して収束され、感光ドラム５４上にスポットを形成する。このスポットは、感光ドラム５４上において、感光ドラム５１上のレーザビームＬ１によるスポットと同期して移動し、当該感光ドラム５４上に走査線を形成する。
【００９０】
ここで、各感光ドラム５１〜５４は、夫々等速回転している。従って、各感光ドラム５１〜５４上には、夫々対応する各色成分毎に潜像が形成される。そして、各感光ドラム５１〜５４には、その各色成分に対応したトナーが供給される。この状態で、図示せぬ搬送装置は、印刷対象の用紙を搬送する。搬送された用紙には、各感光ドラム５１〜５４において、その表面上に形成された各色成分毎のトナーによる像が順次転写される。さらに、各色成分毎の像が転写された用紙は、図示せぬ定着部において熱定着処理されることにより、カラー印刷が完了する。カラー印刷された用紙は、図示せぬ排出部へ排出される。
【００９１】
一方、制御部８は、図示せぬ上位装置から取得した描画データがモノクロ印刷を指定するものである場合、光路切替部１２のステージ１２１をモノクロ描画位置に配置させる。また、制御部８は、ポリゴンミラー部２のポリゴンミラー２１を等速回転させる。さらに、制御部８は、感光体部５の感光ドラム５１を、上述のカラー描画の場合に比べて約４倍の角速度で等速回転させる。
【００９２】
そして、制御部８は、取得した描画データに従って光源部１１の各半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ４をＯＮ／ＯＦＦ制御する。すると、各半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ４は、夫々、４ライン同時描画のためのマルチビーム用に変調されたレーザビームＬ１〜Ｌ４を発する。即ち、各レーザビームＬ１〜Ｌ４は、感光ドラム５１上における走査線４本分（４ライン）を同時に走査するために変調されている。
【００９３】
これら各レーザビームＬ１〜Ｌ４は、夫々、各コリメータ部Ｃ１〜Ｃ４によって平行光に変換され、各調整部Ｗ１〜Ｗ４によってそのビーム軸の方向が調整されて、当該光源部１１から射出される。
【００９４】
光源部１１から射出された各レーザビームＬ１〜Ｌ４は、夫々、光路切替部１２へ向う。光路切替部１２のステージ１２１は、そのモノクロ描画位置に配置されているので、各レーザビームＬ１〜Ｌ４の光路上には、モノクロ描画用のプリズムＭが配置されている。
【００９５】
このため、レーザビームＬ１は、プリズムＭにおける各反射面Ｍ１，Ｍ８を順次透過して、当該プリズムＭから射出される。レーザビームＬ２は、プリズムＭにおける各反射面Ｍ５，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ６，Ｍ７，Ｍ８により順次反射されて、そのビーム軸をレーザビームＬ１のビーム軸と略一致させて、当該プリズムＭから射出される。レーザビームＬ３は、プリズムＭに対し、その反射面Ｍ４から入射し、各反射面Ｍ６，Ｍ７，Ｍ８により順次反射されて、そのビーム軸をレーザビームＬ２のビーム軸と略一致させて、当該プリズムＭから射出される。レーザビームＬ４は、プリズムＭにおける各反射面Ｍ２，Ｍ１により順次反射され、反射面Ｍ８を透過して、そのビーム軸をレーザビームＬ３のビーム軸と略一致させて、当該プリズムＭから射出される。
【００９６】
即ち、各レーザビームＬ１〜Ｌ４は、そのビーム軸を略一致させて、夫々光路切替部１２から射出され、シリンダレンズ１３に入射する。シリンダレンズ１３は、平行光として入射した各レーザビームＬ１〜Ｌ４を、副走査方向においてのみ収束させる。このシリンダレンズ１３から射出された各レーザビームＬ１〜Ｌ４は、ポリゴンミラー２１の反射面近傍において、夫々線分状に一旦結像する。なお、各レーザビームＬ１〜Ｌ４は、そのビーム軸を略一致させた状態で、図１及び図２においてレーザビームＬ１の光路として示される光路を、夫々進行する。
【００９７】
そして、ポリゴンミラー２１の反射面により反射された各レーザビームＬ１〜Ｌ４は、夫々、副走査方向に関して発散しながらｆθレンズ群３に入射する。このｆθレンズ群３における第１レンズ３１及び第２レンズ３２を透過した各レーザビームＬ１〜Ｌ４は、夫々、主にその主走査方向にのみ収束された状態で射出される。
【００９８】
第２レンズ３２から射出された各レーザビームＬ１〜Ｌ４は、ポリゴンミラー２１の回転に従って、図１のｙ方向における矢印ｙと逆の向きへ走査されてゆく。従って、ポリゴンミラー２１の各反射面が各レーザビームＬ１〜Ｌ４の走査を開始した直後に、各レーザビームＬ１〜Ｌ４は分離ミラー７１により反射され、集光レンズ７２により収束されて、ビームディテクタ７３により検出される。ビームディテクタ７３は、検出された収束光を信号に変換して制御部８へ送信する。
【００９９】
第２レンズから射出された各レーザビームＬ１〜Ｌ４は、ポリゴンミラー２１の各反射面による走査開始直後において、このように分離ミラー７１により反射されるが、その後に所定の走査範囲内を走査されている間は、ミラー４１１へ向う。このミラー４１１は、各レーザビームＬ１〜Ｌ４を、第３レンズ３３１へ向けて夫々反射させる。そして、第３レンズ３３１に入射した各レーザビームＬ１〜Ｌ４は、夫々、主に副走査方向に収束されて感光ドラム５１へ向う。各レーザビームＬ１〜Ｌ４は、第２レンズ３２によりその主走査方向に関して収束されており、さらに、第３レンズ３３１によりその副走査方向に関して収束され、感光ドラム５１上に、夫々スポットを形成する。
【０１００】
これらの各スポットは、感光ドラム５１上において、副走査方向に均等に配列されている。そして、これら各スポットは、ポリゴンミラー２１の回転に従ってともに主走査方向へ移動してゆき、感光ドラム５１上に相近接して平行に並んだ４本の走査線を形成する。
【０１０１】
このため、各レーザビームＬ１〜Ｌ４は、感光ドラム５１上における４ライン分を同時に描画してゆく。なお、感光ドラム５１はカラー印刷時よりも高速に等速回転しているので、その表面上には、速やかにモノクロ印刷用の潜像が形成される。そして、この感光ドラム５１には、ブラックのトナーが供給される。この状態で、図示せぬ搬送装置は、印刷対象の用紙を搬送する。搬送された用紙には、感光ドラム５１において、その表面上に形成されたブラックのトナーによる像が転写される。さらに、像が転写された用紙は、図示せぬ定着部において熱定着処理されることにより、モノクロ印刷が完了する。モノクロ印刷された用紙は、図示せぬ排出部へ排出される。
【０１０２】
このように、制御部８は、モノクロ印刷を指定する描画データを受信した場合、感光ドラム５１上における４ライン分を同時にマルチビーム描画し、この感光ドラム５１上に高速にモノクロ印刷用の画像を形成する。従って、この走査光学装置は、いわゆるタンデム方式によりカラー印刷を高速に実行可能であるだけでなく、いわゆるマルチビーム走査によりモノクロ印刷をより高速に実行することができるのである。
【０１０３】
【発明の効果】
以上のように構成された本発明の走査光学装置によると、各感光体上に各レーザビームを夫々同時に走査させてこれら各感光体上に画像を形成することができるだけでなく、光路切替部によりレーザビームの光路を変更し、ある感光体上において複数ラインを同時描画することができる。複数ラインが同時描画されると、当該感光体上における画像形成が高速化される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態の走査光学装置を示す平面図
【図２】 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図
【図３】 モノクロ描画時の光源部及び光路切替部の平面図
【図４】 半導体レーザ，コリメータ部，及び調整部を平面から見た状態を模式的に示す説明図
【図５】 図４を矢印Ｖ方向に見た図
【図６】 図５を矢印ＶＩ方向に見た図
【図７】 カラー描画時の光源部及び光路切替部の平面図
【図８】 カラー描画用のプリズムを示す平面図
【図９】 図８をＩＸ方向に見た図
【図１０】 モノクロ描画用のプリズムを示す平面図
【図１１】 図１０をＸＩ方向に見た図
【図１２】 モノクロ描画用のプリズムの斜視図
【図１３】 制御系を模式的に示すブロック図
【符号の説明】
１ 光源ユニット
１１ 光源部
１２ 光路切替部
２ ポリゴンミラー部
３ ｆθレンズ群
３１ 第１レンズ
３２ 第２レンズ
３３１〜３３４ 第３レンズ
４ ミラー群
４１１，４２１，４２２，４３１〜４３３，４４１〜４４３ ミラー
５１〜５４ 感光ドラム
８ 制御部
Claims (9)
- 複数のレーザビームを、所定方向に関して等間隔に並ぶように射出する光源部と、
前記光源部から射出された各レーザビームを前記所定方向における複数の空間領域の各々に分離させて導光する第１の状態と、いずれかの空間領域内に密集させて導光する第２の状態とを切り替える光路切替部と、
前記光路切替部によって導光された複数のレーザビームを前記所定方向に直交する方向へ同時に偏向走査する偏向部と、
前記偏向部によって偏向走査された各レーザビームを夫々収束するとともに、そのレーザビームが通る空間領域毎にその光路を分離して、各空間領域に対応した感光体上に導く走査光学系と
を備えたことを特徴とする走査光学装置。 - 前記光路切替部は、前記光源部から射出された複数のレーザビームが入射するとともに前記所定方向において互いに所定の間隔をあけた状態に配列させて射出する第１のプリズムと、前記光源部から射出された複数のレーザビームが入射するとともに前記所定方向において互いに近接して並んだ状態に配列させて射出する第２のプリズムと、その第１の状態において前記第１のプリズムを前記光源部から射出された各レーザビームの光路上に配置し、その第２の状態において前記第２のプリズムを前記光源部から射出された各レーザビームの光路上に配置する切替機構とを有する
ことを特徴とする請求項１記載の走査光学装置。 - 前記走査光学系は、前記光路切替部が第１の状態にある場合に、該光路切替部により導かれて前記偏向部により偏向走査された各レーザビームを、各感光体上に夫々結像させて該感光体上に走査線を形成させ、前記光路切替部が第２の状態にある場合に、該光路切替部により導かれて前記偏向部により偏向走査された各レーザビームを、前記感光体のうちの１つに結像させて該感光体上に互いに近接して並んだ複数の走査線を形成させる走査レンズを有する
ことを特徴とする請求項１又は２記載の走査光学装置。 - 前記走査光学系の走査レンズは、前記偏向部から偏向走査された各レーザビームをともに透過させる前群レンズ，及び，各感光体毎に対応させて配置された複数の後群レンズを有し、
前記走査光学系は、前記光路切替部が第１の状態にある場合に、前記前群レンズから射出された各レーザビームをその前記所定方向における位置に応じた後群レンズへ夫々導くとともに、前記光路切替部が第２の状態にある場合に、前記前群レンズから射出された各レーザビームを各後群レンズのうちの１つへともに導く導光手段を、さらに有する
ことを特徴とする請求項３記載の走査光学装置。 - 前記偏向部は、ポリゴンミラーを有し、
前記走査レンズは、その前群レンズ及び後群レンズによりなるｆθレンズである
ことを特徴とする請求項４記載の走査光学装置。 - 前記導光手段は、複数のミラーによりなるミラー群である
ことを特徴とする請求項４又は５記載の走査光学装置。 - 前記各感光体は、その表面が円筒面と同等の形状を有する感光ドラムであり、カラー画像形成のためのイエロー，マゼンダ，シアン及びブラックの各色成分毎に夫々対応させてその中心軸を中心として回転可能に設けられ、
前記走査光学系は、前記感光ドラムの表面における中心軸と平行な方向に走査線を形成させる
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の走査光学装置。 - 前記光源部は、レーザビームを発する４つの光源を有する
ことを特徴とする請求項７記載の走査光学装置。 - カラー画像形成の際に、前記光路切替手段を第１の状態とし、前記各光源を該光源が発したレーザビームの光路上に配置された各感光ドラムの色成分に対応させて夫々変調し、前記各感光ドラムを夫々同じ速度で回転させ、モノクロ画像形成の際には前記光路切替手段を第２の状態とし、前記各光源を該光源が発したレーザビームの光路上に配置されたある１本の感光ドラム上の近接して並んだ複数の走査線に対応させて夫々変調し、これら各走査線が形成された前記感光ドラムをカラー画像形成の際よりも高速に回転させる制御部を
さらに備えたことを特徴とする請求項８記載の走査光学装置。
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