JP6100007B2 - 光走査装置、及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

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表面の走査は、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つの感光体表面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要となっている。このため、ポリゴンミラー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、各光学系においては、各光ビームを複数の反射ミラーで反射してそれぞれの感光体に入射させている。

例えば、特許文献１及び２には、そのような構成の光走査装置が記載されており、各光ビームを複数の反射ミラーで反射してそれぞれの感光体に入射させている。反射ミラーの数は、ポリゴンミラーから各感光体までのそれぞれの光路毎に異なり、ポリゴンミラーからブラック用の感光体までの光路には１個の反射ミラーが設けられ、ポリゴンミラーからシアン用の感光体までの光路には２個の反射ミラーが設けられ、ポリゴンミラーからマゼンタ用の感光体までの光路には３個の反射ミラーが設けられ、ポリゴンミラーからイエロー用の感光体までの光路には２個の反射ミラーが設けられている。

特開２００６−３２３２７９号公報 特開２０１０−２６２２４５号公報

ところで、反射ミラーの反射率は１００％未満であって、反射損失が生じる。従って、反射ミラーによる光ビームの反射回数が多くなる程、光ビームの強度が低減する。このため、特許文献１、２のようにブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色別に、ポリゴンミラーから感光体までの光路に設けられた反射ミラーの数が異なる場合は、各色の感光体に入射するそれぞれの光ビームの強度に大きなバラツキが生じる。例えば、反射ミラーの反射率が９０％である場合は、１個の反射ミラーが設けられた光路では発光素子の光ビームの強度が９０％に低下し、また３個の反射ミラーが設けられた光路では発光素子の光ビームの強度が７３％に低下し、光ビームの強度の差が１７％となる。このため、各光ビームの強度を互いに一致させるための調整が困難になる。

尚、特許文献１、２のいずれにおいても、各発光素子の光ビームが１個のハーフミラーを経てポリゴンミラーに入射している。このハーフミラーについては、反射率だけではなく、その透過率が光ビームの強度に影響をもたらすので、反射ミラーの数には入れていないが、反射ミラーと同等以上の影響があると考えられる。

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、反射ミラーの反射損失が原因となって、各色の感光体に入射するそれぞれの光ビームの強度に大きなバラツキが生じることのない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、次の第１態様及び第２態様の光走査装置並びに画像形成装置を提供する。
（１）第１態様の光走査装置
本発明に係る第１態様の光走査装置は、複数の発光素子と、光ビームを偏向させる偏向部と、前記各発光素子の光ビームを前記偏向部へと導き、前記偏向部で偏向された前記各発光素子の光ビームを複数の被走査体へとそれぞれ導く複数の光路を形成する第１光学系及び第２光学系とを備え、前記第１光学系及び第２光学系は、前記偏向部の回転軸を通る直線の両側に設けられた光走査装置であって、前記各光路のいずれにも光ビームを反射する反射ミラーが設けられ、前記各光路の反射ミラーの数が互いに等しく、前記第１光学系及び第２光学系のそれぞれは、２つの発光素子の光ビームを、前記偏向部の回転軸方向から視たときに該２つの発光素子の光ビームが前記回転軸方向で同一直線上に互いに重なるように前記偏向部へと導いており、前記２つの光ビームのうち、一方の光ビームが前記反射ミラーで反射されて前記偏向部へと導かれ、他方の光ビームが前記反射ミラーから前記偏向部の回転軸方向に離間した位置を通過して前記偏向部へと導かれ、前記第１光学系及び前記第２光学系のそれぞれにおいて前記一方の光ビームを前記偏向部に導く前記反射ミラーと前記偏向部との間の光路上かつ前記他方の光ビームを出射する前記発光素子と前記偏向部との間の光路上に、４つの前記発光素子の前記光ビームを通過させる単一のシリンドリカルレンズが配設されている。
（２）第２態様の光走査装置
本発明に係る第２態様の光走査装置は、複数の発光素子と、光ビームを偏向させる偏向部と、前記各発光素子の光ビームを前記偏向部へと導き、前記偏向部で偏向された前記各発光素子の光ビームを複数の被走査体へとそれぞれ導く複数の光路を形成する第１光学系及び第２光学系とを備え、前記第１光学系及び第２光学系は、前記偏向部の回転軸を通る直線の両側に設けられた光走査装置であって、前記各光路のいずれにも光ビームを反射する反射ミラーが設けられ、前記各光路の反射ミラーの数が互いに等しく、底板及び前記底板を囲む複数の側板を有する筐体と、前記各発光素子を一方の平面に搭載した単一の基板とを備え、前記第１光学系又は第２光学系は、２つの発光素子の光ビームを、前記偏向部の回転軸方向から視たときに該２つの発光素子の光ビームが前記回転軸方向で同一直線上に互いに重なるように前記偏向部へと導いており、前記２つの光ビームのうち、一方の光ビームが前記反射ミラーで反射されて前記偏向部へと導かれ、他方の光ビームが前記反射ミラーから前記偏向部の回転軸方向に離間した位置を通過して前記偏向部へと導かれ、前記第１光学系は、２つの発光素子の光ビームを前記偏向部の第１入射スポットへと導き、前記第２光学系は、別の２つの発光素子の光ビームを前記偏向部の第２入射スポットへと導き、前記各発光素子が前記基板の前記平面上に配設されて、前記各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、前記各発光素子は、前記偏向部の回転軸と直交する方向の２ライン上に振り分けて配設され、かつ前記偏向部の回転軸方向の４ライン上にそれぞれ配設され、前記筐体の前記複数の側板のうち１つの側板の外側には、前記各発光素子を搭載した前記基板が固定されており、前記側板には、前記各発光素子のそれぞれに対応して貫通孔が形成されており、前記各発光素子は、それぞれ、前記１つの側板に形成された前記各貫通孔を通じて前記筐体の内側を臨んでいる。

このような第１態様及び第２態様の構成の本発明では、各光路のいずれにも光ビームを反射する反射ミラーが設けられ、各光路の反射ミラーの数が互いに等しくされている。このため、各光路のいずれにおいても、反射ミラーの反射損失が等しくなり、各光路を通じてそれぞれの被走査体へと導かれる各光ビームの強度が等しくなる。

しかも、前記第１光学系又は第２光学系は、２つの発光素子の光ビームを、前記偏向部の回転軸方向から視たときに該２つの発光素子の光ビームが前記回転軸方向で同一直線上に互いに重なるように前記偏向部へと導いており、前記２つの光ビームのうち、一方の光ビームが前記反射ミラーで反射されて前記偏向部へと導かれ、前記他方の光ビームが前記反射ミラーから前記偏向部の回転軸方向に離間した位置を通過して前記偏向部へと導かれている。

このように第１光学系又は第２光学系において、２つの発光素子の光ビームを、偏向部の回転軸方向から視たときに該２つの発光素子の光ビームが前記回転軸方向で同一直線上に互いに重なるように偏向部へと導くので、それらの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、２つの光ビームの一方が反射ミラーで反射され、他方が反射ミラーから偏向部の回転軸方向に離間した位置を通過するので、２つの光ビームが反射ミラーで反射されるそれぞれの回数を調節することができる。
さらに、本発明に係る第２態様の光走査装置では、各発光素子を基板の平面上に配設しているので、各発光素子を同一の基板に搭載することができ、部品点数を減少させることができる。また、各発光素子を横方向の２ライン上に振り分けて配設し、各発光素子を縦方向の４ライン上にそれぞれ配設しているので、主に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、本発明に係る第１態様及び第２態様の光走査装置においては、前記反射ミラーと前記光走査装置の筐体の内面との間に、前記２つの光ビームの他方が通過する空きスペースを設けている。

このような空きスペースを設けることにより、光ビームを反射ミラーから離間した位置に通過させることが可能になる。

また、本発明に係る第１態様の光走査装置においては、前記第１光学系は、２つの発光素子の光ビームを前記偏向部の第１入射スポットへと導き、前記第２光学系は、別の２つの発光素子の光ビームを前記偏向部の第２入射スポットへと導き、前記各発光素子が同一の平面上に配設されて、前記各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、前記各発光素子は、前記偏向部の回転軸と直交する方向の２ライン上に振り分けて配設され、かつ前記偏向部の回転軸方向の４ライン上にそれぞれ配設されている。

このように各発光素子を同一の平面上に配設しているので、各発光素子を同一の基板に搭載することができ、部品点数を減少させることができる。

また、各発光素子を横方向の２ライン上に振り分けて配設し、各発光素子を縦方向の４ライン上にそれぞれ配設しているので、主に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。
本発明に係る第１態様及び第２態様の光走査装置において、例えば、前記各発光素子は、前記平面上の台形の各角に配設されている。

次に、本発明の画像形成装置は、上記本発明に係る第１態様又は第２態様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、各光路のいずれにも光ビームを反射する反射ミラーが設けられ、各光路の反射ミラーの数が互いに等しくされている。このため、各光路のいずれにおいても、反射ミラーの反射損失が等しくなり、各光路を通じてそれぞれの被走査体へと導かれる各光ビームの強度が等しくなる。

本発明の光走査装置の一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入射光学系の各反射ミラー及び第２入射光学系を拡大して示す平面図である。 （ａ）、（ｂ）は、４組の柱状部を示す正面図及び各反射ミラーを支持した状態を示す正面図である。

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一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、本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。尚、図５には、光走査装置１１外側に配置された各感光体ドラム１３も示されている。

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、各第１半導体レーザ４４ａ、４４ｂ及び各第２半導体レーザ４５ａ、４５ｂが一点鎖線で示す逆等脚台形Ｑの４つの角ｑ１〜ｑ４に配置されている。

ここで、各第１半導体レーザ４４ａ、４４ｂ及び各第２半導体レーザ４５ａ、４５ｂを逆等脚台形Ｑの４つの角ｑ１〜ｑ４に配置した場合は、各第１半導体レーザ４４ａ、４４ｂ及び各第２半導体レーザ４５ａ、４５ｂを正方形の４つの角に配置した場合と比較して、各第１半導体レーザ４４ａ、４４ｂの間隔及び各第２半導体レーザ４５ａ、４５ｂの間隔を一定に保ちながらも、高さ方向Ｚ（縦方向）について、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の高さを低減させることができる。

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、第１半導体レーザ４４ａと同一高さに配置された２個の反射ミラー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、第２半導体レーザ４５ｂと同一高さに配置された２個の反射ミラー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、及び各反射ミラー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、及び各反射ミラー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をブラック用及びシアン用の２つの感光体ドラム１３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をマゼンタ用及びイエロー用の２つの感光体ドラム１３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つの各反射ミラー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つの各反射ミラー６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、６６ｄ等からなる。第１結像光学系６１のｆθレンズ６３及び各反射ミラー６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄと、第２結像光学系６２のｆθレンズ６５及び各反射ミラー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に入射するまでの各光路、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に入射するまでの各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で絞られて、各反射ミラー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で絞られて、反射ミラー５５ｂの下方（高さ方向Ｚの下向き）の空きスペースＥを通過し、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。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４４ａの光ビームＬ１は、各反射ミラー５５ａ、５５ｂで反射されて第１光路重複領域Ｊ１まで副走査方向Ｙに変位されている。第１光路重複領域Ｊ１は、反射ミラー５５ｂ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までの各光ビームＬ１、Ｌ２の光路を含む領域である。この第１光路重複領域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の出射方向又は各反射ミラー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光路重複領域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つの反射ミラー６４ａで反射され、ブラックのトナー像が形成される感光体ドラム１３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つの反射ミラー６４ｂ、６４ｃ、６４ｄで順次反射され、シアンのトナー像が形成される感光体ドラム１３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信号に応じてブラック及びシアン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設定され、ブラック及びシアン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、ブラック及びシアン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で絞られて、反射ミラー５９ａの下方（高さ方向Ｚの下向き）の空きスペースＥを通過し、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で絞られて、各反射ミラー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。

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４５ｂの光ビームＬ４は、各反射ミラー５９ａ、５９ｂで反射されて第２光路重複領域Ｊ２まで副走査方向Ｙに変位されている。第２光路重複領域Ｊ２は、反射ミラー５９ａ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までの各光ビームＬ３、Ｌ４の光路を含む領域である。この第２光路重複領域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の出射方向又は各反射ミラー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光路重複領域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つの反射ミラー６６ｂ、６６ｃ、６６ｄで順次反射されて、マゼンタのトナー像が形成される感光体ドラム１３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つの反射ミラー６６ａで反射されて、イエローのトナー像が形成される感光体ドラム１３に入射する。

また、他方の光ビームＬ４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信号に応じてマゼンタ及びイエロー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設定され、マゼンタ及びイエロー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、マゼンタ及びイエロー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。

また、各反射ミラー５５ａ、５５ｂにより第１半導体レーザ４４ａの光ビームＬ１を仮想直線Ｍ（装置の中央）近くの第１光路重複領域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、かつ各反射ミラー５９ａ、５９ｂにより第２半導体レーザ４５ｂの光ビームＬ４を仮想直線Ｍ（装置の中央）近くの第２光路重複領域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。

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を同一の駆動基板４６に搭載しているので、部品点数を減少させて、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、ポリゴンミラー４２の回転に伴い、各光ビームＬ１〜Ｌ４をそれぞれの感光体ドラム１３上の主走査線に沿って同一の等線速度で移動させるべく、ポリゴンミラー４２から各感光体ドラム１３までの各光ビームＬ１〜Ｌ４の光路長を等しくする必要がある。このため、第１結像光学系６１においては、光ビームＬ１を１個の反射ミラー６４ａのみで反射して、光ビームＬ１の光路を１回だけ屈曲させ短く設定し、また光ビームＬ２を３個の反射ミラー６４ｂ〜６４ｄで反射して、光ビームＬ２の光路を３回屈曲させ、光ビームＬ２の光路を延ばしている。同様に、第２結像光学系６２においても、光ビームＬ４を１個の反射ミラー６６ａのみで反射して、光ビームＬ４の光路を１回だけ屈曲させ短く設定し、光ビームＬ３を３個の反射ミラー６６ｂ〜６６ｄで反射して、光ビームＬ３の光路を３回屈曲させ、光ビームＬ３の光路を延ばしている。これにより、ポリゴンミラー４２に対する各感光体ドラム１３の位置が異なっていても、各光ビームＬ１〜Ｌ４の光路長が互いに等しくなる。

しかしながら、各光ビームＬ１、Ｌ４については、１個の反射ミラー６４ａ、６６ａのみで反射されるため、反射損失が小さく、それらの光強度の低下が少なく、これに対して各光ビームＬ２、Ｌ３については、３個の反射ミラー６４ｂ〜６４ｄ、６６ｂ〜６６ｄで反射されるため、反射損失が大きく、それらの光強度の低下が大きい。仮に、各光ビームＬ１、Ｌ４と各光ビームＬ２、Ｌ３との光強度の差が大きい状態で、各光ビームＬ１〜Ｌ４の強度を互いに一致させるための調整を行ったならば、この調整が困難になる。

そこで、本実施形態では、第１入射光学系５１においては光ビームＬ１を２個の反射ミラー５５ａ、５５ｂで反射してからポリゴンミラー４２に入射させ、また光ビームＬ２を反射せずにポリゴンミラー４２に入射させ、同様に第２入射光学系５２においては光ビームＬ４を２個の反射ミラー５９ａ、５９ｂで反射してからポリゴンミラー４２に入射させ、また光ビームＬ３を反射せずにポリゴンミラー４２に入射させている。このため、光ビームＬ１については２個の反射ミラー５５ａ、５５ｂと１個の反射ミラー６４ａで３回反射され、光ビームＬ２については３個の反射ミラー６４ｂ〜６４ｄで３回反射され、光ビームＬ３については３個の反射ミラー６６ｂ〜６６ｄで３回反射され、光ビームＬ４については２個の反射ミラー５９ａ、５９ｂと１個の反射ミラー６６ａで３回反射され、よって各光ビームＬ１〜Ｌ４のいずれも３個の反射ミラーで３回反射されることになる。この結果、各光ビームＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４の光路における反射損失が同一になって、各感光体ドラム１３に入射する各光ビームＬ１〜Ｌ４の光強度が概ね同一となり、各光ビームＬ１〜Ｌ４の光強度を互いに一致させるための調整が容易になる。

尚、各光ビームＬ１、Ｌ４の光路長は、各反射ミラー５５ａ、５５ｂの離間距離の分及び各反射ミラー５９ａ、５９ｂの離間距離の分それぞれ長くなるが、これらの離間距離が短いので、各光ビームＬ２、Ｌ３の光路長をそれらの離間距離だけ長くして各光ビームＬ１、Ｌ４の光路長に容易に等しくすることができる。

次に、そのような第１入射光学系５１の２個の反射ミラー５５ａ、５５ｂ及び第２入射光学系５２の２個の反射ミラー５９ａ、５９ｂについて詳しく説明する。

図６は、第１入射光学系５１及び第２入射光学系５２を拡大して示す平面図である。図６に示すように筐体４１の底板４１ａには、４組の柱状部８１ａ〜８１ｈが突設されており、各柱状部８１ａ、８１ｂの間に反射ミラー５５ａが支持され、各柱状部８１ｃ、８１ｄの間に反射ミラー５５ｂが支持され、各柱状部８１ｅ、８１ｆの間に反射ミラー５９ａが支持され、各柱状部８１ｇ、８１ｈの間に反射ミラー５９ｂが支持されている。

図７（ａ）、（ｂ）は、４組の柱状部８１ａ〜８１ｈを示す正面図及び各反射ミラー５５ａ、５５ｂ、５９ａ、５９ｂを支持した状態を示す正面図である。図７（ａ）、（ｂ）に示すように各柱状部８１ａ、８１ｂの対向面、各柱状部８１ｃ、８１ｄの対向面、各柱状部８１ｅ、８１ｆの対向面、及び各柱状部８１ｇ、８１ｈの対向面には、それぞれの溝８２がそれらの柱状部の先端から中央近くまで形成されており、各柱状部８１ａ、８１ｂの溝８２に反射ミラー５５ａの両端が挿入されて接着され、各柱状部８１ｓ、８１ｄの溝８２に反射ミラー５５ｂの両端が挿入されて接着され、各柱状部８１ｅ、８１ｆの溝８２に反射ミラー５９ａの両端が挿入されて接着され、各柱状部８１ｇ、８１ｈの溝８２に反射ミラー５９ｂの両端が挿入されて接着されている。

また、各反射ミラー５５ａ、５５ｂ、５９ａ、５９ｂは、４組の柱状部８１ａ〜８１ｈにより底板４１ａから離間して支持され、各反射ミラー５５ａ、５５ｂ、５９ａ、５９ｂと底板４１ａの間、つまり各反射ミラー５５ａ、５５ｂ、５９ａ、５９ｂの下方（高さ方向Ｚの下向き）には空きスペースＥが形成されている。

ここで、図５を参照して先に述べたように駆動基板４６（ＹＺ平面）においては、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、各第１半導体レーザ４４ａ、４４ｂ及び各第２半導体レーザ４５ａ、４５ｂが一点鎖線で示す逆等脚台形Ｑの４つの角ｑ１〜ｑ４に配置されている。

また、図５から明らかなように第１入射光学系５１においては、各反射ミラー５５ａ、５５ｂが第１半導体レーザ４４ａと同一高さに配置され、各反射ミラー５５ａ、５５ｂの下方に空きスペースＥが形成されている。同様に、第２入射光学系５２においては、各反射ミラー５９ａ、５９ｂが第２半導体レーザ４５ｂと同一高さに配置され、各反射ミラー５９ａ、５９ｂの下方に空きスペースＥが形成されている。

そして、図６に示すように第１入射光学系５１においては、第１半導体レーザ４４ａの光ビームＬ１が、各反射ミラー５５ａ、５５ｂで２回反射されて第１光路重複領域Ｊ１まで副走査方向Ｙに変位され、第１光路重複領域Ｊ１では各光ビームＬ１、Ｌ２が高さ方向Ｚで重なって直線状の同一ラインを通るようにしている。また、図５に示すように第１半導体レーザ４４ｂの光ビームＬ２が反射ミラー５５ｂの下方の空きスペースＥを通過するようにしている。従って、光ビームＬ１が２個の反射ミラー５５ａ、５５ｂで反射され、また光ビームＬ２が反射されずに反射ミラー５５ｂの下方の空きスペースＥを通過する。

同様に、第２入射光学系５２においては、第２半導体レーザ４５ｂの光ビームＬ４が、各反射ミラー５９ａ、５９ｂで２回反射されて第２光路重複領域Ｊ２まで副走査方向Ｙに変位され、第２光路重複領域Ｊ２では各光ビームＬ３、Ｌ４が高さ方向Ｚで重なって直線状の同一ラインを通るようにしている。また、図５に示すように第２半導体レーザ４５ａの光ビームＬ３が反射ミラー５９ａの下方の空きスペースＥを通過するようにしている。従って、光ビームＬ４が２個の反射ミラー５５ａ、５５ｂで反射され、光ビームＬ３が反射されずに反射ミラー５９ａの下方の空きスペースＥを通過する。

すなわち、第１入射光学系５１においては光ビームＬ１を２個の反射ミラー５５ａ、５５ｂで反射し、また光ビームＬ２を反射せず、同様に第２入射光学系５２においては光ビームＬ４を２個の反射ミラー５９ａ、５９ｂで反射し、また光ビームＬ３を反射しないようにしている。

このように第１及び第２入射光学系５１、５２においては、各第１半導体レーザ４４ａ、４４ｂ及び各第２半導体レーザ４５ａ、４５ｂを逆等脚台形Ｑの４つの角ｑ１〜ｑ４に配置した上で、第１半導体レーザ４４ａと各反射ミラー５５ａ、５５ｂとを同一高さに配置すると共に、第２半導体レーザ４５ｂと各反射ミラー５９ａ、５９ｂとを同一高さに配置し、第１半導体レーザ４４ａの光ビームＬ１を２個の反射ミラー５５ａ、５５ｂで反射し、第２半導体レーザ４５ｂの光ビームＬ４を２個の反射ミラー５９ａ、５９ｂで反射し、また第１半導体レーザ４４ａの光ビームＬ２及び第２半導体レーザ４５ｂの光ビームＬ３を反射しないようにしている。これにより、各光ビームＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４の光路のいずれにも３個の反射ミラーが設けられて、これらの光路における光ビームの反射損失が同一に設定される。このため、各感光体ドラム１３に入射する各光ビームＬ１〜Ｌ４の光強度が概ね同一となり、各光ビームＬ１〜Ｌ４との光強度を互いに一致させるための調整が容易になる。

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（発光素子）
４５ａ、４５ｂ 第２半導体レーザ（発光素子）
４６ 駆動基板
５１ 第１入射光学系（第１光学系）
５２ 第２入射光学系（第２光学系）
５３ａ、５３ｂ、５７ａ、５７ｂ コリメータレンズ
５５ａ、５５ｂ、５９ａ、５９ｂ 反射ミラー
５６ シリンドリカルレンズ
６１ 第１結像光学系（第１光学系）
６２ 第２結像光学系（第２光学系）
６３、６５ ｆθレンズ
６４ａ〜６４ｄ、６６ａ〜６６ｄ 反射ミラー
７１、７４ ＢＤミラー
７２、７５ ＢＤセンサ
７３、７６ 基板
８１ａ〜８１ｈ 柱状部

Claims (5)

1. 複数の発光素子と、光ビームを偏向させる偏向部と、前記各発光素子の光ビームを前記偏向部へと導き、前記偏向部で偏向された前記各発光素子の光ビームを複数の被走査体へとそれぞれ導く複数の光路を形成する第１光学系及び第２光学系とを備え、前記第１光学系及び第２光学系は、前記偏向部の回転軸を通る直線の両側に設けられた光走査装置であって、
   前記各光路のいずれにも光ビームを反射する反射ミラーが設けられ、前記各光路の反射ミラーの数が互いに等しく、
   前記第１光学系及び第２光学系のそれぞれは、２つの発光素子の光ビームを、前記偏向部の回転軸方向から視たときに該２つの発光素子の光ビームが前記回転軸方向で同一直線上に互いに重なるように前記偏向部へと導いており、
   前記２つの光ビームのうち、一方の光ビームが前記反射ミラーで反射されて前記偏向部へと導かれ、他方の光ビームが前記反射ミラーから前記偏向部の回転軸方向に離間した位置を通過して前記偏向部へと導かれ、
   前記第１光学系及び前記第２光学系のそれぞれにおいて前記一方の光ビームを前記偏向部に導く前記反射ミラーと前記偏向部との間の光路上かつ前記他方の光ビームを出射する前記発光素子と前記偏向部との間の光路上に、４つの前記発光素子の前記光ビームを通過させる単一のシリンドリカルレンズが配設されている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、
   前記第１光学系は、２つの発光素子の光ビームを前記偏向部の第１入射スポットへと導き、前記第２光学系は、別の２つの発光素子の光ビームを前記偏向部の第２入射スポットへと導き、
   前記各発光素子が同一の平面上に配設されて、前記各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、前記各発光素子は、前記偏向部の回転軸と直交する方向の２ライン上に振り分けて配設され、かつ前記偏向部の回転軸方向の４ライン上にそれぞれ配設されたことを特徴とする光走査装置。
3. 複数の発光素子と、光ビームを偏向させる偏向部と、前記各発光素子の光ビームを前記偏向部へと導き、前記偏向部で偏向された前記各発光素子の光ビームを複数の被走査体へとそれぞれ導く複数の光路を形成する第１光学系及び第２光学系とを備え、前記第１光学系及び第２光学系は、前記偏向部の回転軸を通る直線の両側に設けられた光走査装置であって、
   前記各光路のいずれにも光ビームを反射する反射ミラーが設けられ、前記各光路の反射ミラーの数が互いに等しく、
   底板及び前記底板を囲む複数の側板を有する筐体と、前記各発光素子を一方の平面に搭載した単一の基板とを備え、
   前記第１光学系又は第２光学系は、２つの発光素子の光ビームを、前記偏向部の回転軸方向から視たときに該２つの発光素子の光ビームが前記回転軸方向で同一直線上に互いに重なるように前記偏向部へと導いており、
   前記２つの光ビームのうち、一方の光ビームが前記反射ミラーで反射されて前記偏向部へと導かれ、他方の光ビームが前記反射ミラーから前記偏向部の回転軸方向に離間した位置を通過して前記偏向部へと導かれ、
   前記第１光学系は、２つの発光素子の光ビームを前記偏向部の第１入射スポットへと導き、前記第２光学系は、別の２つの発光素子の光ビームを前記偏向部の第２入射スポットへと導き、
   前記各発光素子が前記基板の前記平面上に配設されて、前記各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、前記各発光素子は、前記偏向部の回転軸と直交する方向の２ライン上に振り分けて配設され、かつ前記偏向部の回転軸方向の４ライン上にそれぞれ配設され、
   前記筐体の前記複数の側板のうち１つの側板の外側には、前記各発光素子を搭載した前記基板が固定されており、
   前記側板には、前記各発光素子のそれぞれに対応して貫通孔が形成されており、
   前記各発光素子は、それぞれ、前記１つの側板に形成された前記各貫通孔を通じて前記筐体の内側を臨んでいることを特徴とする光走査装置。
4. 請求項２又は請求項３に記載の光走査装置であって、
   前記各発光素子は、前記平面上の台形の各角に配設されたことを特徴とする光走査装置。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか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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