JPH09311288A - 光走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置全体の小型化を図ると共に，複雑な調整
を行う必要なく，各走査線を高精度に配置できるように
する。 【解決手段】 光ビームを出射する複数のレーザ光源１
０１，１１１と，対応するレーザ光源１０１，１１１か
ら出射された光ビームを偏向して感光体上を走査する複
数の偏向・走査手段としてのポリゴンミラー１０３，１
１３とを備えた光走査装置１００において，ポリゴンミ
ラー１０３，１１３のビーム走査方向を主走査面内にて
略９０度変更するビーム走査方向変更手段としてのミラ
ー１０６を備え，ポリゴンミラー１０３，１１３をそれ
ぞれのビーム走査方向が感光体送り方向と略直交する方
向となるように配置し，レーザ光源１０１，１１１から
出射された光ビームを，ポリゴンミラー１０３，１１３
で偏向および走査し，さらにミラー１０６でビーム走査
方向を変更し，感光体上に導く。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，デジタル複写機，
レーザプリンタ等の光書き込み系に用いられる光走査装
置に関し，より詳細には，複数の光ビームにより感光体
上に各々静電潜像を形成し，その像の重ね合わせによ
り，多色（カラー）画像を得るための光走査装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年，デジタル複写機，レーザプリンタ
等の画像形成装置として，感光体ドラム上の少なくとも
異なる２ヶ所を光ビームで同時に露光し，その各々の露
光領域を異なる色の現像器で現像し，重ね合わせ，１回
の転写で２色画像を出力紙に形成する装置や，４つの感
光体ドラムを出力紙の搬送方向に配列させ，各感光体ド
ラムに対応した光ビームで同時に露光し，各々異なる色
（イエロー，マゼンタ，シアン，ブラック）の現像器で
現像した画像を順次転写し，重ね合わせてカラー画像を
形成する装置が実用化されている。

【０００３】このような画像形成装置において，同時に
複数の光走査を行うために複数の走査手段が用いられて
いるが，複数の走査手段を配置するために大きなスペー
スが必要となり，装置全体が大型化するという不都合が
あった。

【０００４】このためこれを解決するものとして，特開
平２−２５００２０号公報『光走査装置』や，特開平４
−１２７１７４号公報『画像形成装置』に開示されるよ
うに，複数の光ビームを単一の偏向器に入射して走査す
る方法が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，上記従
来の技術によれば，複数の光ビームを単一の偏向器に入
射して走査する方法では，偏向器は１つで済むものの，
各光ビームの偏向点から感光体までの光路長を一致させ
る必要があるため，以下の問題点があった。

【０００６】第１に，各光ビームの偏向点から感光体ま
での光路長を一致させるために，複数の折り返しミラー
を駆使して光路の設定（配回）を行うため，結局，空間
的に無駄なスペースが多くなり，装置全体の小型化に限
度があるという問題点があった。

【０００７】第２に，複数回の折り返しによって光路を
設定するため，走査線間の配置誤差が大きくなってしま
い，複雑な調整を余儀なくされているという問題点もあ
った。

【０００８】本発明は上記に鑑みてなされたものであっ
て，装置全体の小型化を図ると共に，複雑な調整を行う
必要なく，各走査線を高精度に配置できるようにするこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに，請求項１に係る光走査装置は，光ビームを出射す
る複数のレーザ光源と，前記複数のレーザ光源に対応し
て配置され，かつ，対応するレーザ光源から出射された
光ビームを偏向して感光体上を走査する複数の偏向・走
査手段とを備えた光走査装置において，前記偏向・走査
手段のビーム走査方向を主走査面内にて略９０度変更す
るビーム走査方向変更手段を備え，前記複数の偏向・走
査手段を，それぞれのビーム走査方向が感光体送り方向
と略直交する方向となるように配置し，前記レーザ光源
から出射された光ビームを，前記偏向・走査手段で偏向
および走査し，さらに前記ビーム走査方向変更手段でビ
ーム走査方向を変更し，感光体上に導くものである。

【００１０】また，請求項２に係る光走査装置は，請求
項１記載の光走査装置において，前記複数の偏向・走査
手段が，２つの偏向・走査手段を一対として各々画像中
心を挟んで対向する方向に配置されているものである。

【００１１】また，請求項３に係る光走査装置は，請求
項２記載の光走査装置において，前記２つの偏向・走査
手段が，それぞれ相反する方向に光ビームを偏向および
走査し，前記ビーム走査方向変更手段が，前記２つの偏
向・走査手段のそれぞれのビーム走査方向を変更して，
感光体上で前記２つの偏向・走査手段のビーム走査方向
を同一のビーム走査方向とするものである。

【００１２】また，請求項４に係る光走査装置は，請求
項１記載の光走査装置において，前記複数のレーザ光
源，複数の偏向・走査手段およびビーム走査方向変更手
段が，同一ベース上に一体的に支持されているものであ
る。

【００１３】また，請求項５に係る光走査装置は，請求
項４記載の光走査装置において，前記同一ベース上に一
体的に支持されている前記複数のレーザ光源，複数の偏
向・走査手段およびビーム走査方向変更手段を１つの光
走査ユニット単位とした場合に，前記光走査ユニットを
複数積み重ねて位置決めするための位置決め手段を備え
たものである。

【００１４】また，請求項６に係る光走査装置は，請求
項１記載の光走査装置において，前記ビーム走査方向変
更手段が，平行平板のミラーから構成され，かつ，１つ
の平行平板のミラーを用いて前記複数の偏向・走査手段
のそれぞれのビーム走査方向の変更を行うものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下，本発明の光走査装置につい
て，〔実施の形態１〕，〔実施の形態２〕，〔実施の形
態３〕の順で，図面を参照して詳細に説明する。

【００１６】〔実施の形態１〕図１は，実施の形態１の
光走査装置の要部概略図である。光走査装置１００は，
半導体レーザおよび画像情報に基づいて半導体レーザよ
り射出された光ビームを平行光束とするコリメートレン
ズとからなるレーザ光源１０１，１１１と，副走査方向
にのみ屈折力を有するシリンダレンズ１０２，１１２
と，偏向・走査手段としてのポリゴンミラー１０３，１
１３と，２枚構成のｆθレンズ１０４，１１４と，ポリ
ゴンミラー１０３，１１３のビーム走査方向を主走査面
内にて略９０度変更するビーム走査方向変更手段として
のミラー１０６と，ミラー１０６で反射された光ビーム
を感光体（図示せず）の方向に導光する折り返しミラー
１０５，１１５と，を備えている。

【００１７】なお，ポリゴンミラー１０３，１１３は，
それぞれモータ（図示せず）によって回転駆動されて，
図中の矢印方向に所定の速度で回転している。

【００１８】また，ｆθレンズ１０４，１１４は，それ
ぞれポリゴンミラー１０３，１１３で反射偏向された各
々の光ビームを，被走査面としての異なった２つの感光
体（または同一感光体面上の異なった位置）にそれぞれ
結像させる。

【００１９】また，ミラー１０６は，平行平板の両面を
反射面として形成したものであり，それぞれの面で，光
ビームは折り返しミラー１０５または折り返しミラー１
１５の方向に反射させる。

【００２０】さらに，実施の形態１では，図示の如く，
ポリゴンミラー１０３，１１３およびｆθレンズ１０
４，１１４が，各々画像中心線（走査中心）を挟んで対
向する方向に配置されている。この対向する方向に配置
されたポリゴンミラー１０３，１１３で光ビームを偏向
および走査し，平行平板の両面を反射面として形成した
ミラー１０６により，それぞれの光ビームを略９０度の
方向に偏向し，折り返しミラー１０５，１１５を介して
感光体上へ導光する。

【００２１】このように構成された光走査装置１００の
各部は，図中に破線で示す同一ベース上に一体的に支持
されており，画像中心線と偏向点との距離Ｈ１，Ｈ２を
各光ビームの結像位置と被走査位置とが一致するように
個別に設定することで，光走査装置と被走査面との間を
短縮し，折り返しミラー１０５，１１５にて反射された
光ビームが直接被走査面を走査するように構成されてい
る。換言すれば，距離Ｈ１と距離Ｈ２を個別に設定する
ことにより，光路長の差を吸収して，光路を簡素化して
いる。

【００２２】前述したように実施の形態１では，複数の
偏向・走査手段（ポリゴンミラー１０３，１１３）によ
り感光体の送り方向と略直交する方向から光ビーム走査
を行うので，複数の偏向・走査手段の配置で光路長を加
減できる。したがって，光走査装置１００から感光体ま
での光路が簡素化され，装置全体の小型化を図ることが
できる。また，光走査装置から感光体までの光路長の設
定の自由度が高いので画像形成装置内におけるレイアウ
トの自由度が高まり，レイアウトの最適化を図ることが
できる。

【００２３】また，２つの偏向・走査手段（ポリゴンミ
ラー１０３，１１３）を画像中心を挟んで対向する方向
から光ビーム走査を行うことにより，１つの偏向・走査
手段（ポリゴンミラー）を有した光走査装置と同じスペ
ースに，２つの偏向・走査手段をコンパクトに収納する
ことができ，装置全体が偏平化されて，小型化を図るこ
とができる。

【００２４】さらに，装置各部（特に，ポリゴンミラー
１０３，１１３）を同一ベース上に一体支持するので，
装置各部の位置決めが容易となり，特にポリゴンミラー
１０３，１１３の相対的位置関係が常に維持されるの
で，複雑な調整を行う必要なく，各走査線を高精度に配
置でき，経時的にも安定した画像出力を得ることができ
る。

【００２５】また，ビーム走査方向偏向手段として同一
部材よりなるミラー１０６により，２つの偏向・走査手
段（ポリゴンミラー１０３，１１３）の走査方向の偏向
を行ったので，上記ビーム走査方向偏向手段を個別に設
ける場合と比較して，各走査線の平行度が維持され，被
走査面上での走査位置ずれが生じにくくなり，安定した
画像出力が得られると共に，部品点数も削除され，組立
効率も向上する。

【００２６】また，各偏向・走査手段（ポリゴンミラー
１０３，１１３）の走査方向が被走査面（感光体面）上
で一致するように，各偏向・走査手段（ポリゴンミラー
１０３，１１３）での走査方向を設定したので，書込開
始のタイミングをとる同期検知回路を一方に配備するこ
とができ，コストの低減を図れる。また，波動変動等に
より走査倍率変化が生じても，各偏向・走査手段（ポリ
ゴンミラー１０３，１１３）で書込開始位置を合わせる
ことができ，経時的にも安定した画像出力を得ることが
できる。

【００２７】図２は，実施の形態１の光走査装置１００
を１つの感光体ドラムを有する画像形成装置に適用した
例を示す説明図である。この画像形成装置は，感光体ド
ラム４０１の１回転で２色画像を形成するタイプであ
る。

【００２８】光走査装置１００は，１つの感光体ドラム
４０１の異なる位置を走査するように配置されており，
各光ビームで露光された潜像は各々異なる色の現像器
（図示せず）により顕像化され，出力紙に同時に転写さ
れる。

【００２９】この場合，各光ビームの光路長Ｌ１，Ｌ２
がレイアウト上最適となるように，前述した距離Ｈ１，
Ｈ２を設定することにより，装置全体の小型化を図るこ
とができる。なお，図において，４０２は折り返しミラ
ーを示す。このように必要に応じて折り返しミラーを追
加する。

【００３０】〔実施の形態２〕実施の形態２は，実施の
形態１の光走査装置１００を２段に積み重ねて４本の光
ビームを同時に走査するようにしたものである。なお，
光走査装置１００の構成は実施の形態１と同様に付き，
ここでは異なる部分のみを説明する。

【００３１】図３は，実施の形態２の２段の光走査装置
１００を４つの感光体ドラムを有する画像形成装置に適
用した例を示す説明図である。この画像形成装置は，図
示の如く，４つの感光体ドラム３０１，３０２，３０
３，３０４を直列に配置し，出力紙に各色を順次転写し
てカラー画像を形成するものである。２段の光走査装置
１００は，それぞれ前述した距離Ｈ１，Ｈ２および距離
Ｌ１，Ｌ２を違えて設定されており，４本の光ビームを
同時に走査するようにしている。

【００３２】なお，図４に示すように，２段の光走査装
置１００のベース５０１，５０２は，画像中央部付近に
設けられた位置決めピン５０３ａ，５０３ｂを係合さ
せ，書込中心を合わせると共に，高さ方向の基準面５０
４ａ〜５０４ｄをベース５０２の下側に当接してネジ固
定され，一体的に支持される。ここでは，光走査装置１
００を２段積み重ねた例を示すが，当然，２段以上積み
重ねることも可能である。

【００３３】前述した構成によって，実施の形態２で
は，実施の形態１と同様の効果に加えて，光走査装置１
００を２段積み重ねたため，４つの感光体ドラムを有す
る画像形成装置において，顕著に小型化を図ることがで
きると共に，取扱い性・組立効率の向上を図ることがで
きる。

【００３４】また，光走査装置１００を１つのユニット
として，該ユニットを複数個積み重ねて支持する位置決
め手段を設けたので，多ビーム走査が可能な光走査装置
を容易に構成できる。さらに，各々の位置決め基準面を
直接突き当てて支持することにより，各走査線の平行度
が維持され，被走査面上での走査位置ずれが生じにくく
なり，安定した画像出力を得ることできる。

【００３５】〔実施の形態３〕図５は，実施の形態３の
光走査装置２００の要部概略図である。実施の形態３の
光走査装置２００は，レーザ光源２０１，２１１と，シ
リンダレンズ２０２，２１２と，偏向・走査手段として
のポリゴンミラー２０３，２１３と，ｆθレンズ２０
４，２１４と，ビーム走査方向偏向手段としてのミラー
２０６と，折り返しミラー２０５，２１５とを備えてい
る。

【００３６】実施の形態３の光走査装置２００では，図
示の如く，レーザ光源２０１，シリンダレンズ２０２，
ポリゴンミラー２０３，ｆθレンズ２０４および折り返
しミラー２０５を同一の面（第１配置面と記載する）に
配置し，レーザ光源２１１，シリンダレンズ２１２，ポ
リゴンミラー２１３，ｆθレンズ２１４および折り返し
ミラー２１５を同一の面（第２配置面と記載する）に配
置し，第１配置面と第２配置面とを異なる高さに設けた
ものである。

【００３７】また，ポリゴンミラー２０３，２１３から
の走査ビームが，ミラー２０６に対して同一方向から出
射される構成であり，ミラー２０６によって走査方向が
略９０度偏向され，折り返しミラー２０５，２１５によ
り各々被走査位置に導光される。

【００３８】さらに，画像中心線と偏向点との距離Ｈ
１，Ｈ２を各光ビームの結像位置と被走査位置とが一致
するように個別に設定することで，光走査装置２００と
被走査面との間を短縮し，折り返しミラー２０５，２１
５によって反射された光ビームが直接被走査面を走査す
るように構成されている。

【００３９】前述した構成によって，実施の形態３で
は，実施の形態１と同様の効果を奏することができる。

【００４０】また，実施の形態３の光走査装置２００を
用いて，実施の形態２で示したように２段または多段積
み重ねて光走査装置を構成することも可能である。さら
に，実施の形態１の光走査装置１００と実施の形態３の
光走査装置２００を組み合わせて，２段または多段積み
重ねて光走査装置を構成することも可能である。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように，本発明の光走査装
置（請求項１）は，光ビームを出射する複数のレーザ光
源と，前記複数のレーザ光源に対応して配置され，か
つ，対応するレーザ光源から出射された光ビームを偏向
して感光体上を走査する複数の偏向・走査手段とを備え
た光走査装置において，前記偏向・走査手段のビーム走
査方向を主走査面内にて略９０度変更するビーム走査方
向変更手段を備え，前記複数の偏向・走査手段を，それ
ぞれのビーム走査方向が感光体送り方向と略直交する方
向となるように配置し，前記レーザ光源から出射された
光ビームを，前記偏向・走査手段で偏向および走査し，
さらに前記ビーム走査方向変更手段でビーム走査方向を
変更し，感光体上に導くため，装置全体の小型化を図る
と共に，複雑な調整を行う必要なく，各走査線を高精度
に配置することができる。

【００４２】また，本発明の光走査装置（請求項２）
は，請求項１記載の光走査装置において，前記複数の偏
向・走査手段が，２つの偏向・走査手段を一対として各
々画像中心を挟んで対向する方向に配置されているた
め，装置全体が偏平化され，さらに小型化を図ることが
できる。

【００４３】また，本発明の光走査装置（請求項３）請
求項２記載の光走査装置において，前記２つの偏向・走
査手段が，それぞれ相反する方向に光ビームを偏向およ
び走査し，前記ビーム走査方向変更手段が，前記２つの
偏向・走査手段のそれぞれのビーム走査方向を変更し
て，感光体上で前記２つの偏向・走査手段のビーム走査
方向を同一のビーム走査方向とするため，書込開始のタ
イミングをとる同期検知回路を一方に配備することがで
き，コストの低減を図れる。また，波動変動等により走
査倍率変化が生じても，各偏向・走査手段で書込開始位
置を合わせることができ，経時的にも安定した画像出力
を得ることができる。

【００４４】また，本発明の光走査装置（請求項４）
は，請求項１記載の光走査装置において，前記複数のレ
ーザ光源，複数の偏向・走査手段およびビーム走査方向
変更手段が，同一ベース上に一体的に支持されているた
め，装置各部の位置決めが容易で，相対的位置関係も常
に維持されるので，複雑な調整を行う必要なく，各走査
線を高精度に配置でき，経時的にも安定した画像出力を
得ることができる。

【００４５】また，本発明の光走査装置（請求項５）
は，請求項４記載の光走査装置において，前記同一ベー
ス上に一体的に支持されている前記複数のレーザ光源，
複数の偏向・走査手段およびビーム走査方向変更手段を
１つの光走査ユニット単位とした場合に，前記光走査ユ
ニットを複数積み重ねて位置決めするための位置決め手
段を備えたため，多ビーム走査が可能な光走査装置を容
易に構成できる。さらに，各走査線の平行度が維持さ
れ，被走査面上での走査位置ずれが生じにくくなり，安
定した画像出力を得ることできる。

【００４６】また，本発明の光走査装置（請求項６）
は，請求項１記載の光走査装置において，前記ビーム走
査方向変更手段が，平行平板のミラーから構成され，か
つ，１つの平行平板のミラーを用いて前記複数の偏向・
走査手段のそれぞれのビーム走査方向の変更を行うた
め，ビーム走査方向偏向手段を個別に設ける場合と比較
して，各走査線の平行度が維持され，被走査面上での走
査位置ずれが生じにくくなり，安定した画像出力が得ら
れると共に，部品点数も削除され，組立効率も向上す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１の光走査装置の要部概略図であ
る。

【図２】実施の形態１の光走査装置を１つの感光体ドラ
ムを有する画像形成装置に適用した例を示す説明図であ
る。

【図３】実施の形態２の２段の光走査装置を４つの感光
体ドラムを有する画像形成装置に適用した例を示す説明
図である。

【図４】実施の形態２の２段の光走査装置を積み重ねる
構造例を示す説明図である。

【図５】実施の形態３の光走査装置の要部概略図であ
る。

【符号の説明】

１０１，１１１ レーザ光源 １０２，１１２ シリンダレンズ １０３，１１３ ポリゴンミラー １０４，１１４ ｆθレンズ １０５，１１５ 折り返しミラー １０６ ミラー ２０１，２１１ レーザ光源 ２０２，２１２ シリンダレンズ ２０３，２１３ ポリゴンミラー ２０４，２１４ ｆθレンズ ２０５，２１５ 折り返しミラー ２０６ ミラー

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ビームを出射する複数のレーザ光源
   と，前記複数のレーザ光源に対応して配置され，かつ，
   対応するレーザ光源から出射された光ビームを偏向して
   感光体上を走査する複数の偏向・走査手段とを備えた光
   走査装置において，前記偏向・走査手段のビーム走査方
   向を主走査面内にて略９０度変更するビーム走査方向変
   更手段を備え，前記複数の偏向・走査手段を，それぞれ
   のビーム走査方向が感光体送り方向と略直交する方向と
   なるように配置し，前記レーザ光源から出射された光ビ
   ームを，前記偏向・走査手段で偏向および走査し，さら
   に前記ビーム走査方向変更手段でビーム走査方向を変更
   し，感光体上に導くことを特徴とする光走査装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の光走査装置において，前
   記複数の偏向・走査手段が，２つの偏向・走査手段を一
   対として各々画像中心を挟んで対向する方向に配置され
   ていることを特徴とする光走査装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の光走査装置において，前
   記２つの偏向・走査手段が，それぞれ相反する方向に光
   ビームを偏向および走査し，前記ビーム走査方向変更手
   段が，前記２つの偏向・走査手段のそれぞれのビーム走
   査方向を変更して，感光体上で前記２つの偏向・走査手
   段のビーム走査方向を同一のビーム走査方向とすること
   を特徴とする光走査装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の光走査装置において，前
   記複数のレーザ光源，複数の偏向・走査手段およびビー
   ム走査方向変更手段が，同一ベース上に一体的に支持さ
   れていることを特徴とする光走査装置。
5. 【請求項５】 請求項４記載の光走査装置において，前
   記同一ベース上に一体的に支持されている前記複数のレ
   ーザ光源，複数の偏向・走査手段およびビーム走査方向
   変更手段を１つの光走査ユニット単位とした場合に，前
   記光走査ユニットを複数積み重ねて位置決めするための
   位置決め手段を備えたことを特徴とする光走査装置。
6. 【請求項６】 請求項１記載の光走査装置において，前
   記ビーム走査方向変更手段が，平行平板のミラーから構
   成され，かつ，１つの平行平板のミラーを用いて前記複
   数の偏向・走査手段のそれぞれのビーム走査方向の変更
   を行うことを特徴とする光走査装置。