JP4751741B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の光ビームにてそれぞれ異なる被走査面上を走査する光走査装置を搭載する画像形成装置に関するものである。

近年、レーザプリンタあるいは複写機においてカラー化が急速に進んでいる。このため、これらの機器に用いられる光走査装置にも、複数の感光体に対して一度に複数の走査線を形成することができる構成が求められている。このような要求を満足する構成としては、例えばＣ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー），Ｋ（ブラック）の各色に対応した４つの感光体を並設してなる図１０（ａ）に示すタンデム方式の画像形成装置に用いられる図１０（ｂ）に示すような構成の光走査装置がある。

図１０（ａ）において、４つの光源１ａ〜１ｄから出射する光ビームＬを単一の光偏向器であるポリゴンミラー２に入射させ、各光ビームＬを、カップリングレンズ，シリンドリカルレンズ，走査レンズ，折返しミラーなどからなる光学系３を経て被走査体である各色に対応した４つの感光体ドラム４に光スポットとして集光し、感光面を走査する構成になっている。

図１０（ｂ）は図１０（ａ）における光源１ａ〜１ｄとポリゴンミラー２の周辺を拡大して示した図であって、この光走査装置はポリゴンミラー２の対向する偏向反射面に光ビームが入射する対向走査方式の構成になっている。

前記対向走査方式の光走査装置においては、図１１（ａ）に示すように、各々対応する感光体（被走査面）に向かう光ビームＬを分離するに必要な間隔Ｚを得るために２段化されたポリゴンミラー２を使用している。２段化することなく一段で使用してもよいが、ポリゴンミラー２の副走査方向の厚さが厚くなり、高速化および低コスト化に不向きとなる。

このような対向走査光学系に適した光走査装置の構成例としては、例えば特許文献１に記載された光走査装置および画像形成装置がある。

特許文献１に記載された発明では、副走査方向に複数段に配置され異なる被走査面に向かって光ビームを出射する複数の発光素子と、該複数の発光素子から出射する光ビームをカップリングするための複数のカップリングレンズとを同一の部材で保持することによって低コスト化しているが、前記ポリゴンミラーの問題を解決してはいない。

また、タンデム方式の画像形成装置に適した低コストな走査光学系として、図１１（ｂ）に示すように、光ビームがポリゴンミラーの偏向反射面の法線に対し副走査方向に角度をもって入射する、いわゆる斜入射光学系がある。この斜入射光学系は、図１１（ｂ）から明らかなように、被走査面に向かう光ビームＬを分離するに必要な間隔Ｚを得るために要するポリゴンミラー２の厚さが薄く、この分、コストウェイトの高いポリゴンミラー２の低コスト化を図ることができ、斜入射光学系には低コスト化の余地がある。
特開２００２−９０６７２号公報 特許第３４５０５７９号公報 特開２００５−１４８２８４号公報

しかしながら、斜入射光学系には走査線曲がりが大きいという問題がある。この走査線曲がり発生量は、各光ビームの副走査方向の斜入射角により異なるが、画像形成装置において感光体上に各光ビームで描かれた潜像を、各色のトナーにより重ね合わせて可視化した際に、色ずれとなって現れてしまう。また、斜入射することにより、光ビームが走査レンズにねじれて入射することにより、波面収差も増大し、特に周辺の像高で光学性能が著しく劣化し、光スポット径が太ってしまい、高画質化を妨げる要因となる。このため、射入射角を減少させた光学系であることが望ましい。

斜入射光学系では、光源側から出射した光ビームをポリゴンミラーの回転軸に向けて入射させるために、主走査方向で走査レンズの光軸と重なる位置に光源を配置した場合、走査レンズとの干渉を避けるために斜入射角は増大してしまう。

斜入射角を減少させる方法としては、いくつか方法が考えられるが、ポリゴンミラー前光学系の光路長を増大させると装置が大型化してしまい、市場のニーズとして受け入れがたいものとなってしまう。

射入射光学系をタンデム方式の画像形成装置に用いる場合、ポリゴンミラーの同一面で全ての光ビームを偏向させる片側走査斜入射光学系と、相対する面で半分ずつ偏向させる対向走査斜入射光学系とが考えられる。

対向走査斜入射光学系の例を図１２（ａ）に示す。ポリゴンミラー２の両側から２本ずつ光ビームＬを入射させ、各色に対応する感光体ドラム４に走査光学系３を経て入射させている。この方式では、ポリゴンミラー２の片側では、光ビームＬを２本ずつしか入射させていないため、光学基準面に対して面対称な単一の斜入射角度で入射している。

また、片側走査斜入射光学系の例を図１２（ｂ）に示す。ポリゴンミラー２の一方の面から全ての光ビームＬを入射させる。このため光源部は集中させて一箇所設ければよい。そして、ポリゴンミラーに最も近い走査レンズＬ１を全ての光ビームＬで共用させることが可能となるため、大幅な部品点数の低減が可能である。

片側走査斜入射光学系では４本の光ビームＬをポリゴンミラー２の同一面に入射させる必要がある。４本の光ビームをそれぞれ無関係な射入射角で入射させることも可能ではあるが、高画質な走査光学系とするためには、光学基準面に対して対をなす２つの光ビームを２組設け、それらを互いに異なる斜入射角として入射させることが簡便である。

前記のような光走査装置においては、各光源部，カップリングレンズ、そしてシリンドリカルレンズが干渉しないように配設する必要があるが、シリンドリカルレンズは最もポリゴンミラーに近いため干渉しやすい。特に片側走査斜入射光学系の光源ユニットとして用いた場合には、前記光学部材が副走査方向に並ぶことになり、光源ユニット、ひいてはポリゴンミラー前の光学系が大型化してしまいがちである。

ポリゴンミラーへの光ビームの斜入射角度は、前記走査線曲がりなどの光学性能との兼ね合いから最大でも４度程度であり、複数のシリンドリカルレンズを干渉させないようにするためには、複数のシリンドリカルレンズをポリゴンミラーから離して設置する必要があった。しかし、そのためはシリンドリカルレンズの焦点距離を長くする必要がある。このため、入射光学系全体が大型化してしまっていた。また、焦点距離を長くするとシリンドリカルレンズの面の曲率変化に対して像面位置の変化の敏感度が大きくなるという問題がある。

このような問題を解決するために、複数の光源部を副走査方向に平行に配設し、該複数の光源部から放射した複数の光ビームをポリゴンミラーの偏向反射面上で近接するように、偏向反射面に対して斜め入射させている走査光学系として、例えば特許文献２に記載された走査光学系がある。

また、副走査方向においてシリンドリカルレンズの光軸に対して斜めに入射するように光源部を配置して、シリンドリカルレンズの小型化を図るようにした構成のものとして、特許文献３に記載された光走査装置および画像形成装置がある。

この場合、シリンドリカルレンズを共通で使用することにより部品点数は低減できているものの、光源を副走査方向に配設しているため、全ての光ビームを単一のポリゴンミラーで走査する片側走査斜入射光学系に用いた場合は、副走査方向の高さが高くなってしまい、十分小型であるとはいえない。

このような従来の課題に鑑み、本発明は、斜入射光学系であっても、光源部分の副走査方向の高さを大幅に低減させ、部品点数が少なく低コストで、かつ十分に高画質の光走査が可能な光走査装置を提供することを目的とする。

また、光偏向器の小型化や、マルチビームによる光偏向器である回転多面鏡の回転数低下による消費電力の低下などを考慮した光走査装置を提供し、さらに、その光走査装置を搭載し、高画質の光走査による高品位の画像形成が行われる画像形成装置を提供することを目的とする。

前記課題を達成するため、請求項１に記載の発明は、複数の光源と、複数の画像担持体と、各光源から出射した光ビームを偏向する単一の光偏向器と、偏向された光ビームを複数の異なる画像担持体に結像させる走査光学系と、を備え、さらに、各光源から出射した光ビームをカップリングする第１の光学系と、副走査方向に屈折力を有し、第１の光学系から出射された光ビームを前記光偏向器へ導き、前記副走査断面内において略平行な光ビームを前記光偏向器近傍に集束させる第２の光学系とを備えた画像形成装置であり、以下の特徴を有する。
前記複数の光ビームは各々異なる画像担持体を走査する第１の光ビームＬａ、第２の光ビームＬｂ、第３の光ビームＬｃ、第４の光ビームＬｄを有する。
第１の光ビームＬａ、第２の光ビームＬｂ、第３の光ビームＬｃ、第４の光ビームＬｄは、前記光偏向器の同一の偏向面に、前記副走査断面内において前記光偏向器の回転軸に垂直な平面に対して角度を有して入射する。
第１の光学系を、第１の光ビームＬａ、第２の光ビームＬｂ、第３の光ビームＬｃ、第４の光ビームＬｄに対応してそれぞれ設ける。
第２の光学系を、第１の光ビームＬａ、第２の光ビームＬｂ、第３の光ビームＬｃ、第４の光ビームＬｄとに共通に用いる。
第２の光学系の入射面位置における直交２次元座標における主走査方向をｘ方向、副走査方向をｙ方向として、第２の光学系への第１の光ビームＬａ、第２の光ビームＬｂ、第３の光ビームＬｃ、第４の光ビームＬｄの入斜位置を、それぞれＬａ（ｘ１，ｙ１）、Ｌｂ（ｘ２，ｙ２）、Ｌｃ（ｘ３，ｙ３）、Ｌｄ（ｘ４，ｙ４）とするとき、ｘ１，ｘ２，ｘ３，ｘ４は各々異なり、且つ、ｙ１，ｙ２，ｙ３，ｙ４も各々異なる。
この構成によって、斜入射光学系であっても、副走査方向の高さを大幅に低減させ、部品点数が少なく低コストを図ることができ、しかも、光ビームの干渉を防ぐことができ、高特性の光走査が可能になる。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、複数の光ビームのうち少なくとも１つを、主走査断面内において第２の光学系の光軸に対して角度を有して該第２の光学系に入射させたことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２記載の画像形成装置において、複数の光ビームのうち少なくとも１つを、副走査断面内において第２の光学系の光軸に対して平行に該第２の光学系に入射させたことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１または２記載の画像形成装置において、複数の光ビームのうち少なくとも１つを、副走査断面内において第２の光学系の光軸に対して角度を有して該第２の光学系に入射させたことを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４いずれか１項記載の画像形成装置において、複数の光源と該複数の光源に対応した第１の光学系とを共に単一の部材に固定したことを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５いずれか１項記載の画像形成装置において、副走査断面内において複数の光源からの光ビームを、光偏向器と該光偏向器に最も近いレンズとの間で、光偏向器に最も近いレンズの基準軸を含み光偏向器の回転軸に直交する平面と交差させたことを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項６記載の画像形成装置において、光偏向器に最も近いレンズの基準軸を含み光偏向器の回転軸に直交する平面から光偏向器に最も近いレンズへの入射点への距離をＺｌ、光偏向器での反射点への距離をＺｒとしたとき、下式（１）を満足することを特徴とする。
−２５．０＜Ｚｌ／Ｚｒ＜−７．０‥‥（１）
請求項８に記載の発明は、請求項１〜７いずれか１項記載の画像形成装置において、複数の光ビームのうち少なくとも１つにおける第１の光学系と第２の光学系との距離を、他の光ビームと異なるようにしたことを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、請求項１〜８いずれか１項記載の画像形成装置において、光源を発光点を複数有するマルチビーム光源としたことを特徴とする。

画像形成装置の上記の如き構成によって、低コストで低消費電力に適し、良好で安定した画像品質が実現可能な画像形成装置となる。

本発明に係る画像形成装置によれば、斜入射光学系において副走査方向の高さを大幅に低減させることが可能になり、低コスト，低消費電力，小型化に適した斜め入射方式の構成にすることができ、しかも高特性の光走査が可能な画像形成装置が実現する。

また、本発明に係る画像形成装置によれば、斜め入射方式の構成の光走査装置を採用したことによって低コスト化，低消費電力化，小型化を図ることができ、しかも、十分に高画質の光走査が可能で、カラー画像形成などにおいても色ずれ発生が小さい高画質の画像形成装置を実現することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は、光走査装置の実施形態１における入射光学系の副走査方向の構成を示す図、図２は実施形態１における光走査装置の入射光学系の主走査方向の構成を示す断面図、図３は実施形態１における光走査装置の偏向手段以降の要部を示す図である。

なお、ここで主走査方向とは偏向手段の回転軸および走査光学素子（走査レンズなど）の光軸に垂直な方向（偏向手段で光束が反射偏向（偏向走査）される方向）を示し、副走査方向とは偏向手段の回転軸と平行な方向をそれぞれ示す。また、主走査断面とは主走査方向に平行で走査光学素子からなる走査光学系の光軸を含む平面を示し、副走査断面とは主走査断面と垂直な断面を示す。

図１〜図３において、１１は光源部であって、各々独立して配設された半導体レーザよりなる４つの光源１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄを具備している。なお、各光源１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄとしては、複数の発光点を持たせ同一被走査面を走査させるようにしてもよい。

１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄは、それぞれ第１の光学系としてのカップリングレンズであって、４つの光源１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄから出射する光ビームＬに対応して配設されており、光ビーム（レーザ光）をカップリングする。
なお、図中に符号Ｌで示す４本の光ビームのうち、光源１１ａから射出する光ビームが第１の光ビームＬａ、光源１１ｂから射出する光ビームが第２の光ビームＬｂ、光源１１ｃから射出する光ビームが第３の光ビームＬｃ、光源１１ｄから出射する光ビームが第４の光ビームＬｄである。

１４は、第２の光学系としての単一のシリンドリカルレンズであって、副走査方向にのみ正の屈折力（パワー）を有している。副走査断面内において光偏向器１５の回転軸に対して垂直に光軸を持ち、４つの光源部１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄから出射された光ビームＬａ〜Ｌｄに対して共通に用いられている。

また、光源１１ａ，１１ｃから出射される光ビームＬａ、Ｌｃ（破線で表記）と、光源１１ｂ，１１ｄから出射される光束Ｌｂ、Ｌｄ（実線で表記）とは、互いにシリンドリカルレンズ１４の光学系の光軸に対して主走査断面内において、異なる角度を有して異なる位置でシリンドリカルレンズ１４に入射している。

１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄは絞りであって、カップリングレンズ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄとシリンドリカルレンズ１４との間に各光源に対応してそれぞれ設けられており、入射光ビームの光束幅を制限している。

１５は偏向手段としての光偏向器であり、例えば回転多面鏡（ポリゴンミラー）よりなり、図示しないモータにより一定速度で回転している。

図３に示す１６は、第３の光学系としての走査光学系であって、ｆθレンズＬ１および補正レンズＬ２の２枚のレンズを有し（一枚のｆθレンズより構成してもよい）、光偏向器１５に最も近いｆθレンズＬ１は、全ての光ビームＬによって共通に用いられている。

前記光偏向器１５により偏向された４つの各光ビームＬは、それぞれ走査光学系に配された対応する反射ミラーＭ１，Ｍ２を介して感光ドラム面（被走査面）１７上にスポット状に結像されて走査を行う。走査光学系１６には、副走査断面内において光偏向器１５の偏向反射面、またはその近傍と感光ドラム面１７、またはその近傍との間を共役関係にすることにより、面倒れ補正機能を持たせている。

次に、前記構成の実施形態１の動作について説明する。

本実施形態において、４つの光源部１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄから出射された光ビームＬ（Ｌａ〜Ｌｄ）は、対応するカップリングレンズ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄによりカップリングされて、副走査断面内において共通のシリンドリカルレンズ１４に該シリンドリカルレンズ１４の光軸に対して平行に入射する。そしてシリンドリカルレンズ１４により副走査方向に集束された光ビームＬは、光偏向器１５の偏向面近傍にほぼ線像として結像する。

ここで、光源１１ａ，１１ｄから出射した光ビームは共に、光偏向器１５の回転軸に垂直な平面に対して、副走査方向に同量かつ異なる方向の斜入射角で光偏向器１５に入射する。光源１１ｂ，１１ｃから出射された光ビームも同様に同量かつ異なる方向に傾いているが、量は光源１１ａ，１１ｄから出射された光ビームの斜入射角より小さい。

また、光源１１ａ，１１ｃから出射された光ビームＬと、光源１１ｂ，１１ｄから出射された光ビームＬは、それぞれシリンドリカルレンズ１４の光軸に対して、主走査方向に異なる方向に傾いている。

そして光偏向器１５の偏向面で偏向された光ビームＬは、光偏向器１５と、光偏向器１５に最も近いレンズとの間で、基準平面と交差し、走査光学系１６における対応する反射ミラーＭ１，Ｍ２を介して、それぞれ対応する感光ドラム面１７上に集光している。

ここで、基準平面とは、光偏向器１５に最も近いレンズの基準軸を含み、光偏向器１５の回転軸に直交する平面のことを意味し、基準軸とはレンズの面形状の計算上の原点を結んだ軸を意味する。

そこで本実施形態では、シリンドリカルレンズ１４を一つにして共通化すると共に、主走査断面内においても異なる角度でシリンドリカルレンズ１４に光ビームを入射可能とすることにより、シリンドリカルレンズ１４の副走査方向の高さを大幅に削減している。

本実施形態では、シリンドリカルレンズ１４を１つにして、共通化させることによってシリンドリカルレンズ１４同士の干渉を防いでいる。これによりシリンドリカルレンズ１４の焦点距離を短くすることが可能となり、シリンドリカルレンズ１４の面の曲率変化が生じても安定な光学性能を持たせている。

また、本実施形態では、基準平面に対して互いに異なる側の光源から出射した光ビームＬを、光偏向器１５と光偏向器１５に最も近いレンズ（ｆθレンズＬ１）との間で交差させている。このため、光偏向器１５より手前で交差させるよりも、走査光学系１６における光偏向器１５に最も近いレンズ（ｆθレンズＬ１）の副走査方向の高さを低減することが可能となり、光学系の小型化が可能となる。

さらに小型化を推し進めるためには、第２の光学系としての単一のシリンドリカルレンズ１４の光軸に対して軸対称となるように、複数光源を配置し、第１走査結像レンズ（ｆθレンズＬ１）を共用することが望ましい。

さらに望ましくは、基準平面からの、光偏向器１５に最も近いレンズへの入射点への距離をＺｌ、光偏向器１５での反射点への距離をＺｒとしたとき、条件式（１）を満足させるとよい。
−２５．０＜Ｚｌ／Ｚｒ＜−７．０‥‥（１）
Ｚｌ／Ｚｒは、光偏向器１５の副走査高さと、光偏向器１５に最も近いレンズの副走査高さとの比を表し、光学系の小型化の程度を表している。第２の光学系（シリンドリカルレンズ１４）の光軸に対して、同じ側にある場合に正の値を取り、反対側になる場合に負の値を取る。

Ｚｌ／Ｚｒが−２５．０より小さくなると、第１走査結像レンズ（ｆθレンズＬ１）が副走査方向に大きくなり過ぎてしまい、小型化の妨げとなるし、Ｚｌ／Ｚｒが−７．０より大きくなると、そのような光学系は光偏向器１５が副走査方向に大きくなり過ぎてしまうか、他の光ビームＬと近づき過ぎてしまって、光ビーム同士の光束分離に光路長が必要となり、共に小型化できなくなってしまう。

より望ましくは、以下の条件式（２）を満足させるとよい。
−２３．０＜Ｚｌ／Ｚｒ＜−８．０‥‥（２）
本実施形態では、光偏向器１５での反射点への距離Ｚｒは−０．１（ｍｍ）、光偏向器１５に最も近いレンズへの入射点への距離Ｚｌは、内側光ビームで０．８４３（ｍｍ）、外側光ビームで２．２２４（ｍｍ）としている。よって、Ｚｌ／Ｚｒは、内側光束では−８．４３、外側光束では−２２．２４となり、共に条件式（２）を満足している。

また、光走査装置において、さらに低コスト化を推進するためには、走査結像レンズをプラスチックレンズとするのがよい。走査結像レンズをプラスチックとすることで、面形状の自由度が増し、より良好な光学性能を達成できるという効果も期待できる。

図４は、光走査装置の実施形態２における入射光学系の副走査方向の構成を示す図であり、実施形態１と異なるのは、実施形態２では、副走査断面内において各カップリングレンズ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄの光軸を、シリンドリカルレンズ１４の光軸に対して偏心かつ傾けて配設しており、４つの光源１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄから放射された各光ビームＬが、それぞれ共通のシリンドリカルレンズ１４の光軸に対して、互いに異なる角度で異なる位置に斜め方向から入射するように構成している点である。

このように、各光源１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄからの光ビームＬ（Ｌａ〜Ｌｄ）がシリンドリカルレンズ１４の光軸に向かって傾いているため、実施形態１と比較してシリンドリカルレンズ１４の副走査方向の高さを、より短縮することが可能である。

図５は、光走査装置の実施形態３における入射光学系の副走査方向の構成を示す図であり、実施形態１と異なるのは、光源１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄにおいて、光源１ａと１ｃとにおいて光軸方向に位置が異なり、光偏向器１５前の光学系の光路長が異なっている点である。

図示を簡単にするため、ここでは主走査断面内で第２の光学系であるシリンドリカルレンズ１４の光軸に対して同じ傾きを有している光源１１ａと１１ｃに対応した光ビームＬ（Ｌａ、Ｌｃ）のみ示している。光源１１ｂと１１ｄの光ビームについても、偏向器１５前の光学系の光路長は同様に異なっている。

このように、光源１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄから光偏向器１５までの光路長を異ならせているため、カップリングレンズ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄの光軸上の位置もそれぞれ異ならせることが可能となっている。このようにすると、カップリングレンズ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ同士が干渉することはないので、光源１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ間の距離をカップリングレンズ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄの高さより縮めることが可能となり、さらなる光源ユニットの小型化が達成できる。

次に本実施形態において好適な光源部の構成例について説明する。

図６（ａ）は光源である半導体レーザ１１ａ，１１ｃと、これらにそれぞれ対応するカップリングレンズ１２ａ，１２ｃとを相互の位置関係を調整して、ホルダ１８に固定的に保持させた構成の光源ホルダを示す断面図である。

光源ホルダ２０のホルダ１８には、導光用孔１８ａ，１８ｃが光軸と平行に設けられている。半導体レーザ１１ａ，１１ｃはそれぞれ導光用孔１８ａ，１８ｃの一端部に圧入されている。また、ホルダ１８における半導体レーザ１１ａ，１１ｃを圧入する側と反対側にレンズ保持部１９が突設され、カップリングレンズ１２ａ，１２ｃを固定保持している。カップリングレンズ１２ａ，１２ｃの固定方法は、例えば、レンズ取り付け位置を光学性能をモニタしながら調節し、紫外線を照射して紫外線硬化樹脂を固化させて固定する方法などが考えられる。

ホルダ１８に固定されたカップリングレンズ１２ａ，１２ｃの光軸は、導光用孔１８ａ，１８ｃの中心軸と合致される。導光用孔１８ａ，１８ｃに圧入された半導体レーザ１１ａ，１１ｃは発光部の位置を導光用孔１８ａ，１８ｃに対して調整することが可能であり、この調整により、各半導体レーザ１１ａ，１１ｃの発光部と対応するカップリングレンズ１２ａ，１２ｃの光軸との相対的な位置関係を調整可能としている。

前記構成からなる光源ホルダ２０を主走査断面における第２の光学系であるシリンドリカルレンズ１４に対して複数用いることにより、タンデム型走査光学系に適した光源ユニットを形成することが可能となる。この場合、光ビームの対称性を保つために、異なる光源ユニットからの光ビームを光偏向器１５上の同一点で反射させるとよい。

また、前記構成の光源ホルダ２０を複数用いた場合、同一光源ホルダから出射される光ビームにおいても、主走査方向に異なる角度で入射させるのがよい。光源を副走査方向に一列に構成した場合と比較して、光源ユニットの副走査方向の高さも低減が可能となり、更なるレイアウト自由度の増加が期待できる。

図７は光源ユニットの一例を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は斜視図である。

図７に示す例では図６（ａ）に示す光源ホルダ２０のホルダ１８を光軸を中心としてω回転させている。このようにすることによって光偏向器１５に対して、２本の光ビームは主走査方向にも角度を有して入射することができる。

図８は、この発明の画像形成装置に用いる光源ユニットの例を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は斜視図である。

図８はタンデム光学系用に２つの光源ホルダを組み合わせた場合の構成図である。図８において光源ホルダ２１，２２は、それぞれ図７で示した光源ホルダ２０と同様の構成であり、光軸を中心とした軸対称の位置に配置している。

図８（ａ）の１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄはそれぞれカップリングレンズであり、図１に示したそれぞれぞれの光ビームと対応している。このような光源ユニットの構成とすることにより、結像光学系を光学基準面に対して対称形状とすることが可能になるため、タンデム光学系に用いられた場合にも、高い結像性能を有した結像光学系を構成することが可能となる。各光源ホルダ２１，２２の間隔はここではゼロとしたが、必要に応じて間隔を持たせることも考えられる。

本光走査装置をさらに小型で高性能なものとするために、図７の同一光源ホルダ２０から出射される複数の光ビームＬを主走査方向にも異なる角度で入射させるのがよい。

また、副走査断面内において、第２の光学系であるシリンドリカルレンズ１４の光軸に対して角度をもたせるため、光源ホルダ２０のホルダ１８における導光用孔１８ａ，１８ｃの中心軸が互いに所定の開き角をなすように設けることもよい。

導光用孔１８ａ，１８ｃの角度は、図６（ｂ）に示すように、ホルダ１８に対して均等な角度α°としてもよいし、図６（ｃ）に示すように、導光用孔１８ａ，１８ｃのそれぞれの中心軸が異なる角度β，γとなるように設けてもよい。ただし、前者の場合は、斜入射角とするためにはホルダ１８を光学基準面に対してθ（＝β−α）だけ副走査断面内で傾けて設置する必要が生じる。

このような構成の光源ホルダ２０とすることにより、シリンドリカルレンズ１４における副走査方向の高さを低減することができる。

また、本光走査装置において、光源を、複数の発光点を有する半導体レーザアレイを用いたマルチビーム光源装置とし、同一光源からの複数の光ビームを同一の感光体の被走査面に同時に走査するように構成するとよい。

このようにすることにより、高速化，高密度化を図った光走査装置および画像形成装置を構成することができ、これらの光走査装置および画像形成装置を構成した場合も、これまで説明してきた効果と同様の効果を得ることができる。

次に、画像形成装置の実施形態を図９を参照しながら説明する。本実施形態は、本発明に係る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た例である。

図９において、装置本体内の下部に配設された給紙カセット４３から給紙される記録材（例えば転写紙）Ｓを搬送する搬送ベルト４７が設けられている。この搬送ベルト４７上にはイエロー（Ｙ）用の感光体３７Ｙ，マゼンタ（Ｍ）用の感光体３７Ｍ，シアン（Ｃ）用の感光体３７Ｃ，ブラック（Ｋ）用の感光体３７Ｋが、転写紙Ｓの搬送方向上流側から下流側に向けて順に等間隔で配設されている。なお、以下、符号に対する添字Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを適宜付けて区別するものとする。

これらの感光体３７Ｙ，３７Ｍ，３７Ｃ，３７Ｋは全て同一径に形成されたものであり、その周囲には、電子写真プロセスに従って各プロセスを実行するプロセス部材が順に配設されている。感光体３７Ｙを例に採れば、帯電チャージャ３８Ｙ、光走査装置３９の光走査光学系３６Ｙ、現像装置４０Ｙ、転写チャージャ４１Ｙ、クリーニング装置４２Ｙなどが順に配設されている。なお、他の感光体３７Ｍ，３７Ｃ，３７Ｋに対しても同様のプロセス部材が配設されている。

本実施形態では、感光体３７Ｙ，３７Ｍ，３７Ｃ，３７Ｋの表面を各色毎に設定された被走査面（または被照射面）とするものであり、各感光体３７Ｙ，３７Ｍ，３７Ｃ，３７Ｋに対して光走査装置３９の光走査光学系３６Ｙ，３６Ｍ，３６Ｃ，３６Ｋが１対１の対応関係で設けられている。

ただし、図１に示す構成と同様に、光偏向器３５と、該光偏向器３５に近い側の走査結像レンズＬ１は、４つの光走査光学系３６Ｙ，３６Ｍ，３６Ｃ，３６Ｋで共通使用しており、感光体（被走査面）３７Ｙ，３７Ｍ，３７Ｃ，３７Ｋに近い側の走査結像レンズＬ２は各光学系にそれぞれ設けられている。なお、複数の光源装置やカップリングレンズ、アパーチャ、シリンドリカルレンズなどの偏向器前光学系の図示は省略している。

搬送ベルト４７は、駆動ローラ４８と従動ローラ４９に支持されて図中の矢印の方向に回転され、その周囲には、感光体３７Ｙよりも上流側にレジストローラ４６と、ベルト帯電チャージャ５０が配され、感光体３７Ｋよりも搬送ベルト４７の回転方向下流側にベルト分離チャージャ５１，ベルト除電チャージャ５２，ベルトクリーニング装置５３などが順に配されている。

また、ベルト分離チャージャ５１よりも転写紙搬送方向下流側には加熱ローラ５４ａと加圧ローラ５４ｂからなる定着装置５４が設けられ、定着装置５４にて定着処理を受けた転写紙Ｓが排紙トレイ５６に向けて排紙ローラ５５により排出される。

このような構成のレーザプリンタにおいて、例えば、フルカラーモード（複数色モード）設定時であれば、各感光体３７Ｙ，３７Ｍ，３７Ｃ，３７Ｋを帯電チャージャ３８Ｙ，３８Ｍ，３８Ｃ，３８Ｋで帯電した後、各感光体３７Ｙ，３７Ｍ，３７Ｃ，３７Ｋに対してＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色の画像信号に基づき光走査装置３９の各光走査光学系３６Ｙ，３６Ｍ，３６Ｃ，３６Ｋによる光ビームの光走査により、各感光体表面に各色信号に対応した静電潜像が形成される。これらの静電潜像は各々対応する現像装置４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０ＫにおいてＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色のトナーにより現像されてトナー像となる。

この画像形成プロセスにタイミングを合わせて給紙カセット４３に収納された転写紙Ｓが給紙ローラ４４と搬送ローラ４５により給紙され、レジストローラ４６により搬送ベルト４７に送り出される。搬送ベルト４７に給紙された転写紙Ｓは、ベルト帯電チャージャ５０の作用により搬送ベルト４７に静電的に吸着されて、感光体３７Ｙ，３７Ｍ，３７Ｃ，３７Ｋに向けて搬送され、各感光体３７Ｙ，３７Ｍ，３７Ｃ，３７Ｋ上の画像が転写紙Ｓ上に順次転写されることにより重ね合わせられ、転写紙Ｓ上にフルカラー画像が形成される。

このフルカラー画像が転写された転写紙Ｓは、ベルト分離チャージャ５１により搬送ベルト４７から分離されて定着装置５４に搬送され、定着装置５４でフルカラー画像が転写紙Ｓに定着された後、排紙ローラ５５により排紙トレイ５６に排紙される。

前記画像形成装置の光走査光学系３５Ｙ，３５Ｍ，３５Ｃ，３５Ｋを、前記光走査装置の実施形態の構成とすることにより、十分に小型でありながら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。

本発明は、ビームスポット位置補正手段を備える光走査装置、例えばデジタル複写機，レーザプリンタ，レーザファクシミリ装置などの光書込系に用いられる光走査装置に適用され、特に複数色のトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する多色画像形成装置に実施して有効である。

光走査装置の実施形態１における入射光学系の副走査方向の構成を示す図である。 実施形態１における光走査装置の入射光学系の主走査方向の構成を示す断面図である。 実施形態１における光走査装置の偏向手段以降の要部を示す図である。 光走査装置の実施形態２における入射光学系の副走査方向の構成を示す図である。 光走査装置の実施形態３における入射光学系の副走査方向の構成を示す図である。 （ａ）〜（ｃ）は本実施形態に係る光源ホルダの構成例を示す断面図である。 本実施形態に係る光源ユニットの一例を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は斜視図である。 本実施形態に係る光源ユニットの他の例を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は斜視図である。 本発明に係る画像形成装置の実施形態の概略構成図である。 （ａ）はタンデム方式の画像形成装置の要部を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）における光源から光偏向器部分を拡大して示す斜視図である。 （ａ）は対向走査方式の説明図、（ｂ）は斜入射方式の説明図である。 （ａ）は対向走査斜入射光学系の説明図、（ｂ）は片側走査斜入射光学系の説明図である。

符号の説明

１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ 光源（半導体レーザ）
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ カップリングレンズ
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ 絞り
１４ シリンドリカルレンズ
１５ 光偏向器
１６ 光走査系
１７ 感光ドラム面（被走査面）
１８ ホルダ
１８ａ，１８ｃ 導光用孔
１９ レンズ保持部
２０，２１，２２ 光源ホルダ
３６Ｙ，３６Ｍ，３６Ｃ，３６Ｋ 光走査光学系
３７Ｙ，３７Ｍ，３７Ｃ，３７Ｋ 感光体
３９ 光走査装置
Ｌ１ ｆθレンズ
Ｌ２ 補正レンズ
Ｍ１，Ｍ２ 反射ミラー

Claims (9)

1. 複数の光源と、複数の画像担持体と、前記各光源から出射した光ビームを偏向する単一の光偏向器と、偏向された光ビームを複数の異なる画像担持体に結像させる走査光学系と、を備え、さらに、前記各光源から出射した光ビームをカップリングする第１の光学系と、副走査方向に屈折力を有し、第１の光学系から出射された光ビームを前記光偏向器へ導き、前記副走査断面内において略平行な光ビームを前記光偏向器近傍に集束させる第２の光学系とを備えた画像形成装置において、
   前記複数の光ビームは各々異なる画像担持体を走査する第１の光ビームＬａ、第２の光ビームＬｂ、第３の光ビームＬｃ、第４の光ビームＬｄを有し、
   第１の光ビームＬａ、第２の光ビームＬｂ、第３の光ビームＬｃ、第４の光ビームＬｄは、前記光偏向器の同一の偏向面に、前記副走査断面内において前記光偏向器の回転軸に垂直な平面に対して角度を有して入射し、
   前記第１の光学系を、第１の光ビームＬａ、第２の光ビームＬｂ、第３の光ビームＬｃ、第４の光ビームＬｄに対応してそれぞれ設け、
   前記第２の光学系を、第１の光ビームＬａ、第２の光ビームＬｂ、第３の光ビームＬｃ、第４の光ビームＬｄとに共通に用い、
   第２の光学系の入射面位置における直交２次元座標における主走査方向をｘ方向、副走査方向をｙ方向として、該第２の光学系への第１の光ビームＬａ、第２の光ビームＬｂ、第３の光ビームＬｃ、第４の光ビームＬｄの入斜位置を、それぞれＬａ（ｘ１，ｙ１）、Ｌｂ（ｘ２，ｙ２）、Ｌｃ（ｘ３，ｙ３）、Ｌｄ（ｘ４，ｙ４）とするとき、ｘ１，ｘ２，ｘ３，ｘ４は各々異なり、且つ、ｙ１，ｙ２，ｙ３，ｙ４も各々異なることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記複数の光ビームのうち少なくとも１つを、主走査断面内において前記第２の光学系の光軸に対して角度を有して該第２の光学系に入射させたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記複数の光ビームのうち少なくとも１つを、副走査断面内において前記第２の光学系の光軸に対して平行に該第２の光学系に入射させたことを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
4. 前記複数の光ビームのうち少なくとも１つを、副走査断面内において前記第２の光学系の光軸に対して角度を有して該第２の光学系に入射させたことを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
5. 前記複数の光源と該複数の光源に対応した前記第１の光学系とを共に単一の部材に固定したことを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載の画像形成装置。
6. 副走査断面内において前記複数の光源からの光ビームを、前記光偏向器と該光偏向器に最も近いレンズとの間で、前記光偏向器に最も近いレンズの基準軸を含み前記光偏向器の回転軸に直交する平面と交差させたことを特徴とする請求項１〜５いずれか１項記載の画像形成装置。
7. 前記光偏向器に最も近い前記レンズの基準軸を含み前記光偏向器の回転軸に直交する平面から前記光偏向器に最も近い前記レンズへの入射点への距離をＺｌ、前記光偏向器での反射点への距離をＺｒとしたとき、下式（１）を満足することを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
   −２５．０＜Ｚｌ／Ｚｒ＜−７．０‥‥（１）
8. 前記複数の光ビームのうち少なくとも１つにおける前記第１の光学系と前記第２の光学系との距離を、他の光ビームと異なるようにしたことを特徴とする請求項１〜７いずれか１項記載の画像形成装置。
9. 前記光源を発光点を複数有するマルチビーム光源としたことを特徴とする請求項１〜８いずれか１項記載の画像形成装置。

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