JP6013868B2 - 光走査装置、及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、複数の光ビームによりそれぞれの被走査体を走査する光走査装置、及びそれを備えた画像形成装置に関する。
例えば、電子写真方式のカラー画像形成装置では、複数の色に対応する各感光体（各被走査体）表面を均一に帯電させてから、各光ビームにより各感光体表面を走査して、各感光体表面にそれぞれの静電潜像を形成し、各色のトナーにより各感光体表面の静電潜像を現像して、各感光体表面に各色のトナー像を形成し、各色のトナー像を各感光体から中間転写体に重ね合わせ転写して、中間転写体上にカラーのトナー像を形成し、このカラーのトナー像を中間転写体から記録用紙に転写している。
各光ビームによる各感光体の走査は、光走査装置により行われる。一般的には、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの４色のトナーを用いており、よって少なくとも４本の光ビームにより４つの感光体を走査する必要があって、４本の光ビームを出射する４つの発光素子を必用とする。
また、近年は、画像形成装置の小型化や薄型化が要求されており、光走査装置の小型化や薄型化が必用となっている。このため、ポリゴンミラー（偏向部）を光走査装置の概ね中央に配置し、ポリゴンミラーを中心にして２つの光学系を対称に配置し、各発光素子から出射されたそれぞれの光ビームをポリゴンミラーで反射して各光学系に振り分けて入射させ、各光学系により各光ビームをそれぞれの感光体に入射させるという構成の光走査装置が提案されている。
例えば、特許文献１には、そのような構成の光走査装置が記載されている。また、ここでは、上下２段に重ねられた各ポリゴンミラーを用いており、４つのＬＤ（発光素子）を各ポリゴンミラーを中心にして円弧状に配置し、各発光素子から出射されたそれぞれの光ビームを各ポリゴンミラーに振り分けて入射させ、各光ビームを各ポリゴンミラーで反射させている。
特開２００６−１５４０９７号公報
しかしながら、特許文献１では、上下２段に重ねられた各ポリゴンミラーを用いているため、光走査装置の高さを低くすることが困難である。また、各発光素子を円弧状に配置しているため、各発光素子の配線基板を別々に設ける必要があり、部品点数が多くなる。
また、仮に、図１０（ａ）に示すように２つの発光素子１０１を縦方向に並設したならば、各発光素子１０１の縦方向の配置スペースが広くなって、光走査装置が高くなり、また図１０（ｂ）に示すように４つの発光素子１０１を横方向に並設したならば、各発光素子１０１の横方向の配置スペースが広くなって、光走査装置の幅が広くなる。従って、いずれの配列を適用しても、光走査装置の更なる小型化が困難である。
そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、更なる小型化を図ることが可能な光走査装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の光走査装置は、複数の第１発光素子及び複数の第２発光素子と、前記各第１発光素子及び前記各第２発光素子から出射されたそれぞれの光ビームを偏向させる偏向部と、前記各第１発光素子から出射されて前記偏向部で偏向された各光ビームをそれぞれの被走査体へと導く第１結像光学系と、前記各第２発光素子から出射されて前記偏向部で偏向された各光ビームをそれぞれの被走査体へと導く第２結像光学系とを備え、前記各第１発光素子及び前記第１結像光学系と前記各第２発光素子及び前記第２結像光学系とを前記偏向部の回転軸を通る直線の両側に振り分けて配置した光走査装置であって、前記各第１発光素子の光ビームを、前記偏向部の回転軸方向に視たときに同一ラインを通じて前記偏向部の第１入射スポットへと導く第１入射光学系と、前記各第２発光素子の光ビームを、前記偏向部の回転軸方向に視たときに別の同一ラインを通じて前記偏向部の第２入射スポットへと導く第２入射光学系とを備え、前記各第１発光素子及び前記各第２発光素子が同一の平面上に配置されて、前記各第１発光素子及び前記各第２発光素子の光ビームの出射方向が前記平面と直交し、前記平面上において、前記各第１発光素子及び前記各第２発光素子は、前記偏向部の回転軸と直交する横方向の互いに異なる２ライン上に振り分けて配置され、前記各第１発光素子及び前記各第２発光素子が前記偏向部の回転軸方向である縦方向の互いに異なるそれぞれのライン上に配置されている。
このような本発明の光走査装置では、各第１発光素子の光ビームを、偏向部の回転軸方向に視たときに同一ラインを通じて偏向部の第１入射スポットへと導き、各第２発光素子の光ビームを、偏向部の回転軸方向に視たときに別の同一ラインを通じて偏向部の第２入射スポットへと導いているので、各光ビームが入射する偏向部のサイズを小さくすることができ、光走査装置の小型化を図ることができる。
また、各第１発光素子及び各第２発光素子を同一の平面上に配置しているので、各第１発光素子及び各第２発光素子を同一の基板に搭載することができ、部品点数を少なくすることができる。
更に、各第１発光素子及び各第２発光素子を横方向の互いに異なる２ライン上に振り分けて配置し、各第１発光素子及び各第２発光素子を縦方向の互いに異なるそれぞれのライン上に配置しているので、横方向のラインのピッチ及び縦方向のピッチを狭くすることができ、光走査装置の小型化を図ることができる。
また、本発明の光走査装置においては、前記縦方向のラインのピッチは、前記横方向のラインのピッチと等しいか又は短い。
この場合は、縦方向のラインのピッチが狭くなり、各第１発光素子及び各第２発光素子の縦方向の配置スペースを低減させることができる。
例えば、本発明の光走査装置においては、前記各第１発光素子及び前記各第２発光素子は、前記平面上の台形の各角に配置されている。あるいは、前記各第１発光素子及び前記各第２発光素子は、前記平面上の鋸刃形の各角に配置されている。
一方、本発明の画像形成装置は、上記本発明の光走査装置を備え、前記光走査装置により被走査体上に潜像を形成し、前記被走査体上の潜像を可視像に現像して、前記可視像を前記被走査体から用紙に転写形成している。
このような画像形成装置においても、上記本発明の光走査装置と同様の作用効果を奏する。
本発明では、各第１発光素子の光ビームを、偏向部の回転軸方向に視たときに同一ラインを通じて偏向部の第１入射スポットへと導き、各第２発光素子の光ビームを、偏向部の回転軸方向に視たときに別の同一ラインを通じて偏向部の第２入射スポットへと導いているので、各光ビームが入射する偏向部のサイズを小さくすることができ、光走査装置の小型化を図ることができる。
また、各第１発光素子及び各第２発光素子を同一の平面上に配置しているので、各第１発光素子及び各第２発光素子を同一の基板に搭載することができ、部品点数を少なくすることができる。
更に、各第１発光素子及び各第２発光素子を横方向の互いに異なる２ライン上に振り分けて配置し、各第１発光素子及び各第２発光素子を縦方向の互いに異なるそれぞれのライン上に配置しているので、横方向のラインのピッチ及び縦方向のピッチを狭くすることができ、光走査装置の小型化を図ることができる。
本発明の光走査装置の第１実施形態を備えた画像形成装置を示す断面図である。 光走査装置の筐体の内部を斜め上方から視て示す斜視図であって、上蓋を外した状態を示している。 光走査装置の複数の光学部材を抽出して示す斜視図であり、図２の背面側から視た状態を示している。 光走査装置の複数の光学部材を抽出して示す平面図である。 光走査装置の複数の光学部材を抽出して示す側面図である。 第１実施形態の光走査装置における各第１半導体レーザの配置をポリゴンミラーの側から主走査方向に視て示す図である。 各第１半導体レーザの他の配置をポリゴンミラーの側から主走査方向に視て示す図である。 第２実施形態の光走査装置における各第１半導体レーザの配置をポリゴンミラーの側から主走査方向に視て示す図である。 各第１半導体レーザの別の配置をポリゴンミラーの側から主走査方向に視て示す図である。 （ａ）、（ｂ）は、従来の光走査装置における各発光素子の配置例を示す図である。
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づき説明する。
図１は、本発明の光走査装置の第１実施形態を備えた画像形成装置を示す断面図である。この画像形成装置１において扱われる画像データは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色を用いたカラー画像に応じたもの、又は単色（例えばブラック）を用いたモノクロ画像に応じたものである。このため、現像装置１２、感光体ドラム１３、ドラムクリーニング装置１４、及び帯電器１５等は、各色に応じた４種類のトナー像を形成するためにそれぞれ４個ずつ設けられ、それぞれがブラック、シアン、マゼンタ、及びイエローに対応付けられて、４つの画像ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄが構成されている。
各画像ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄのいずれにおいても、ドラムクリーニング装置１４により感光体ドラム１３表面の残留トナーを除去及び回収した後、帯電器１５により感光体ドラム１３の表面を所定の電位に均一に帯電させ、光走査装置１１により感光体ドラム１３表面を露光して、その表面に静電潜像を形成し、現像装置１２により感光体ドラム１３表面の静電潜像を現像して、感光体ドラム１３表面にトナー像を形成する。これにより、各感光体ドラム１３表面に各色のトナー像が形成される。
引き続いて、中間転写ベルト２１を矢印方向Ｃに周回移動させつつ、ベルトクリーニング装置２２により中間転写ベルト２１の残留トナーを除去及び回収した後、各感光体ドラム１３表面の各色のトナー像を中間転写ベルト２１に順次転写して重ね合わせ、中間転写ベルト２１上にカラーのトナー像を形成する。
中間転写ベルト２１と２次転写装置２３の転写ローラ２３ａとの間にはニップ域が形成されており、Ｓ字状の用紙搬送経路Ｒ１を通じて搬送されて来た記録用紙をそのニップ域に挟み込んで搬送しつつ、中間転写ベルト２１表面のカラーのトナー像を記録用紙上に転写する。そして、定着装置１７の加熱ローラ２４と加圧ローラ２５との間に記録用紙を挟み込んで加熱及び加圧し、記録用紙上のカラーのトナー像を定着させる。
一方、記録用紙は、ピックアップローラ３３により給紙カセット１８から引出されて、用紙搬送経路Ｒ１を通じて搬送され、２次転写装置２３や定着装置１７を経由し、排紙ローラ３６を介して排紙トレイ３９へと搬出される。この用紙搬送経路Ｒ１には、記録用紙を一旦停止させて、記録用紙の先端を揃えた後、中間転写ベルト２１と転写ローラ２３ａ間のニップ域でのトナー像の転写タイミングに合わせて記録用紙の搬送を開始するレジストローラ３４、記録用紙の搬送を促す搬送ローラ３５、排紙ローラ３６等が配置されている。
次に、第１実施形態の光走査装置１１の構成を、図２乃至図５を用いて詳細に説明する。図２は、図１の光走査装置１１の筐体４１の内部を斜め上方から視て示す斜視図であって、上蓋を外した状態を示している。また、図３は、光走査装置１１の複数の光学部材を抽出して示す斜視図であり、図２の背面側から視た状態を示している。更に、図４及び図５は、光走査装置１１の複数の光学部材を抽出して示す平面図及び側面図である。
筐体４１は、矩形状の底板４１ａ及び底板４１ａを囲む４つの側板４１ｂ、４１ｃを有している。底板４１ａの略中央には、平面視すると正方形のポリゴンミラー４２が配置されている。また、底板４１ａの略中央にポリゴンモータ４３が固定され、ポリゴンモータ４３の回転軸にポリゴンミラー４２の中心が接続固定され、ポリゴンモータ４３によりポリゴンミラー４２が回転される。
また、筐体４１の１つの側板４１ｂの外側には、２個の第１半導体レーザ４４ａ、４４ｂ及び２個の第２半導体レーザ４５ａ、４５ｂ（合計４個の半導体レーザ）を搭載した駆動基板４６が固定されている。各第１半導体レーザ４４ａ、４４ｂ及び各第２半導体レーザ４５ａ、４５ｂは、側板４１ｂに形成されたそれぞれの孔を通じて筐体４１の内側を臨む。
各第１半導体レーザ４４ａ、４４ｂと各第２半導体レーザ４５ａ、４５ｂとは、ポリゴンミラー４２の中心を通って主走査方向Ｘに延びる仮想直線Ｍを想定すると、仮想直線Ｍを中心にして対称に配置されている。尚、主走査方向Ｘと直交する方向を副走査方向Ｙとし、主走査方向Ｘ及び副走査方向Ｙと直交する方向（ポリゴンモータ４３の回転軸の長手方向）を高さ方向Ｚとする。
駆動基板４６は、平板状のプリント基板であって、各第１半導体レーザ４４ａ、４４ｂ及び各第２半導体レーザ４５ａ、４５ｂを駆動する回路を有している。各第１半導体レーザ４４ａ、４４ｂ及び各第２半導体レーザ４５ａ、４５ｂは、平板状のプリント基板に搭載されることにより概ね同一の平面（ＹＺ平面）上に配置され、またその平面に対しては垂直方向（主走査方向Ｘ）にかつ筐体４１の内側向きにそれぞれの光ビームＬ１〜Ｌ４を出射する。
駆動基板４６（ＹＺ平面）上では、各第１半導体レーザ４４ａ、４４ｂが副走査方向Ｙ及び高さ方向Ｚにおいて互いに異なる位置に配置され、同様に各第２半導体レーザ４５ａ、４５ｂも副走査方向Ｙ及び高さ方向Ｚにおいて互いに異なる位置に配置されている。
また、各第１半導体レーザ４４ａ、４４ｂの光ビームＬ１、Ｌ２をポリゴンミラー４２へと導く第１入射光学系５１と、各第２半導体レーザ４５ａ、４５ｂの光ビームＬ３、Ｌ４をポリゴンミラー４２へと導く第２入射光学系５２とを設けている。第１入射光学系５１は、２個のコリメータレンズ５３ａ、５３ｂ、２個のアパーチャー５４、２個のミラー５５ａ、５５ｂ、及びシリンドリカルレンズ５６等からなる。同様に、第２入射光学系５２は、２個のコリメータレンズ５７ａ、５７ｂ、２個のアパーチャー５８、２個のミラー５９ａ、５９ｂ、及びシリンドリカルレンズ５６等からなる。第１入射光学系５１の各コリメータレンズ５３ａ、５３ｂ、各アパーチャー５４、及び各ミラー５５ａ、５５ｂと、第２入射光学系５２の各コリメータレンズ５７ａ、５７ｂ、各アパーチャー５８、及び各ミラー５９ａ、５９ｂとは、仮想直線Ｍを中心にして対称に配置されている。また、仮想直線Ｍは、シリンドリカルレンズ５６の中心を通っており、仮想直線Ｍにより区分されるシリンドリカルレンズ５６の片側半分が第１入射光学系５１に配置され、シリンドリカルレンズ５６の他の片側半分が第２入射光学系５２に配置されている。
更に、ポリゴンミラー４２で反射された各第１半導体レーザ４４ａ、４４ｂの光ビームＬ１、Ｌ２を２つの感光体ドラム１３（図示せず）へと導く第１結像光学系６１と、ポリゴンミラー４２で反射された各第２半導体レーザ４５ａ、４５ｂの光ビームＬ３、Ｌ４を他の２つの感光体ドラム１３（図示せず）へと導く第２結像光学系６２とを設けている。第１結像光学系６１は、ｆθレンズ６３及び４つの各ミラー６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄ等からなる。同様に、第２結像光学系６２は、ｆθレンズ６５及び４つの各ミラー６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、６６ｄ等からなる。第１結像光学系６１のｆθレンズ６３及び各ミラー６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄと、第２結像光学系６２のｆθレンズ６５及び各ミラー６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、６６ｄとは、仮想直線Ｍを中心にして対称に配置されている。
また、第１結像光学系６１側にＢＤミラー７１及びＢＤセンサ７２を搭載した基板７３を設け、第２結像光学系６２側にもＢＤミラー７４及びＢＤセンサ７５を搭載した基板７６を設けている。第１結像光学系６１側のＢＤミラー７１及びＢＤセンサ７２と、第２結像光学系６２側のＢＤミラー７４及びＢＤセンサ７５とは、仮想直線Ｍを中心にして対称に配置されている。
次に、各第１半導体レーザ４４ａ、４４ｂの光ビームＬ１、Ｌ２がそれぞれの感光体ドラム１３に入射するまでの光路、及び各第２半導体レーザ４５ａ、４５ｂの光ビームＬ３、Ｌ４がそれぞれの感光体ドラム１３に入射するまでの光路について説明する。
第１半導体レーザ４４ａの光ビームＬ１は、コリメータレンズ５３ａを透過して平行光にされ、アパーチャー５４、ミラー（ハーフミラー）５５ａ、及びシリンドリカルレンズ５６を介してポリゴンミラー４２の反射面４２ａに入射する。また、第１半導体レーザ４４ｂの光ビームＬ２は、コリメータレンズ５３ｂを透過して平行光にされ、アパーチャー５４を介して各ミラー５５ａ、５５ｂに入射して反射され、シリンドリカルレンズ５６を介してポリゴンミラー４２の反射面４２ａに入射する。シリンドリカルレンズ５６は、高さ方向Ｚのみについて、各光ビームＬ１、Ｌ２をポリゴンミラー４２の反射面４２ａでほぼ収束するように集光して出射する。
ここで、駆動基板４６（ＹＺ平面）上では各第１半導体レーザ４４ａ、４４ｂが副走査方向Ｙにおいて互いに異なる位置に配置されているものの、第１半導体レーザ４４ｂの光ビームＬ２は、各ミラー５５ａ、５５ｂで反射されて第１半導体レーザ４４ａの光ビームＬ１と共通の第１光路Ｊ１まで副走査方向Ｙに変位されている。第１光路Ｊ１とは、ミラー５５ａからシリンドリカルレンズ５６を介してポリゴンミラー４２の反射面４２ａまでの第１入射光学系５１で形成された光路である。この第１光路Ｊ１では、図４に示すように平面視した（ポリゴンミラー４２の回転軸方向に視た）ときに各光ビームＬ１、Ｌ２が重なって直線状の同一ラインを通っている。つまり、各光ビームＬ１、Ｌ２が高さ方向Ｚで重なっている。
また、駆動基板４６（ＹＺ平面）上では各第１半導体レーザ４４ａ、４４ｂが高さ方向Ｚにおいて互いに異なる位置に配置されているものの、各第１半導体レーザ４４ａ、４４ｂの光ビームＬ１、Ｌ２の出射方向又は各ミラー５５ａ、５５ｂの向きの設定により、ポリゴンミラー４２の反射面４２ａ上で各光ビームＬ１、Ｌ２の入射スポット（第１入射スポット）が略重なるようにされている。このため、第１光路Ｊ１では、各第１半導体レーザ４４ａ、４４ｂの光ビームＬ１、Ｌ２が斜め上方向及び斜め下方向からポリゴンミラー４２の反射面４２ａへと入射する。そして、各光ビームＬ１、Ｌ２は、ポリゴンミラー４２の反射面４２ａで反射されると斜め下方向及び斜め上方向へと互いに離れて行く。一方の光ビームＬ１は、ポリゴンミラー４２の反射面４２ａで斜め下方向に反射され、ｆθレンズ６３を透過して１つのミラー６４ａで反射され、イエローのトナー像が形成される感光体ドラム１３（図示せず）に入射する。また、他方の光ビームＬ２は、ポリゴンミラー４２の反射面４２ａで斜め上方向に反射され、ｆθレンズ６３を透過して３つのミラー６４ｂ、６４ｃ、６４ｄで順次反射され、マゼンタのトナー像が形成される感光体ドラム１３（図示せず）に入射する。
また、ポリゴンミラー４２は、ポリゴンモータ４３により等角速度で回転されて、各反射面４２ａで各光ビームＬ１、Ｌ２を逐次反射し、各光ビームＬ１、Ｌ２を主走査方向Ｘに繰り返し等角速度で偏向させる。ｆθレンズ６３は、主走査方向Ｘ及び副走査方向Ｙのいずれについても各光ビームＬ１、Ｌ２をそれぞれの感光体ドラム１３の表面で所定のビーム径となるように集光して出射し、かつポリゴンミラー４２により主走査方向Ｘに等角速度で偏向されている各光ビームＬ１、Ｌ２をそれぞれの感光体ドラム１３上の主走査線に沿って等線速度で移動するように変換する。これにより、各光ビームＬ１、Ｌ２がそれぞれの感光体ドラム１３の表面を主走査方向Ｘに繰返し走査する。
また、一方の光ビームＬ１は、各光ビームＬ１、Ｌ２による各感光体ドラム１３の主走査が開始される直前に、ＢＤミラー７１で反射されてＢＤセンサ７２に入射する。ＢＤセンサ７２は、各感光体ドラム１３の主走査が開始される直前のタイミングで光ビームＬ１を受光して、この主走査開始直前のタイミングを示すＢＤ信号を出力する。このＢＤ信号に応じてイエロー及びマゼンタのトナー像が形成される各感光体ドラム１３の主走査の開始タイミングが判定され、イエロー及びマゼンタの各画像データに応じた各光ビームＬ１、Ｌ２の変調が開始される。
その一方で、イエロー及びマゼンタのトナー像が形成される各感光体ドラム１３が回転駆動されて、各光ビームＬ１、Ｌ２により該各感光体ドラム１３の２次元表面（周面）が走査され、該各感光体ドラム１３の表面にそれぞれの静電潜像が形成される。
次に、第２半導体レーザ４５ａの光ビームＬ３は、コリメータレンズ５７ａを透過して平行光にされ、アパーチャー５８を介して各ミラー５９ａ、５９ｂに入射して反射され、シリンドリカルレンズ５６を透過してポリゴンミラー４２の反射面４２ａに入射する。また、第２半導体レーザ４５ｂの光ビームＬ４は、コリメータレンズ５７ｂを透過して平行光にされ、アパーチャー５８、ミラー（ハーフミラー）５９ｂ、及びシリンドリカルレンズ５６を介してポリゴンミラー４２の反射面４２ａに入射する。
駆動基板４６（ＹＺ平面）上では各第２半導体レーザ４５ａ、４５ｂが副走査方向Ｙにおいて互いに異なる位置に配置されているものの、第２半導体レーザ４５ａの光ビームＬ３は、各ミラー５９ａ、５９ｂで反射されて第２半導体レーザ４５ｂの光ビームＬ４と共通の第２光路Ｊ２まで副走査方向Ｙに変位されている。第２光路Ｊ２とは、ミラー５９ｂからシリンドリカルレンズ５６を介してポリゴンミラー４２の反射面４２ａまでの第２入射光学系５２で形成された光路である。この第２光路Ｊ２では、図４に示すように平面視した（ポリゴンミラー４２の回転軸方向に視た）ときに各光ビームＬ３、Ｌ４が重なって直線状の同一ラインを通っている。つまり、各光ビームＬ３、Ｌ４が高さ方向Ｚで重なっている。
また、駆動基板４６（ＹＺ平面）上では各第２半導体レーザ４５ａ、４５ｂが高さ方向Ｚにおいて互いに異なる位置に配置されているものの、各第２半導体レーザ４５ａ、４５ｂの光ビームＬ３、Ｌ４の出射方向又は各ミラー５９ａ、５９ｂの向きの設定により、ポリゴンミラー４２の反射面４２ａ上で各光ビームＬ３、Ｌ４の入射スポット（第２入射スポット）が略重なるようにされている。このため、第２光路Ｊ２では、各第２半導体レーザ４５ａ、４５ｂの光ビームＬ３、Ｌ４が斜め下方向及び斜め上方向からポリゴンミラー４２の反射面４２ａへと入射する。そして、各光ビームＬ３、Ｌ４は、ポリゴンミラー４２の反射面４２ａで反射されると斜め上方向及び斜め下方向へと互いに離れて行く。一方の光ビームＬ３は、ポリゴンミラー４２の反射面４２ａで斜め上方向に反射され、ｆθレンズ６５を透過して３つのミラー６６ｂ、６６ｃ、６６ｄで順次反射されて、シアンのトナー像が形成される感光体ドラム１３（図示せず）に入射する。また、他方の光ビームＬ４は、ポリゴンミラー４２の反射面４２ａで斜め下方向に反射され、ｆθレンズ６５を透過して１つのミラー６６ａで反射されて、ブラックのトナー像が形成される感光体ドラム１３（図示せず）に入射する。
また、他方の光ビームＬ３は、各光ビームＬ３、Ｌ４による各感光体ドラム１３の主走査が開始される直前に、ＢＤミラー７４で反射されてＢＤセンサ７５に入射し、ＢＤセンサ７５からは各光ビームＬ３、Ｌ４による各感光体ドラム１３の主走査開始直前のタイミングを示すＢＤ信号が出力され、このＢＤ信号に応じてシアン及びブラックのトナー像が形成される各感光体ドラム１３の主走査の開始タイミングが判定され、シアン及びブラックの各画像データに応じた各光ビームＬ３、Ｌ４の変調が開始される。
その一方で、シアン及びブラックのトナー像が形成される各感光体ドラム１３が回転駆動されて、各光ビームＬ３、Ｌ４により該各感光体ドラム１３の２次元表面（周面）が走査され、該各感光体ドラム１３の表面にそれぞれの静電潜像が形成される。
このような構成の光走査装置１１においては、筐体４１の底板４１ａの略中央にポリゴンミラー４２を配置し、ポリゴンミラー４２の中心を通る仮想直線Ｍを中心にして、各第１半導体レーザ４４ａ、４４ｂと各第２半導体レーザ４５ａ、４５ｂとを対称に配置し、第１入射光学系５１と第２入射光学系５２とを対称に配置し、第１結像光学系６１と第２結像光学系６２とを対称に配置しているので、側方から視ると、ポリゴンミラー４２、各第１半導体レーザ４４ａ、４４ｂ、各第２半導体レーザ４５ａ、４５ｂ、第１入射光学系５１、及び第２入射光学系５２等が小さなスペースに集約され、光走査装置１１を概ね小型化することができる。
また、各第１半導体レーザ４４ａ、４４ｂの光ビームＬ１、Ｌ２をポリゴンミラー４２の反射面４２ａ上の略同一の第１入射スポットに入射させ、かつ各第２半導体レーザ４５ａ、４５ｂの光ビームＬ３、Ｌ４をポリゴンミラー４２の反射面４２ａ上の略同一の第２入射スポットに入射させているので、ポリゴンミラー４２の厚さを薄くすることができ、ポリゴンミラー４２が、光走査装置１１の高さを高くする原因になることはない。
更に、ポリゴンミラー４２の反射面４２ａで反射された各光ビームＬ１、Ｌ２が斜め下方向及び斜め上方向に互いに離れて行くものの、各光ビームＬ１、Ｌ２の上下方向の離間距離が長くなる以前に、各光ビームＬ１、Ｌ２がｆθレンズ６３に入射するようにポリゴンミラー４２に対するｆθレンズ６３の配置位置を設定している。同様に、ポリゴンミラー４２の反射面４２ａで反射された各光ビームＬ３、Ｌ４が斜め下方向及び斜め上方向に互いに離れて行くものの、各光ビームＬ３、Ｌ４の上下方向の離間距離が長くなる以前に、各光ビームＬ３、Ｌ４がｆθレンズ６５するようにポリゴンミラー４２に対するｆθレンズ６５の配置位置を設定している。これにより、各ｆθレンズ６３、６５の厚さを薄くすることができ、各ｆθレンズ６３、６５が、光走査装置１１の高さを高くする原因にならないようにしている。
また、各ミラー５５ａ、５５ｂにより第１半導体レーザ４４ｂの光ビームＬ２を仮想直線Ｍ（装置の中央）近くの第１光路Ｊ１まで副走査方向Ｙに変位させてからポリゴンミラー４２に入射させ、かつ各ミラー５９ａ、５９ｂにより第２半導体レーザ４５ａの光ビームＬ３を仮想直線Ｍ（装置の中央）近くの第２光路Ｊ２まで副走査方向Ｙに変位させてからポリゴンミラー４２に入射させているので、ポリゴンミラー４２の直径を小さくすることができ、第１結像光学系６１と第２結像光学系６２とを接近させることができ、光走査装置１１の横幅を抑えて、光走査装置１１の小型化を図ることができる。
更に、各第１半導体レーザ４４ａ、４４ｂ及び各第２半導体レーザ４５ａ、４５ｂを同一の駆動基板４６に搭載しているので、部品点数が少なく、各半導体レーザ４４ａ、４４ｂ、４５ａ、４５ｂの配線を簡略化することができる。
ところで、図１０（ａ）に示すように２つの発光素子１０１を縦方向に並設したならば、各発光素子１０１の高さ方向Ｚ（縦方向）の配置スペースが広くなって、光走査装置が高くなり、また図１０（ｂ）に示すように４つの発光素子１０１を横方向に並設したならば、各発光素子１０１の副走査方向Ｙ（横方向）の配置スペースが広くなって、光走査装置の幅が広くなる。従って、いずれの配列を適用しても、光走査装置の更なる小型化が困難である。
例えば、図１０（ａ）において、各発光素子１０１の外径φが１５ｍｍであって、各発光素子１０１の間隔が５ｍｍである場合は、各発光素子１０１の高さ方向Ｚの配置スペースが３５ｍｍとなる。また、図１０（ｂ）において、各発光素子１０１の外径φが１５ｍｍであって、各発光素子１０１の間隔が５ｍｍである場合は、各発光素子１０１の副走査方向Ｙの配置スペースが７５ｍｍとなる。
そこで、第１実施形態の光走査装置１１では、駆動基板４６（ＹＺ平面）上において各第１半導体レーザ４４ａ、４４ｂ及び各第２半導体レーザ４５ａ、４５ｂを等脚台形の各角に配置することにより、各半導体レーザ４４ａ、４４ｂ、４５ａ、４５ｂの縦方向（ＹＺ平面においてポリゴンミラー４２の回転軸方向と平行な縦方向）の配置スペース及び横方向（ＹＺ平面においてポリゴンミラー４２の回転軸方向と直交する横方向）の配置スペースを共に狭くしている。
次に、そのような各第１半導体レーザ４４ａ、４４ｂ及び各第２半導体レーザ４５ａ、４５ｂの配置について詳しく説明する。図６は、各第１半導体レーザ４４ａ、４４ｂ及び各第２半導体レーザ４５ａ、４５ｂの配置をポリゴンミラー４２の側から主走査方向Ｘに視て示す図である。
図６から明らかなように各第１半導体レーザ４４ａ、４４ｂ及び各第２半導体レーザ４５ａ、４５ｂは、一点鎖線で示す等脚台形Ｑの４つの角ｑ１〜ｑ４に配置されている。また、両外側の第１半導体レーザ４４ｂと第２半導体レーザ４５ａとが副走査方向Ｙ（横方向）の下側横ラインｙ１（等脚台形の底辺に重なるライン）上に配列され、内側の第１半導体レーザ４４ａと第２半導体レーザ４５ｂとが副走査方向Ｙの上側横ラインｙ２（等脚台形の上辺に重なるライン）上に配列されている。更に、各第１半導体レーザ４４ａ、４４ｂ及び各第２半導体レーザ４５ａ、４５ｂは、互いに異なる高さ方向Ｚ（縦方向）の各縦ラインｚ１、ｚ２、ｚ３、ｚ４上に配置されている。
各縦ラインｚ１、ｚ２のピッチＮ１１、各縦ラインｚ３、ｚ４のピッチＮ１２、及び各縦ラインｚ２、ｚ３のピッチＮ１３は、各第１半導体レーザ４４ａ、４４ｂ及び各第２半導体レーザ４５ａ、４５ｂの外径φよりも広くされている。また、各縦ラインｚ１、ｚ２のピッチＮ１１と各縦ラインｚ３、ｚ４のピッチＮ１２とが同一であって、これらのピッチＮ１１、Ｎ１２が各縦ラインｚ２、ｚ３のピッチＮ１３よりも僅かに狭くされている。これは、第１半導体レーザ４４ｂと第２半導体レーザ４５ａとの間隔ｎが上側横ラインｙ２上で設定され、各第１半導体レーザ４４ａ、４４ｂの間隔ｎ及び各第２半導体レーザ４５ａ、４５ｂの間隔ｎが上側横ラインｙ２に対して斜めの方向で設定されているためである。
また、下側横ラインｙ１と上側横ラインｙ２とのピッチＮ２は、各第１半導体レーザ４４ａ、４４ｂ及び各第２半導体レーザ４５ａ、４５ｂの外径φよりも狭く、よって各縦ラインｚ１〜ｚ４のピッチＮ１１、Ｎ１２、Ｎ１３よりも狭くされている。これは、各縦ラインｚ１〜ｚ４のピッチＮ１１、Ｎ１２、Ｎ１３を外径φよりも広くしたことから、下側横ラインｙ１と上側横ラインｙ２とのピッチＮ２を外径φよりも狭くしても、各第１半導体レーザ４４ａ、４４ｂ及び各第２半導体レーザ４５ａ、４５ｂの間隔ｎを保持することが可能なためである。
ここで、例えば各第１半導体レーザ４４ａ、４４ｂ及び各第２半導体レーザ４５ａ、４５ｂの外径φが１５ｍｍであって、間隔ｎが５ｍｍであるとすると、概ね、各縦ラインｚ２、ｚ３のピッチＮ１３が２０ｍｍとなる。また、各縦ラインｚ１、ｚ２のピッチＮ１１と各縦ラインｚ３、ｚ４のピッチＮ１２とを１８ｍｍに低減させることができ、各第１半導体レーザ４４ａ、４４ｂ及び各第２半導体レーザ４５ａ、４５ｂの副走査方向Ｙ（横方向）の配置スペースを７１ｍｍに低減させることができる。更に、下側横ラインｙ１と上側横ラインｙ２とのピッチＮ２を８ｍｍに低減させることができ、各第１半導体レーザ４４ａ、４４ｂ及び各第２半導体レーザ４５ａ、４５ｂの高さ方向Ｚの配置スペースを２２ｍｍに低減させることができる。
従って、各第１半導体レーザ４４ａ、４４ｂ及び各第２半導体レーザ４５ａ、４５ｂの配置スペースを図１０（ａ）の各発光素子１０１の配置スペースと比較すると、高さ方向Ｚで−１３ｍｍとなる。また、各第１半導体レーザ４４ａ、４４ｂ及び各第２半導体レーザ４５ａ、４５ｂの配置スペースを図１０（ｂ）の各発光素子１０１の配置スペースと比較すると、副走査方向Ｙで−４ｍｍとなる。
このため、第１実施形態の光走査装置１１の横幅については４ｍｍの低減、その高さについては１３ｍｍの低減を図ることができる。
このように第１実施形態の光走査装置１１では、駆動基板４６（ＹＺ平面）上において各第１半導体レーザ４４ａ、４４ｂ及び各第２半導体レーザ４５ａ、４５ｂを等脚台形Ｑの４つの角ｑ１〜ｑ４に配置したことから、各第１半導体レーザ４４ａ、４４ｂの間隔ｎ及び各第２半導体レーザ４５ａ、４５ｂの間隔ｎを保ちながらも、副走査方向Ｙ（横方向）及び高さ方向Ｚ（縦方向）のいずれについても、各第１半導体レーザ４４ａ、４４ｂ及び各第２半導体レーザ４５ａ、４５ｂの配置スペースを低減させることができ、光走査装置１１の横幅及び高さを低減させることができる。
尚、図７に示すように各縦ラインｚ１、ｚ２のピッチＮ１１、各縦ラインｚ３、ｚ４のピッチＮ１２、及び下側横ラインｙ１と上側横ラインｙ２とのピッチＮ２を同一に設定してもよい（Ｎ１１＝Ｎ１２＝Ｎ２）。この場合は、各第１半導体レーザ４４ａ、４４ｂ及び各第２半導体レーザ４５ａ、４５ｂの外径φが１５ｍｍであって、間隔ｎが５ｍｍであるとすると、概ね、各ピッチＮ１１、Ｎ１２が１４ｍｍとなり、各第１半導体レーザ４４ａ、４４ｂ及び各第２半導体レーザ４５ａ、４５ｂの副走査方向Ｙ（横方向）の配置スペースが６３ｍｍとなる。また、下側横ラインｙ１と上側横ラインｙ２とのピッチＮ２が１４ｍｍとなり、各第１半導体レーザ４４ａ、４４ｂ及び各第２半導体レーザ４５ａ、４５ｂの高さ方向Ｚの配置スペースが２９ｍｍとなる。更に、ピッチＮ１１、Ｎ１２をピッチＮ２よりも短くしても構わない。
また、第１実施形態では、各第１半導体レーザ４４ａ、４４ｂ及び各第２半導体レーザ４５ａ、４５ｂを、等脚台形の各角に配置しているが、逆等脚台形の各角に配置しても、同様の作用効果を得ることができる。
次に、第２実施形態の光走査装置について説明する。第２実施形態の光走査装置では、ポリゴンミラー４２の側から主走査方向Ｘに視たときの各第１半導体レーザ４４ａ、４４ｂ及び各第２半導体レーザ４５ａ、４５ｂの配置が第１実施形態の装置とは異なるが、ポリゴンミラー４２、第１入射光学系５１及び第２入射光学系５２、第１結像光学系６１及び第２結像光学系６２は、第１実施形態の装置１１と同様である。
図８は、第２実施形態の光走査装置における各第１半導体レーザ４４ａ、４４ｂ及び各第２半導体レーザ４５ａ、４５ｂをポリゴンミラー４２の側から主走査方向Ｘに視て示す図である。尚、各第１半導体レーザ４４ａ、４４ｂ及び各第２半導体レーザ４５ａ、４５ｂは、平板状のプリント基板に搭載されることにより概ね同一の平面（ＹＺ平面）上に配置され、またその平面に対しては垂直方向（主走査方向Ｘ）にかつ筐体４１の内側向きにそれぞれの光ビームＬ１〜Ｌ４を出射する。
図８から明らかなように各第１半導体レーザ４４ａ、４４ｂ及び各第２半導体レーザ４５ａ、４５ｂは、一点鎖線で示す鋸刃形Ｗの４つの角ｗ１〜ｗ４に配置されている。また、第１半導体レーザ４４ｂと第２半導体レーザ４５ｂとが副走査方向Ｙ（ＹＺ平面においてポリゴンミラー４２の回転軸方向と直交する横方向）の下側横ラインｙ１上に配列され、第１半導体レーザ４４ａと第２半導体レーザ４５ａとが副走査方向Ｙの上側横ラインｙ２上に配列されている。更に、各第１半導体レーザ４４ａ、４４ｂ及び各第２半導体レーザ４５ａ、４５ｂは、互いに異なる高さ方向Ｚ（ＹＺ平面においてポリゴンミラー４２の回転軸方向と平行な縦方向）の各縦ラインｚ１、ｚ２、ｚ３、ｚ４上に配置されている。
各縦ラインｚ１〜ｚ４のピッチＮ１は、同一であって、各第１半導体レーザ４４ａ、４４ｂ及び各第２半導体レーザ４５ａ、４５ｂの外径φよりも広くされている。
また、下側横ラインｙ１と上側横ラインｙ２とのピッチＮ２は、各第１半導体レーザ４４ａ、４４ｂ及び各第２半導体レーザ４５ａ、４５ｂの外径φよりも狭く、よって各縦ラインｚ１〜ｚ４のピッチＮ１よりも狭くされている。これは、各縦ラインｚ１〜ｚ４のピッチＮ１を外径φよりも広くしたことから、下側横ラインｙ１と上側横ラインｙ２とのピッチＮ２を外径φよりも狭くしても、各第１半導体レーザ４４ａ、４４ｂ及び各第２半導体レーザ４５ａ、４５ｂの間隔ｎを保持することが可能なためである。
ここで、例えば各第１半導体レーザ４４ａ、４４ｂ及び各第２半導体レーザ４５ａ、４５ｂの外径φが１５ｍｍであって、間隔ｎが５ｍｍであるとすると、各縦ラインｚ２、ｚ３のピッチＮ１を１８ｍｍに低減させることができ、各第１半導体レーザ４４ａ、４４ｂ及び各第２半導体レーザ４５ａ、４５ｂの副走査方向Ｙ（横方向）の配置スペースを６９ｍｍに低減させることができる。また、下側横ラインｙ１と上側横ラインｙ２とのピッチＮ２を８ｍｍに低減させることができ、各第１半導体レーザ４４ａ、４４ｂ及び各第２半導体レーザ４５ａ、４５ｂの高さ方向Ｚ（縦方向）の配置スペースを２２ｍｍに低減させることができる。
従って、各第１半導体レーザ４４ａ、４４ｂ及び各第２半導体レーザ４５ａ、４５ｂの配置スペースを図１０（ａ）の各発光素子１０１の配置スペースと比較すると、高さ方向Ｚで−１３ｍｍとなる。また、各第１半導体レーザ４４ａ、４４ｂ及び各第２半導体レーザ４５ａ、４５ｂの配置スペースを図１０（ｂ）の各発光素子１０１の配置スペースと比較すると、副走査方向Ｙで−６ｍｍとなる。
このため、第２実施形態の光走査装置１１の横幅については６ｍｍの低減、その高さについては１３ｍｍの低減を図ることができる。
尚、図９に示すように各縦ラインｚ１〜ｚ４のピッチＮ１、及び下側横ラインｙ１と上側横ラインｙ２とのピッチＮ２を同一に設定してもよい。この場合は、各第１半導体レーザ４４ａ、４４ｂ及び各第２半導体レーザ４５ａ、４５ｂの外径φが１５ｍｍであって、間隔ｎが５ｍｍであるとすると、概ね、各ピッチＮ１、Ｎ２が１４ｍｍとなり、各第１半導体レーザ４４ａ、４４ｂ及び各第２半導体レーザ４５ａ、４５ｂの副走査方向Ｙ（横方向）の配置スペースが５７ｍｍとなる。また、下側横ラインｙ１と上側横ラインｙ２とのピッチＮ２が１４ｍｍとなり、各第１半導体レーザ４４ａ、４４ｂ及び各第２半導体レーザ４５ａ、４５ｂの高さ方向Ｚの配置スペースが２９ｍｍとなる。更に、ピッチＮ１をピッチＮ２よりも短くしても構わない。
また、第２実施形態では、各第１半導体レーザ４４ａ、４４ｂ及び各第２半導体レーザ４５ａ、４５ｂを、鋸刃形の各角に配置しているが、逆鋸刃形の各角に配置しても、同様の作用効果を得ることができる。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと解される。
１ 画像形成装置
１１ 光走査装置
１２ 現像装置
１３ 感光体ドラム（被走査体）
１４ ドラムクリーニング装置
１５ 帯電器
１７ 定着装置
２１ 中間転写ベルト
２２ ベルトクリーニング装置
２３ ２次転写装置
３３ ピックアップローラ
３４ レジストローラ
３５ 搬送ローラ
３６ 排紙ローラ
４１ 筐体
４２ ポリゴンミラー（偏向部）
４３ ポリゴンモータ
４４ａ、４４ｂ 第１半導体レーザ（第１発光素子）
４５ａ、４５ｂ 第２半導体レーザ（第２発光素子）
４６ 駆動基板
５１ 第１入射光学系
５２ 第２入射光学系
５３ａ、５３ｂ、５７ａ、５７ｂ コリメータレンズ
５５ａ、５５ｂ、５９ａ、５９ｂ ミラー
５６ シリンドリカルレンズ
６１ 第１結像光学系
６２ 第２結像光学系
６３、６５ ｆθレンズ
６４ａ〜６４ｄ、６６ａ〜６６ｄ ミラー
７１、７４ ＢＤミラー
７２、７５ ＢＤセンサ
７３、７６ 基板

Claims (5)

  1. 複数の第１発光素子及び複数の第２発光素子と、前記各第１発光素子及び前記各第２発光素子から出射されたそれぞれの光ビームを偏向させる偏向部と、前記各第１発光素子から出射されて前記偏向部で偏向された各光ビームをそれぞれの被走査体へと導く第１結像光学系と、前記各第２発光素子から出射されて前記偏向部で偏向された各光ビームをそれぞれの被走査体へと導く第２結像光学系とを備え、前記各第１発光素子及び前記第１結像光学系と前記各第２発光素子及び前記第２結像光学系とを前記偏向部の回転軸を通る直線の両側に振り分けて配置した光走査装置であって、
    前記各第１発光素子の光ビームを、前記偏向部の回転軸方向に視たときに同一ラインを通じて前記偏向部の第１入射スポットへと導く第１入射光学系と、前記各第２発光素子の光ビームを、前記偏向部の回転軸方向に視たときに別の同一ラインを通じて前記偏向部の第２入射スポットへと導く第２入射光学系とを備え、
    前記各第１発光素子及び前記各第２発光素子が同一の平面上に配置されて、前記各第１発光素子及び前記各第２発光素子の光ビームの出射方向が前記平面と直交し、前記平面上において、前記各第１発光素子及び前記各第２発光素子は、前記偏向部の回転軸と直交する横方向の互いに異なる２ライン上に振り分けて配置され、前記各第１発光素子及び前記各第２発光素子が前記偏向部の回転軸方向である縦方向の互いに異なるそれぞれのライン上に配置されたことを特徴とする光走査装置。
  2. 請求項１に記載の光走査装置であって、
    前記縦方向のラインのピッチは、前記横方向のラインのピッチと等しいか又は短いことを特徴とする光走査装置。
  3. 請求項１又は２に記載の光走査装置であって、
    前記各第１発光素子及び前記各第２発光素子は、前記平面上の台形の各角に配置されたことを特徴とする光走査装置。
  4. 請求項１又は２に記載の光走査装置であって、
    前記各第１発光素子及び前記各第２発光素子は、前記平面上の鋸刃形の各角に配置されたことを特徴とする光走査装置。
  5. 請求項１から４のいずれか１つに記載の光走査装置を備え、前記光走査装置により被走査体上に潜像を形成し、前記被走査体上の潜像を可視像に現像して、前記可視像を前記被走査体から用紙に転写形成する画像形成装置。
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