JPH11119131A - マルチビーム走査装置 - Google Patents

マルチビーム走査装置

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JPH11119131A
JPH11119131A JP9286575A JP28657597A JPH11119131A JP H11119131 A JPH11119131 A JP H11119131A JP 9286575 A JP9286575 A JP 9286575A JP 28657597 A JP28657597 A JP 28657597A JP H11119131 A JPH11119131 A JP H11119131A
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lens
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ミラー面からの光路長を長く取ったり、特殊
なレンズを用いたりすることなく、偏向後の各光ビーム
を簡単に分離できるマルチビーム走査装置を提供する。 【解決手段】 レーザダイオード51K,51Yから出
射された光ビームLK,LYは、コリメータレンズ52
K,52Y、第1シリンドリカルレンズ53K,53Y
をそれぞれ介してポリゴンミラー55のミラー面に入射
し、反射されることにより偏向される。光ビームLK,
LYがミラー面に入射する際の入射角が、当該ミラー面
より光源側の位置Pにおいて交差するように設定され
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、多色の複写機やレ
ーザプリンタなどに用いられるマルチビーム走査装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】多色の画像形成装置、例えば、タンデム
型のフルカラー複写機においては、シアン(C)、マゼ
ンタ(M)、イエロー(Y)、ブラック(K)の各色に
対応して4つの感光体ドラムを転写ベルトの搬送面に沿
って列設し、ビーム走査装置によって4本の光ビームを
走査して各感光体ドラム周面に各色の静電潜像を形成す
ると共に該当する色のトナーで顕像化し、これを転写ベ
ルトによって搬送される記録シート上に順次転写してフ
ルカラー画像を形成するようになっている。
【0003】このようなフルカラー複写機に使用される
ビーム走査装置は、C、M、Y、Kの各色に対応して設
けられた4つのレーザーダイオードと、当該レーザダイ
オードから発せられた光ビームを偏向して感光体ドラム
表面を露光走査する光学系とから構成され、光学系は、
ポリゴンミラー、走査レンズおよび折り返しミラーなど
の光学素子を備える。
【0004】各レーザダイオードは、入力された画像デ
ータにより駆動され、光ビームを出射する。この光ビー
ムは、回転するポリゴンミラーのミラー面で反射して偏
向された後、走査レンズなどを経由して該当する感光体
ドラムの表面を露光走査するようになっている。
【0005】ところで、各光ビームに対してポリゴンミ
ラーなどを個別に設けると、それだけコストが高くつ
き、ビーム走査装置の構成も大型化する。
【0006】そこで、ポリゴンミラーを共用したマルチ
ビーム走査装置が従来から考えられており、このような
マルチビーム走査装置は、例えば、特開平8−2718
17号公報に開示されている。
【0007】図5は、上記公報に開示されているマルチ
ビーム走査装置の要部を示す正面図である。マルチビー
ム走査装置100におけるポリゴンミラー101の1つ
のミラー面には、4個のレーザダイオード(不図示)か
ら4本の光ビームLK〜LCが入射されている。この光
ビームLK〜LCの入射角は、ポリゴンミラー101の
1つのミラー面上において各ビームが回転軸O方向(副
走査方向)に直線的に並び、かつ偏向された各ビームが
トロイダルレンズ102とfθレンズ103との間で、
回転軸Oに垂直な平面Q上の位置Pにおいて交差するよ
うに設定されている。
【0008】ポリゴンミラー101のミラー面で偏向さ
れた光ビームLK〜LCは、当該ミラー面から位置Pに
近づくにつれて上記平面Qに徐々に近接しながらトロイ
ダルレンズ102を経由し、位置Pにおいて交差後、位
置Pから離れるにつれて相互に離間しながらfθレンズ
103を経由する。fθレンズ103を経由した光ビー
ムLK〜LCは、折り返しミラー104aK〜104c
K,104aY〜104cY,104aM〜104c
M,104Cにより光路長を等しくなるように調整され
ながら光路変更され、防塵ガラス105K〜105Cを
介して該当する感光体ドラム61K〜61Cの周面を主
走査方向に露光走査して静電画像を形成するようになっ
ている。
【0009】これによって、1つのポリゴンミラー10
1や、トロイダルレンズ102、fθレンズ103から
なる走査レンズの共用により、大幅なコストダウンと、
構成の簡素化を図ることができる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来のマルチビーム走査装置では、光ビームLK〜L
Cがfθレンズ103の直前の位置Pにおいて交差して
いるので、fθレンズ103を経由した各光ビームLK
〜LCが副走査方向に僅かな距離しか離間せず、光ビー
ムLK〜LCを分離しにくいという問題があった。
【0011】すなわち、各光ビームLK〜LCを対応す
る感光体ドラム61K〜61Cに到達するまで確実に分
離しておかないと、一部の感光体ドラムの露光不足が発
生したり、再現画像にノイズが乗ることとなる。この場
合、光ビームの分離は、折り返しミラー104aK,1
04aY,104aM,104Cで行うのが合理的であ
るが、上記のように従来技術では副走査方向に僅かな距
離しか離間していないため、交差位置Pからあまり近い
距離に折り返しミラー104aK,104aY,104
aM,104Cを配置するのが困難なのである。
【0012】この問題を解決するために、折り返しミラ
ー104aK,104aY,104aM,104Cを位
置Pから遠方に離して配置することが考えられるが、そ
うすると、この距離にポリゴンミラーのミラー面と位置
Pとの間の距離も加わるため、ポリゴンミラーや走査レ
ンズの数が減ったにも拘わらずかえって装置が大型化す
るという新たな課題が生じる。
【0013】尚、光ビームLK〜LCを副走査方向に離
間させる特殊なレンズ(例えば、トーリックレンズ)を
位置Pに配置し、各光ビームLK〜LCの間隔を広げ、
位置Pから近い距離において光ビームLK〜LCを分離
することも考えられるが、そうしても、折り返しミラー
104aK,104aY,104aM,104Cと位置
P間の距離が短くなるだけで、ポリゴンミラーのミラー
面と位置Pとの間の距離を短くすることはできず、しか
も装置が高価になりかねない。
【0014】このようなことは、複数の感光体ドラムを
有するタンデム型の複写機に限らず、複数のビームを使
用して、多色の画像を形成する構成を有する他の形式の
画像形成装置におけるビーム走査装置においても生じ得
る問題である。
【0015】本発明は、上述の問題点に鑑みてなされた
ものであり、ミラー面からの光路長を長く取ったり、特
殊なレンズを用いたりすることなく、偏向後の各光ビー
ムを短距離において簡単に分離できるマルチビーム走査
装置を提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係るマルチビーム走査装置は、回転駆動され
る偏向ミラーのミラー面に複数の光ビームを入射させて
偏向し、これにより複数の被走査面を主走査するマルチ
ビーム走査装置であって、前記複数の光ビームがミラー
面に入射する際の入射角が、前記複数の光ビームが前記
ミラー面より光源側において、互いに交差するように設
定されることを特徴とする。
【0017】また、本発明に係るマルチビーム走査装置
は、前記被走査面の表面を前記ミラー面で偏向された光
ビームが略等速で主走査するためのレンズ群からなる走
査レンズを含み、前記走査レンズに含まれる少なくとも
一枚には、前記複数の光ビームが入射される構成である
ことを特徴とすることもできる。
【0018】さらに、本発明に係るマルチビーム走査装
置は、前記複数の光ビームが前記偏向ミラーの異なるミ
ラー面に2本ずつ入射される構成であることを特徴とす
ることもできる。
【0019】なお、本明細書において「交差」とは、光
ビームが一平面ににおいて交わる場合の他、立体的に交
差する場合も含む概念で用いるものとする。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るマルチビーム
走査装置の実施の形態を、タンデム型のフルカラーデジ
タル複写機(以下、単に「複写機」という。)に用いた
場合について説明する。
【0021】図1は、当該複写機1の全体の構成を示す
概略図である。同図に示すように複写機1は、原稿画像
を読み取るイメージリーダ部10と、読み取った画像を
記録シートS上にプリントして再現するプリンタ部20
とから構成されている。
【0022】イメージリーダ部10は、原稿ガラス板
(不図示)に載置された原稿の画像をスキャナを移動さ
せて読み取る公知のものであって、原稿画像は、赤
(R),緑(G),青(B)の三色に色分解されて、不
図示のCCDイメージセンサ(以下、「CCDセンサ」
という)により電気信号に変換され、これにより原稿の
R、G、Bの画像データが得られる。
【0023】このイメージリーダ部10で得られた各色
成分の画像データは、プリンタ部20内の制御部30に
おいて各種のデータ処理を受け、更にシアン(C),マ
ゼンタ(M),イエロー(Y),ブラック(K)の各再
現色の画像データに変換される(以下、シアン、マゼン
タ、イエロー、ブラックの各再現色をC、M、Y、Kと
表し、各再現色に関連する構成部分の番号にこのC、
M、Y、Kを添字として付加する)。この画像データ
は、制御部30内の画像メモリに各再現色ごとに格納さ
れる。
【0024】プリンタ部20は、公知の電子写真方式に
より画像を形成するものであって、光ビームを走査して
感光体ドラム上にトナー像を形成する作像部40と、記
録シートSを供給する給紙部70と、この供給された記
録シートSを各色の転写位置に搬送するためのシート搬
送部80、トナーが転写された記録シートSを定着する
定着部90などからなる。
【0025】制御部30内の画像メモリから、各再現色
の画像データが、それぞれ走査ラインごとに読み出され
て作像部40のプリンタヘッド50へ出力され、内部の
レーザダイオード51K〜51C(図2,図4参照)が
駆動されて、各色に対応した4本の光ビームLK〜LC
が射出される。各光ビームLK〜LCは、該当する感光
体ドラム61K〜61Cの周面を主走査方向に露光走査
して静電潜像を形成する。この静電潜像は、それぞれ現
像器62K〜62CからK〜Cのトナーの供給を受けて
トナー像として顕像化される。
【0026】一方、給紙部70から、記録シートSが1
枚ずつ給紙され、シート搬送部80により上記各感光体
直下の転写位置へと搬送される。このシート搬送部80
は、転写ベルト81を駆動ローラ82と支持ローラ83
で張架してテンションローラ84で必要な張力を与え、
駆動ローラ82を回転駆動することにより、上記各色ご
との作像動作に同期して所定の搬送速度で記録シートS
を搬送するように構成される。
【0027】各色の転写位置における転写ベルト81の
直下には転写チャージャ63K〜63Cが配設され、こ
れらの静電力により、感光体ドラム61K〜61C表面
のトナー像が順次、記録シートS上に転写される。この
際、各色の作像動作は、そのトナー像が搬送されてくる
記録シートSの同じ位置に重ねて転写されるように、当
該搬送方向の上流側から下流側に向けてタイミングをず
らして実行される。各色のトナー像が転写された記録シ
ートSは、定着部90まで搬送されて、ここで高温で加
圧されてトナーを溶融定着する処理がなされる。そし
て、定着後、排紙トレイ91上に排出される。
【0028】図2は図1のプリンタヘッド50およびシ
ート搬送部80を図の右側手前から見た斜視図であり、
図3はその正面図であり、図4はプリンタヘッド50の
要部光路図であり、簡略化のため感光体ドラム周辺の現
像器や帯電チャージャなどは図示を省略している。
【0029】プリンタヘッド50は、ポリゴンモータ
(図示せず)の駆動を受けて等速で回転するポリゴンミ
ラー55を中心にして、4個のレーザダイオード51K
〜51Cや、トロイダルレンズおよびfθレンズからな
る走査レンズ56a,56bなどのレンズ、折り返しミ
ラー57aK〜57cKなどのミラーが、2組ずつ、ポ
リゴンミラー55の回転軸Oを含むシート搬送方向に直
交する平面に、面対称に配設されて構成されている。当
該平面に面対称なポリゴンミラー55の2つのミラー面
には、レーザダイオード51K〜51Cから出射された
光ビームLK〜LCが上記平面の上流側と下流側から2
本ずつそれぞれ入射されており、この光ビームLK〜L
Cの入射角は、それぞれ回転軸Oに垂直な平面Q上のミ
ラー面の手前(光源側)の位置P(図4(a)参照)に
おいて交差し、かつ各光ビームLK〜LCが2つのミラ
ー面上においてそれぞれポリゴンミラー55の回転軸O
方向(副走査方向)に直線的に並ぶように設定されてい
る。
【0030】上流側のレーザダイオード51K,51Y
から上記入射角で出射された光ビームLK,LYは、そ
れぞれ円筒状のコリメータレンズ52K,52Yを通過
して平行光にされ、この平行光は、第1シリンドリカル
レンズ53K,53Yを通過してポリゴンミラー55の
回転軸方向にのみ収束される。その後光ビームLKは、
反射ミラー54Kで反射されて、位置Pにおいて光ビー
ムLYと交差し、回転軸Oに垂直な平面Qに上下に対称
な光線となってポリゴンミラー55のミラー面で回転軸
O方向に直線的に並ぶ。この結果、平面Qの下側のレー
ザダイオード51Yから出射された光ビームLYは、ミ
ラー面上では平面Qより上側で反射されて偏向され、平
面Qより上側のレーザダイオード51Kから出射された
光ビームLKは、ミラー面上では平面Qより下側で反射
されて偏向される。この際、第1シリンドリカルレンズ
53K,53Yの副走査方向に対称な幾何的軸(いわゆ
る、母線高さ)を上下に変えることで、各光ビームL
K,LYのミラー面上で反射される高さが調整されてい
る。
【0031】偏向後の光ビームLK,LYは、当該ミラ
ー面から離れるにつれて上記平面Qにさらに離間しなが
らトロイダルレンズとfθレンズとからなる走査レンズ
56aを共通に経由して、主走査方向には主走査速度が
一定になるように収束し、副走査方向には略平行光にさ
れる。走査レンズ56aを経由した光ビームLK,LY
は、折り返しミラー57aK〜57cK,57aY〜5
7cYにより光路長を等しくなるように調整されながら
光路変更され、副走査方向にのみ収束する第2シリンド
リカルレンズ59K,59Yを介して該当する感光体ド
ラム61K,61Yの周面を主走査方向に露光走査して
静電画像を形成するようになっている。
【0032】この一方、下流側のレーザダイオード51
C,51Mから上記入射角で出射された光ビームLC,
LMは、それぞれコリメータレンズ52C,52Mを通
過して平行光にされ、この平行光は、第1シリンドリカ
ルレンズ53C,53Mを通過してポリゴンミラー5の
回転軸方向にのみ収束される。その後光ビームLCは、
反射ミラー54Cで反射されて、位置Pにおいて光ビー
ムLMと交差し、回転軸Oに垂直な平面Qに上下に対称
な光線となってポリゴンミラー55のミラー面で回転軸
O方向に直線的に並ぶ。この結果、平面Qの下側のレー
ザダイオード51Mから出射された光ビームLMは、ミ
ラー面上では平面Qより上側で反射されて偏向され、平
面Qより上側のレーザダイオード51Cから出射された
光ビームLCは、ミラー面上では平面Qより下側で反射
されて偏向される。この際、光ビームLM,LCは、ポ
リゴンミラー55に対して上記光ビームLK,LYとは
反対方向から入射しているので、それらと反対方向に反
射され、各走査ライン上での移動方向も反対方向とな
る。このため、画像メモリからの画像データの主走査線
方向の読み出し順序は、両者間で逆になるように制御部
30により制御されている。
【0033】偏向された光ビームLC,LMは、当該ミ
ラー面から離れるにつれて上記平面Qにさらに離間しな
がら走査レンズ56bを共通に経由して、主走査方向に
は主走査速度が一定になるように収束し、副走査方向に
は略平行光にされる。走査レンズ56bを経由した光ビ
ームLC,LMは、折り返しミラー57aC〜57c
C,57aM〜57cMにより光路長を等しくなるよう
に調整されながら光路変更され、副走査方向にのみ収束
する第2シリンドリカルレンズ59C,59Mを介して
該当する感光体ドラム61M,61Cの周面を主走査方
向に露光走査して静電画像を形成するようになってい
る。
【0034】ここで、通常、ポリゴンミラー55はポリ
ゴンモータの回転軸に直接取着されるが、このポリゴン
モータには、円滑な回転動作を得るため回転軸と軸受け
の間にはどうしても微小な隙間が介在せざるを得ず、こ
れにより回転軸が微小ながらも傾く場合がある。これに
伴いポリゴンミラー55のミラー面も回転軸方向に対し
て傾いて、いわゆる「面倒れ」が生じ、走査ビームが不
必要な方向に振れて走査ラインが副走査方向にずれるお
それがある。そのため、上述のように、第1シリンドリ
カルレンズ53K〜53Cにより予め光ビームを軸方向
に収束させてポリゴンミラー55のミラー面に入射させ
て、さらに第2シリンドリカルレンズ59K〜59Cに
より副走査方向にのみ収束させることにより、上記面倒
れによる感光体ドラム61K〜61C表面における記録
位置の誤差を最小限に押さえ、主走査線の直線性を確保
するようにしている。
【0035】このようなマルチビーム走査装置の構成に
よれば、ポリゴンモータの数は一つでよいため回転制御
系を簡易に構成できると共に、1つのポリゴンミラー5
5で4本の光ビームLK〜LCを偏向でき、1組の走査
レンズ56a,56bでそれぞれ光ビームを2本ずつ走
査できるので、必要なレンズの数も減らすことができ、
構成の簡素化とコストダウンを図ることができる。
【0036】また、光ビームLK〜LCの入射角が、ミ
ラー面の手前の位置Pにおいて交差するように設定され
ているため、偏向された光ビームLK〜LCが当該ミラ
ー面から離れるにつれてさらに回転軸O方向(副走査方
向)に離間していくので、折り返しミラー57aK,5
7aY,57aM,57aCをポリゴンミラーのミラー
面に従来より近い距離に配置しても確実に光ビームLK
〜LCを分離することができ、特殊なレンズを必要とせ
ずに装置の小型化を図ることができる。
【0037】さらに、レーザダイオード51K〜51C
から出射された光ビームLK〜LCが、ポリゴンミラー
55の回転軸Oを通ってシート搬送方向に直交する平面
上記平面の上流側と下流側から2本ずつ面対称に入射し
ているので、光ビームLK〜LCの分離をさらに簡単確
実に行うことができる。
【0038】以上、本発明に係るマルチビーム走査装置
を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明の内容
が、上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、
以下のような変形例が考えられる。
【0039】(1)上記実施の形態では、ポリゴンミラ
ー55の回転軸Oを含むシート搬送方向に直交する平面
に面対称な2つのミラー面に、光ビームLK〜LCが2
本ずつ面対称に入射するようにしたが、ポリゴンミラー
55の回転軸Oに軸対称な2つのミラー面に、光ビーム
LK〜LCを2本ずつ軸対称に入射するようにしてもよ
い。これによっても、光ビームLK〜LCの分離を簡単
に行うことができる。
【0040】(2)上記実施の形態では、ポリゴンミラ
ー55の回転軸Oを含み、感光体ドラム61K〜61C
の主走査方向に平行な面に面対称な2つのミラー面に、
光ビームLK〜LCが2本ずつ面対称に入射するように
したが、4本の光ビームLK〜LCを1つのミラー面に
入射するようにしてもよい。これによっても、光ビーム
LK〜LCの分離を簡単に行うことができる。
【0041】(3)さらに、上記実施の形態では、フル
カラーのタンデム型複写機に使用される場合について説
明したが、本発明は、例えば、2色複写機のように、1
個の感光体ドラムの周囲を2本のレーザビームで走査す
るような場合にでも適用できる。また、複写機のみなら
ず、カラーレーザプリンタなど、要するに画像書き込み
手段として複数本のビーム光を走査する装置を有する全
ての画像形成装置に適用可能である。
【0042】
【発明の効果】以上のように本発明に係るマルチビーム
走査装置によれば、複数の光ビームがミラー面に入射す
る際の入射角が、当該複数の光ビームが前記ミラー面よ
り光源側において、互いに交差するように設定されてい
るので、ポリゴンミラーの数を1つに減らすことがで
き、構成の簡素化とコストダウンを図ることができ、し
かも、偏向された光ビームが当該ミラー面から離れるに
つれてさらに回転軸O方向(副走査方向)に離間してい
くので、折り返しミラーをポリゴンミラーのミラー面か
ら従来より近い距離に配置しても確実に光ビームLK〜
LCを分離することができ、特殊なレンズを必要とせず
に装置の小型化を図ることができる。また、ポリゴンモ
ータの数は一つでよいため回転制御系を簡易に構成でき
る。
【0043】また、本発明に係るマルチビーム走査装置
によれば、前記被走査面の表面を前記ミラー面で偏向さ
れた光ビームが略等速で主走査するためのレンズ群から
なる走査レンズを含み、前記走査レンズに含まれる少な
くとも一枚には、前記複数の光ビームが入射される構成
であるので、必要なレンズの数を減らすことができ、構
成の簡素化を図ることができる。
【0044】さらに、本発明に係るマルチビーム走査装
置によれば、前記複数の光ビームが前記偏向ミラーの異
なるミラー面に2本ずつ入射される構成であるので、光
ビームの分離をさらに簡単確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】複写機1の全体の構成を示す概略図である。
【図2】図1のプリンタヘッド50およびシート搬送部
80を図の右側手前から見た斜視図である。
【図3】プリンタヘッド50およびシート搬送部80の
正面図である。
【図4】プリンタヘッド50の要部光路図である。
【図5】従来のマルチビーム走査装置の要部を示す正面
図である。
【符号の説明】
50 プリンタヘッド 51K〜51C レーザダイオード 52K〜52C コリメータレンズ 53K〜53C 第1シリンドリカルレンズ 54K,54M 反射ミラー 55 ポリゴンミラー 56a,56b 走査レンズ 57aK〜57cK,57aY〜57cY,57aM〜
57cM,57aC〜57cC 折り返しミラー 59K〜59C 第2シリンドリカルレンズ 61C〜61K 感光体ドラム O 回転軸 Q 平面 P 交差位置

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転駆動される偏向ミラーのミラー面に
    複数の光ビームを入射させて偏向し、これにより複数の
    被走査面を主走査するマルチビーム走査装置であって、 前記複数の光ビームがミラー面に入射する際の入射角
    が、前記複数の光ビームが前記ミラー面より光源側にお
    いて、互いに交差するように設定されることを特徴とす
    るマルチビーム走査装置。
  2. 【請求項2】 前記被走査面の表面を前記ミラー面で偏
    向された光ビームが略等速で主走査するためのレンズ群
    からなる走査レンズを含み、 前記走査レンズに含まれる少なくとも一枚には、前記複
    数の光ビームが入射される構成であることを特徴とする
    請求項1に記載のマルチビーム走査装置。
  3. 【請求項3】 前記複数の光ビームが前記偏向ミラーの
    異なるミラー面に2本ずつ入射される構成であることを
    特徴とする請求項1または2に記載のマルチビーム走査
    装置。
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