(57)【要約】【課題】非球面レンズを採用しながらも、投射対象物上に投射されたレーザ光の走査軌跡のボウを低減することが可能な光学走査装置を提供する。【解決手段】各感光体ドラム３ａ〜３ｄ別に、レーザ光の走査軌跡のボウやずれを求め、各第２ｆθレンズ７７ａ〜７７ｄ別に、その求めたボウやずれが軽減もしくは相互に略一致するように、第２ｆθレンズの傾き角度αを求めて、各第２ｆθレンズ７７ａ〜７７ｄをそれぞれの傾き角度αで傾けて設ける。【選択図】図２
2010020009.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を出射する光源と、光源からのレーザ光を反射して偏向走査する回転多面鏡と、回転多面鏡により偏向走査されているレーザ光を屈折させて投射対象物上に集光投射する非球面レンズとを備え、レーザ光を投射対象物上に投射して走査する光学走査装置において、
前記非球面レンズを透過するレーザ光の走査方向と直交する方向での前記非球面レンズの傾きを設定する傾き設定手段を備えることを特徴とする光学走査装置。
【請求項２】
それぞれのレーザ光を出射する複数の光源と、各光源からのレーザ光を反射して偏向走査する回転多面境と、回転多面鏡により偏向走査されている各レーザ光を屈折させてそれぞれの投射対象物上に集光投射する複数の前記非球面レンズとを備え、各レーザ光をそれぞれの投射対象物上に投射して走査する光学走査装置において、
前記非球面レンズ毎に、前記非球面レンズを透過するレーザ光の走査方向と直交する方向での該非球面レンズの傾きを設定する傾き設定手段を備えることを特徴とする光学走査装置。
【請求項３】
前記非球面レンズは、レーザ光の走査方向に長く、該走査方向と直交する方向に短い形状を有し、
前記傾き設定手段は、前記非球面レンズの長手方向の端部に当接して前記非球面レンズの傾きを設定するために装置本体側に設けられた突起であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学走査装置。
【請求項４】
前記非球面レンズは、レーザ光の走査方向に長く、該走査方向と直交する方向に短い形状を有し、
前記傾き設定手段は、前記非球面レンズの長手方向の端部に当接して前記非球面レンズの端部の傾きを調節するために装置本体側に設けられた偏芯カムであることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学走査装置。
【請求項５】
前記非球面レンズは、レーザ光の走査方向に長く、前記走査方向と直交する方向に短い形状を有し、
前記傾き設定手段は、前記非球面レンズの長手方向の端部に当接して前記非球面レンズの端部の傾きを調節するために装置本体側に設けられたネジであることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学走査装置。
【請求項６】
前記光源から前記投射対象物までのレーザ光の光路には、前記非球面レンズを含む複数のレンズがそれぞれ配置され、
前記非球面レンズは、投射対象物に最も近くに配置された最終レンズであることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学走査装置。
【請求項７】
原稿の画像を記録用紙に記録する画像形成装置において、
請求項１乃至６のいずれか１つに記載の光学走査装置を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を投射対象物上に投射して走査する光学走査装置、及びそれを備える複写機、プリンター、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の電子写真方式の画像形成装置においては、レーザ光により感光体表面を走査しつつ、レーザ光の強度を制御して、画像や文字等の潜像を感光体表面に１主走査ラインずつ書込み、感光体表面の潜像をトナーにより現像して、感光体表面にトナー像を形成し、感光体表面のトナー像を記録用紙に転写している。
【０００３】
レーザ光の投射には光学走査装置が用いられる。この光学走査装置は、レーザ光を出射する半導体レーザと、半導体レーザからのレーザ光を反射して偏向走査する回転多面鏡と、回転多面鏡により偏向走査されているレーザ光を屈折させる複数のレンズとを備え、偏向走査されているレーザ光を各レンズを介して感光体表面上に集光投射する。感光体表面上ではレーザ光が主走査方向に繰り返し走査されつつ、感光体表面が副走査方向に移動されて、感光体表面上に潜像が形成される。
【０００４】
一般に、半導体レーザから感光体表面までのレーザ光の光路には複数のレンズが設けられており、これらのうちにはｆθレンズやトロイダルレンズ等が含まれる。ｆθレンズは、回転多面鏡で反射されて等角速度で移動するレーザ光を感光体表面上で等速度で移動するように補正する。トロイダルレンズは、レーザ光の光束を副走査方向に補正する。
【０００５】
ところが、このようなレンズや回転多面境を含むレーザ光の光路には様々な誤差が含まれているため、レーザ光が感光体表面上で直線状に走査されず、レーザ光による感光体表面上の走査軌跡が湾曲することがある。この走査軌跡の湾曲をボウ（ｂｏｗ）と称する。
【０００６】
このため、特許文献１では、トロイダルレンズの中央付近を調整ネジにより押圧して撓ませ、これにより感光体表面上のレーザ光の走査軌跡のボウを補正して、レーザ光の走査軌跡を直線状にしている。
【特許文献１】特開平１０−２６８２１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一方、近年、画像形成装置の小型化が著しく、これに伴って光学走査装置も小型化する必要があるため、レーザ光の光路に介在するレンズの枚数を削減している。この場合、各レンズの役割分担が多くなる。例えば、３枚のレンズを２枚のレンズに削減するならば、３枚のレンズの役割を２枚のレンズに分担するので、２枚のレンズの役割分担が多くなる。このため、各レンズ表面が非球面化されて複雑な自由形状になっている。例えば、ｆθレンズやトロイダルレンズの役目が１枚のレンズに果たされ、レンズ表面が非球面化されて従来よりも複雑な自由形状になっている。
【０００８】
しかしながら、レンズ表面が非球面化された場合は、特許文献１のようにレンズの中央付近を押圧して撓ませて、走査軌跡のボウを補正することができたとしても、レンズ表面形状がより複雑化するため、レンズの他の光学性能が劣化するという現象が生じた。
【０００９】
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、非球面レンズを採用しながらも、投射対象物上に投射されたレーザ光の走査軌跡のボウを低減することが可能な光学走査装置及びそれを備える画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の光学走査装置は、レーザ光を出射する光源と、光源からのレーザ光を反射して偏向走査する回転多面鏡と、回転多面鏡により偏向走査されているレーザ光を屈折させて投射対象物上に集光投射する非球面レンズとを備え、レーザ光を投射対象物上に投射して走査する光学走査装置において、前記非球面レンズを透過するレーザ光の走査方向と直交する方向での該非球面レンズの傾きを設定する傾き設定手段を備えている。
【００１１】
また、本発明の光学走査装置は、それぞれのレーザ光を出射する複数の光源と、各光源からのレーザ光を反射して偏向走査する回転多面境と、回転多面鏡により偏向走査されている各レーザ光を屈折させてそれぞれの投射対象物上に集光投射する複数の前記非球面レンズとを備え、各レーザ光をそれぞれの投射対象物上に投射して走査する光学走査装置において、前記非球面レンズ毎に、前記非球面レンズを透過するレーザ光の走査方向と直交する方向での該非球面レンズの傾きを設定する傾き設定手段を備えている。
【００１２】
例えば、前記非球面レンズは、レーザ光の走査方向に長く、該走査方向と直交する方向に短い形状を有し、前記傾き設定手段は、前記非球面レンズの長手方向の端部に当接して前記非球面レンズの傾きを設定するために装置本体側に設けられた突起である。
【００１３】
また、前記非球面レンズは、レーザ光の走査方向に長く、該走査方向と直交する方向に短い形状を有し、前記傾き設定手段は、前記非球面レンズの長手方向の端部に当接して前記非球面レンズの端部の傾きを調節するために装置本体側に設けられた偏芯カムである。
【００１４】
あるいは、前記非球面レンズは、レーザ光の走査方向に長く、前記走査方向と直交する方向に短い形状を有し、前記傾き設定手段は、前記非球面レンズの長手方向の端部に当接して前記非球面レンズの端部の傾きを調節するために装置本体側に設けられたネジである。
【００１５】
また、前記光源から前記投射対象物までのレーザ光の光路には、前記非球面レンズを含む複数のレンズがそれぞれ配置され、前記非球面レンズは、投射対象物に最も近くに配置された最終レンズである。
【００１６】
一方、本発明の画像形成装置は、原稿の画像を記録用紙に記録するものであって、上記本発明の光学走査装置を備えている。
【発明の効果】
【００１７】
このような本発明の光学走査装置によれば、光源から投射対象物までのレーザ光の光路に非球面レンズを介在させており、非球面レンズを透過するレーザ光の走査方向と直交する方向での該非球面レンズの傾きを設定するようにしている。非球面レンズは、高次式であらわされる自由曲面のレンズである。
【００１８】
ここで、非球面レンズの場合は、特許文献１のようにレンズの中央付近を押圧して撓ませて、投射対象物上の走査軌跡のボウを補正しても、レンズ表面形状がより複雑化して、レンズの他の光学性能が劣化するという現象が生じるため、レンズを撓ませることは好ましくない。
【００１９】
ところが、発明者等の研究により、レーザ光の走査方向と直交する方向での非球面レンズの傾きに応じて投射対象物上の走査軌跡のボウ及び位置が顕著に変化するという現象が発見され、その方向での非球面レンズの傾きを適宜に設定すれば、走査軌跡のボウ及び位置を調節できることが分った。勿論、非球面レンズを撓ませる必要がなく、レンズ表面形状がより複雑化せず、レンズの光学性能が変化することはない。これが、本発明の発案の経緯であり効果である。
【００２０】
また、カラー用の光学走査装置では、それぞれのレーザ光を出射する複数の光源と、各光源からのレーザ光を反射して偏向走査する回転多面境と、回転多面鏡により偏向走査されている各レーザ光を屈折させてそれぞれの投射対象物上に集光投射する複数の非球面レンズとを備え、各レーザ光をそれぞれの投射対象物上に投射して走査する。このような構成では、各非球面レンズ別に、非球面レンズの傾きを適宜に設定することにより、各投射対象物上のそれぞれのレーザ光走査軌跡のボウ及び位置を調節して、これらのレーザ光走査軌跡のボウ及び位置を相互に合わせることができる。
【００２１】
例えば、非球面レンズがレーザ光の走査方向に長い形状を有することから、非球面レンズの長手方向の端部に当接して、非球面レンズの端部の傾きを設定するための突起を装置本体側に設けてもよい。これにより、構成の複雑化を招かずに、非球面レンズの傾きを設定することができる。
【００２２】
また、非球面レンズの長手方向の端部に当接して、非球面レンズの端部の傾きを調節するための偏芯カムを装置本体側に設けてもよい。あるいは、非球面レンズの長手方向の端部に当接して、非球面レンズの端部の傾きを調節するためのネジを装置本体側に設けてもよい。これにより、非球面レンズの傾きの調節を容易に行うことができる。
【００２３】
更に、非球面レンズは、投射対象物に最も近くに配置された最終レンズである。この場合は、レーザ光が非球面レンズを最後に透過するので、非球面レンズの傾きが調節されても、これによる他のレンズ等の光学系に対する影響が発生することがなく、他のレンズ等の光学系の再調節等が必要になることはない。
【００２４】
一方、本発明の画像形成装置は、上記本発明の光学走査装置を備えているので、同様の作用効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２６】
図１は、本発明の光学走査装置の第１実施形態を適用した画像形成装置を示す断面図である。この画像形成装置は、原稿の画像を読取る原稿読取り装置Ｂと、原稿読取り装置Ｂにより読取られた原稿の画像又は外部から受信した画像をカラーもしくは単色で記録用紙に記録形成する画像形成装置Ａとを備えている。
【００２７】
原稿読取り装置Ｂでは、原稿が原稿セットトレイ４１にセットされると、ピックアップローラ４４が原稿表面に押し付けられて回転され、原稿がトレイ４１から引き出され、原稿がサバキローラ４５と分離パッド４６間を通過して１枚ずつに分離されてから搬送経路４７へと搬送される。
【００２８】
この搬送経路４７では、原稿の先端がレジストローラ４９に当接して、原稿の先端がレジストローラ４９と平行に揃えられ、この後に原稿がレジストローラ４９により搬送されて原稿ガイド５１と読取りガラス５２間を通過する。このとき、第１走査部５３の光源の光が読取りガラス５２を介して原稿表面に照射され、その反射光が読取りガラス５２を介して第１走査部５３に入射し、この反射光が第１及び第２走査部５３、５４のミラーで反射されて結像レンズ５５へと導かれ、結像レンズ５５によって原稿の画像がＣＣＤ（Charge Coupled Device）５６上に結像される。ＣＣＤ５６は、原稿の画像を読取り、原稿の画像を示す画像データを出力する。更に、原稿は、搬送ローラ５７により搬送され、排紙ローラ５８を介して原稿排紙トレイ５９に排出される。
【００２９】
また、原稿台ガラス６１上に載置された原稿を読取ることができる。レジストローラ４９、原稿ガイド５１、原稿排紙トレイ５９等とそれらよりも上側の部材とは、一体化されて、原稿読取り装置Ｂの背面側で開閉可能に枢支されたカバー体となっており、この上側のカバー体が開かれると、原稿台ガラス６１が解放されて、原稿台ガラス６１上に原稿を載置することができる。原稿が載置されて、カバー体が閉じられると、第１及び第２走査部５３、５４が副走査方向に移動されつつ、第１走査部５３によって原稿台ガラス６１上の原稿表面が露光され、第１及び第２走査部５３、５４によって原稿表面からの反射光が結像レンズ５５へと導かれ、結像レンズ５５によって原稿の画像がＣＣＤ５６上に結像される。このとき、第１及び第２走査部５３、５４が相互に所定の速度関係を維持しつつ移動されて、原稿表面→第１及び第２走査部５３、５４→結像レンズ５５→ＣＣＤ５６という反射光の光路の長さが変化しないように第１及び第２走査部５３、５４の位置関係が常に維持され、これによりＣＣＤ５６上での原稿の画像のピントが常に正確に維持される。
【００３０】
こうして読取られた原稿の画像全体は、画像データとして画像形成装置Ａへと送受され、画像形成装置Ａにおいて画像が記録用紙に記録される。
【００３１】
一方、画像形成装置Ａは、光学走査装置１、現像装置２、感光体ドラム３、帯電器５、クリーナ装置４、中間転写ベルト装置８、定着装置１２、用紙搬送装置１８、給紙トレイ１０、及び用紙排紙トレイ１５等により構成されている。
【００３２】
画像形成装置Ａ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。従って、現像装置２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）、感光体ドラム３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）、帯電器５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）、クリーナ装置４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）は各色に応じた４種類の潜像を形成するようにそれぞれ４個ずつ設けられ、それぞれａがブラックに、ｂがシアンに、ｃがマゼンタに、ｄがイエローに対応付けられて、４つの画像ステーションが構成されている。
【００３３】
感光体ドラム３は、画像形成装置Ａのほぼ中央に配置されている。
【００３４】
帯電器５は、感光体ドラム３の表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段であり、接触型であるローラ型やブラシ型の帯電器のほか、チャージャー型の帯電器が用いられる。
【００３５】
光学走査装置１は、レーザダイオード及び反射ミラーを備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）であり、帯電された感光体ドラム３表面を画像データに応じて露光して、その表面に画像データに応じた静電潜像を形成する。
【００３６】
現像装置２は、感光体ドラム３上に形成された静電潜像を（Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）のトナーにより現像する。クリーナ装置４は、現像及び画像転写後に感光体ドラム３表面に残留したトナーを除去及び回収する。
【００３７】
感光体ドラム３の上方に配置されている中間転写ベルト装置８は、中間転写ベルト７、中間転写ベルト駆動ローラ２１、従動ローラ２２、中間転写ローラ６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）、及び中間転写ベルトクリーニング装置９を備えている。
【００３８】
中間転写ベルト駆動ローラ２１、中間転写ローラ６、従動ローラ２２等は、中間転写ベルト７を張架して支持し、中間転写ベルト７を矢印Ｃ方向に周回移動させる。
【００３９】
中間転写ローラ６は、中間転写ベルト７近傍に回転可能に支持され、中間転写ベルト７を介して感光体ドラム３に圧接され、感光体ドラム３のトナー像を中間転写ベルト７に転写するための転写バイアスを印加されている。
【００４０】
中間転写ベルト７は、各感光体ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに接触するように設けられており、各感光体ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ表面のトナー像を中間転写ベルト７に順次重ねて転写することによって、カラーのトナー像（各色のトナー像）を形成する。この転写ベルトは、厚さ１００μｍ〜１５０μｍ程度のフィルムを用いて無端ベルト状に形成されている。
【００４１】
感光体ドラム３から中間転写ベルト７へのトナー像の転写は、中間転写ベルト７裏面に圧接されている中間転写ローラ６によって行われる。中間転写ローラ６には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加されている。中間転写ローラ６は、直径８〜１０ｍｍの金属（例えばステンレス）軸をベースとし、その表面は、導電性の弾性材（例えばＥＰＤＭ、発泡ウレタン等）により覆われているローラである。この導電性の弾性材により、記録用紙に対して均一に高電圧を印加することができる。
【００４２】
上述の様に各感光体ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ表面のトナー像は、中間転写ベルト７で積層され、画像データによって示されるカラーのトナー像となる。このように積層された各色のトナー像は、中間転写ベルト７と共に搬送され、中間転写ベルト７と接触する２次転写装置１１によって記録用紙上に転写される。
【００４３】
中間転写ベルト７と２次転写装置１１の転写ローラ１１ａとは、相互に圧接されてニップ域を形成する。また、２次転写装置１１の転写ローラ１１ａには、中間転写ベルト７上の各色のトナー像を記録用紙に転写させるための電圧（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加される。さらに、そのニップ域を定常的に得るために、２次転写装置１１の転写ローラ１１ａもしくは中間転写ベルト駆動ローラ２１の何れか一方を硬質材料（金属等）とし、他方を弾性ローラ等の軟質材料（弾性ゴムローラ、または発泡性樹脂ローラ等々）としている。
【００４４】
また、２次転写装置１１によって中間転写ベルト７上のトナー像が記録用紙上に完全に転写されず、中間転写ベルト７上にトナーが残留することがあり、この残留トナーが次工程でトナーの混色を発生させる原因となる。このため、中間転写ベルトクリーニング装置９によって残留トナーを除去及び回収する。中間転写ベルトクリーニング装置９には、例えばクリーニング部材として中間転写ベルト７に接触するクリーニングブレードが備えられており、クリーニングブレードが接触する部位で、従動ローラ２２により中間転写ベルト７裏側が支持されている。
【００４５】
給紙トレイ１０は、記録用紙を格納しておくためのトレイであり、画像形成装置Ａの画像形成部の下側に設けられている。また、画像形成部の上側に設けられている用紙排紙トレイ１５は、印刷済みの記録用紙をフェイスダウンで載置するためのトレイである。
【００４６】
また、画像形成装置Ａには、給紙トレイ１０の記録用紙を２次転写装置１１や定着装置１２を経由させて用紙排紙トレイ１５に送るための用紙搬送装置１８が設けられている。この用紙搬送装置１８は、Ｓの字形状の用紙搬送経路Ｓを有し、用紙搬送経路Ｓに沿って、ピックアップローラ１６、レジスト前ローラ１９、レジストローラ１４、定着装置１２、各搬送ローラ１３、及び排紙ローラ１７等を配置したものである。
【００４７】
ピックアップローラ１６は、給紙トレイ１０の端部に設けられ、給紙トレイ１０から記録用紙を１枚ずつ用紙搬送経路Ｓに供給する呼び込みローラである。各搬送ローラ１３及びレジスト前ローラ１９は、記録用紙の搬送を促進補助するための小型のローラであり、用紙搬送経路Ｓに沿って複数箇所に設けられている。
【００４８】
レジストローラ１４は、搬送されて来た記録用紙を一旦停止させて、記録用紙の先端を揃え、中間転写ベルト７と２次転写装置１１間のニップ域で中間転写ベルト７上のカラーのトナー像が記録用紙に転写されるように、感光体ドラム３及び中間転写ベルト７の回転にあわせて、記録用紙をタイミングよく搬送する。
【００４９】
例えば、レジストローラ１４は、中間転写ベルト７と２次転写装置１１間のニップ域で中間転写ベルト７上のカラーのトナー像の先端が記録用紙における画像形成範囲の先端に合うように、記録用紙を搬送する。
【００５０】
定着装置１２は、トナー像が転写された記録用紙を受け取り、この記録用紙をヒートローラ３１及び加圧ローラ３２間に挟み込んで搬送する。
【００５１】
ヒートローラ３１は、所定の定着温度となるように制御されており、加圧ローラ３２とともに記録用紙を熱圧着することにより、記録用紙に転写されたトナー像を溶融、混合、圧接し、記録用紙に対して熱定着させる機能を有している。
【００５２】
各色のトナー像の定着後の記録用紙は、排紙ローラ１７によって用紙排紙トレイ１５上に排出される。
【００５３】
尚、画像形成ステーションＰａだけを用いて、モノクロ画像を形成し、モノクロ画像を中間転写ベルト装置８の中間転写ベルト７に転写することも可能である。このモノクロ画像も、カラー画像と同様に、中間転写ベルト７から記録用紙に転写され、記録用紙上に定着される。
【００５４】
また、記録用紙の表面だけではなく、両面の印字を行なう場合は、記録用紙の表面の画像を定着装置１２により定着した後に、記録用紙を用紙搬送経路Ｓの排紙ローラ１７により搬送する途中で、排紙ローラ１７を停止させてから逆回転させ、記録用紙を反転経路Ｓｒに通して、記録用紙の表裏を反転させてから、記録用紙をレジストローラ１４へと導き、記録用紙の表面と同様に、記録用紙の裏面に画像を記録して定着し、記録用紙を用紙排紙トレイ１５に排出する。
【００５５】
図２、及び図３（ａ）、（ｂ）は、第１実施形態の光学走査装置１を詳細に示す斜視図、平面図、及び断面図である。
【００５６】
本実施形態の光学走査装置１では、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色に対応するそれぞれのレーザダイオード７１（７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄ）と、各レーザダイオード７１ａ〜７１ｄのレーザ光を反射するハーフミラーもしくはミラー７２（７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄ）と、ハーフミラーもしくはミラー７２ａ〜７２ｄからの各レーザ光を反射するミラー７３と、ミラー７３からの各レーザ光を反射するポリゴンミラー（回転多面鏡）７４と、ポリゴンミラー７４からの各レーザ光を屈折させる第１ｆθレンズ７５と、第１ｆθレンズ７５を透過した各レーザ光を個別に反射する複数のミラー７６（７６ａ、７６ｂ、７６ｃ、７６ｄ）と、各ミラー７６ａ〜７６ｄからの各レーザ光をそれぞれ個別に屈折させる４つの第２ｆθレンズ７７（７７ａ、７７ｂ、７７ｃ、７７ｄ）とを備えている。
【００５７】
ポリゴンミラー７４は、正多角形柱状のものであって、高速回転駆動されており、その各周面のミラーにより各レーザ光を反射しつつ主走査方向Ｘに繰り返し走査する。第１ｆθレンズ７５、各ミラー７６、及び各第２ｆθレンズ７７は、主走査方向Ｘに繰り返し走査されるそれぞれのレーザ光を反射したり屈折させるため、主走査方向Ｘに長くされかつ主走査方向Ｘに直交する方向で短くされた棒状に形成され、それらの両端を支持されている。
【００５８】
ブラックに対応するレーザダイオード７１ａから出射されたレーザ光は、ハーフミラー７２ａを透過し、ミラー７３で反射され、ポリゴンミラー７４で反射されて主走査方向Ｘに走査され、更に第１ｆθレンズ７５を透過して、ミラー７６ａで反射され、第２ｆθレンズ７７ａを透過して、ブラックに対応する感光体ドラム３ａに入射する。シアンに対応するレーザダイオード７１ｂから出射されたレーザ光は、ハーフミラー７２ｂ、７２ａ及びミラー７３で順次反射され、ポリゴンミラー７４で反射されて主走査方向Ｘに走査され、更に第１ｆθレンズ７５を透過して、２個のミラー７６ｂで反射され、第２ｆθレンズ７７ｂを透過して、シアンに対応する感光体ドラム３ｂに入射する。マゼンタに対応するレーザダイオード７１ｃから出射されたレーザ光は、ハーフミラー７２ｃで反射されて、ハーフミラー７２ｂを透過し、ハーフミラー７２ａ及びミラー７３で順次反射され、ポリゴンミラー７４で反射されて主走査方向Ｘに走査され、更に第１ｆθレンズ７５を透過して、２個のミラー７６ｃで反射され、第２ｆθレンズ７７ｃを透過して、マゼンタに対応する感光体ドラム３ｃに入射する。イエローに対応するレーザダイオード７１ｄから出射されたレーザ光は、ミラー７２ｄで反射され、ハーフミラー７２ｃ、７２ｂを順次透過し、ハーフミラー７２ａ及びミラー７３で順次反射され、ポリゴンミラー７４で反射されて主走査方向Ｘに走査され、更に第１ｆθレンズ７５を透過して、２個のミラー７６ｄで反射され、第２ｆθレンズ７７ｄを透過して、マゼンタに対応する感光体ドラム３ｄに入射する。
【００５９】
先に述べたように各感光体ドラム３ａ〜３ｄは、矢印方向に回転駆動されており、主走査方向Ｘに繰り返し走査されるそれぞれのレーザ光を照射されて、各感光体ドラム３ａ〜３ｄの表面にそれぞれの静電潜像が形成される。各感光体ドラム３ａ〜３ｄ表面の静電潜像は、それぞれ現像されてトナー像となり、これらのトナー像が中間転写ベルト７を介して記録用紙に重ねて転写され、記録用紙上でカラーのトナー像となる。
【００６０】
ところで、このような光学走査装置１においては、図４（ａ）に示すようにレーザ光Ｌが第２ｆθレンズ７７を介して感光体ドラム３表面上に投射され、図４（ｂ）に示すようにレーザ光Ｌが感光体ドラム３表面上で主走査方向Ｘに走査される。このとき、感光体ドラム３表面上のレーザ光Ｌの走査軌跡が点線７８のように直線であるのが好ましく、かつレーザ光Ｌの走査軌跡が感光体ドラム３表面上の規定位置Ｐにあるのがよい。
【００６１】
レーザ光Ｌの走査軌跡が直線でなければ、主走査ラインが湾曲して、画像全体も湾曲する。また、レーザ光Ｌの走査軌跡が規定位置Ｐからずれると、各感光体ドラム３ａ〜３ｄ表面上のそれぞれの色のトナー像が中間転写ベルト７上で重ね合わせられるときに、これらの色のトナー像が相互にずれてしまい、画像の色滲み等が生じる。
【００６２】
しかしながら、光学走査装置１では、様々な原因が重なって、感光体ドラム３表面上のレーザ光Ｌの走査軌跡が直線にならずに実線７９のように湾曲し、かつレーザ光Ｌの走査軌跡が規定位置Ｐからずれることが多い。
【００６３】
レーザ光Ｌの走査軌跡の湾曲をボウ（ｂｏｗ）と称する。このボウの主なる原因は、次の通りである。
【００６４】
図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すようにレーザ光Ｌは、回転しているポリゴンミラー７４の周面に入射して反射されるが、ポリゴンミラー７４の回転に伴い、その周面上のレーザ光Ｌの反射位置が変化し、反射位置からポリゴンミラー７４中心までの距離ｒａ、ｒｂ、ｒｃが変化する。
【００６５】
そして、図６（ａ）に示すようにレーザ光Ｌがポリゴンミラー７４の周面に対して鉛直方向に入射及び反射されたならば、ポリゴンミラー７４の周面で反射されたレーザ光Ｌの光路がずれることはないが、実際には、図６（ｂ）に示すようにレーザ光Ｌがポリゴンミラー７４の周面に対して斜めに入射することから、レーザ光Ｌの反射位置からポリゴンミラー７４中心までの距離の変化に伴い、ポリゴンミラー７４の周面で反射されたレーザ光Ｌの光路がずれる。
【００６６】
このようにポリゴンミラー７４の周面で反射されたレーザ光Ｌの光路がずれると、図７に示すように第２ｆθレンズ７７の側面方向からみて、第２ｆθレンズ７７に対するレーザ光Ｌの入射位置及び出射位置がずれ、このために感光体ドラム３表面上のレーザ光の入射位置がずれる。
【００６７】
図５（ａ）、（ｃ）に示すように主走査の開始タイミングと終了タイミングでは、レーザ光Ｌの反射位置からポリゴンミラー７４中心までの距離ｒａ、ｒｃが略等しいことから、図７の点線で示すように第２ｆθレンズ７７に対するレーザ光Ｌの入射位置及び出射位置が略一致し、図４（ｂ）に示すように感光体ドラム３表面上のレーザ光の入射位置が点線７８上となる。ところが、図５（ｂ）に示すように主走査の途中では、レーザ光Ｌの反射位置からポリゴンミラー７４中心までの距離ｒｂが短くなることから、図７の実線で示すように第２ｆθレンズ７７に対するレーザ光Ｌの入射位置及び出射位置がずれて、図４（ｂ）に示すように感光体ドラム３表面上のレーザ光の入射位置が実線７９上にずれる。
【００６８】
この結果、感光体ドラム３表面上のレーザ光Ｌの走査軌跡が実線７９のように湾曲する。
【００６９】
このようなポリゴンミラー７４周面上でのレーザ光Ｌの反射位置の変化がボウの主なる原因であるが、光学系の寸法や取り付け誤差等、他にも様々な原因が存在し、その原因を１つに特定することはできない。また、光学系の寸法や取り付け誤差等は、ボウの原因だけではなく、レーザ光Ｌの走査軌跡のずれの原因ともなる。
【００７０】
一方、この光学走査装置１では、装置の小型化を図るべく、通常は３個以上のレンズがレーザ光の光路に介在するが、レーザ光の光路に介在するレンズを第１ｆθレンズと第２ｆθレンズの２個だけにしている。このため、第１ｆθレンズと第２ｆθレンズのいずれも、その役割分担が多く、それらの表面が非球面化されて自由形状になっている。すなわち、第１ｆθレンズと第２ｆθレンズは、非球面レンズであって、その表面が高次式であらわされる自由曲面のレンズである。
【００７１】
図８（ａ）、（ｂ）は、光学走査装置１における第２ｆθレンズ７７の非球面を概念的に示す図である。第２ｆθレンズ７７の副走査方向Ｙに沿う断面においても、また主走査方向Ｘに沿う断面においても、その表面が非球面化されている。
【００７２】
このような非球面化されたｆθレンズは、レーザ光の主走査方向Ｘと直交する方向での該ｆθレンズの傾きに応じて、感光体ドラム３上の走査軌跡のボウ及び位置が変化する。この現象は、発明者等の研究により発見され、その方向でのｆθレンズの傾きを適宜に設定すれば、走査軌跡のボウ及び位置を調節することができることが分った。
【００７３】
そこで、本実施形態では、レーザ光Ｌの主走査方向Ｘと直交する方向での各第２ｆθレンズ７７ａ〜７７ｄの傾きをそれぞれ適宜に設定して、各感光体ドラム３ａ〜３ｄの相互間で、レーザ光Ｌの走査軌跡のボウの程度及び規定位置Ｐからのずれの程度を軽減させたり略一致させ、これにより画像の湾曲や色滲み等を低減させている。
【００７４】
次に、図９乃至図１１を参照しつつ、第２ｆθレンズ７７の取り付け構造、及びレーザ光Ｌの主走査方向Ｘと直交する方向での第２ｆθレンズ７７の傾きを設定するための傾き設定部を説明する。
【００７５】
図９（ａ）、（ｂ）に示すように（図２にも示す）第２ｆθレンズ７７の両端は、光学走査装置１の筐体８１の両側に形成されたそれぞれの段差部８１ａ、８１ｂに載せられている。
【００７６】
図９、図１０、図１１に示すように第２ｆθレンズ７７の一端下面には支持突起８２が突設され、また一方の段差部８１ａには支持孔８３が形成され、第２ｆθレンズ７７の一端下面の支持突起８２が段差部８１ａの支持孔８３に挿入されて、第２ｆθレンズ７７の一端が段差部８１ａ上で位置決めされる。そして、段差部８１ａの凸部８１ｃ上に板バネ８４が載せられ、ネジ８５が板バネ８４の孔を通じて凸部８１ｃにねじ込まれて固定され、板バネ８４により第２ｆθレンズ７７の一端が押え付けられている。
【００７７】
また、段差部８１ａの支持孔８３の両側には、一対の傾き設定突起８６が設けられており、これらの傾き設定突起８６上に第２ｆθレンズ７７の一端が載せられ、板バネ８４により第２ｆθレンズ７７の一端が押え付けられて、第２ｆθレンズ７７の一端下面が各傾き設定突起８６に圧接され、各傾き設定突起８６の高低差に応じて、レーザ光Ｌの主走査方向Ｘと直交する方向での第２ｆθレンズ７７の傾き角度αが設定されている。
【００７８】
図１１から明らかなように、各傾き設定突起８６の高低差に応じて、第２ｆθレンズ７７の傾き角度αが設定される。
【００７９】
また、他方の段差部８１ｂには、図９に示すように副走査方向Ｙに移動可能に支持されたスライダー９１と、光学走査装置１の筐体８１の側壁８１ｄにその外側から内側へとねじ込まれたネジ９２と、第２ｆθレンズ７７の他端を上方から押え付けかつスライダー９１側へと付勢する板バネ９３とが設けられている。ネジ９２の先端がスライダー９１の斜面に圧接しており、ネジ９２のねじ込み量に応じてスライダー９１が板バネ９３の弾性力に抗して副走査方向Ｙに移動し、スライダー９１と共に第２ｆθレンズ７７の他端が副走査方向Ｙに移動し、これによりレーザ光の主走査方向Ｘでの第２ｆθレンズ７７の傾きが調節される。
【００８０】
従って、第２ｆθレンズ７７について、レーザ光の主走査方向Ｘと直交する方向での傾き角度αと主走査方向Ｘでの傾き角度を調整することができる。
【００８１】
このような構成において、先にのべたように様々な原因でレーザ光Ｌの走査軌跡のボウやずれが発生する。ただし、光学系の設計値に対する寸法誤差や取り付け誤差があっても、これらの誤差が装置の生産時に大きくばらつかずに略一定となる傾向にあることから、装置の試作段階で、各感光体ドラム３ａ〜３ｄ別に、レーザ光の走査軌跡のボウやずれを求め、各第２ｆθレンズ７７ａ〜７７ｄ別に、その求めたボウやずれが軽減もしくは相互に略一致するように第２ｆθレンズの傾き角度αを求めて、この傾き角度αを設定するための一対の傾き設定突起８６の高さを求め、これらの傾き設定突起８６の高さを設定する。具体的には、光学走査装置１の筐体８１の成形金型を調整することにより、各第２ｆθレンズ７７ａ〜７７ｄ別に、その求めた第２ｆθレンズの傾き角度αとなるように一対の傾き設定突起８６の高さを設定する。
【００８２】
これにより、各感光体ドラム３ａ〜３ｄ表面上のそれぞれの色のトナー像が中間転写ベルト７上で重ね合わせられたときに、これらの色のトナー像が良好に重ね合わされて、画像の色滲み等が発生せずに済む。
【００８３】
図１２は、本発明の光学走査装置の第２実施形態を部分的に示す斜視図である。また、図１３及び図１４は、図１２の一部を拡大して示す斜視図及び断面図である。
【００８４】
本実施形態の光学走査装置１では、図９乃至図１１において第２ｆθレンズ７７毎に設けられた一対の傾き設定突起８６の代わりに、偏芯カム１０１を設け、第２ｆθレンズ７７の一端が載せられる段差部８１ａの支持孔８３の片側に偏芯カム１０１の周面が突出する開口部８１ｄを形成し、また他の片側に凸部１０４を設けている。
【００８５】
また、第２ｆθレンズ７７の一端下面の支持突起８２両側に摺接部１０２と脚部１０３を設けている。
【００８６】
偏芯カム１０１の軸１０１ａは、光学走査装置１の筐体８１（図２に示す）側で軸支されており、段差部８１ａの開口部８１ｄから突出した偏芯カム１０１の周面が第２ｆθレンズ７７の下面の摺接部１０２に当接している。
【００８７】
板バネ８４により第２ｆθレンズ７７の一端が押え付けられて、第２ｆθレンズ７７の下面の摺接部１０２が偏芯カム１０１の周面に当接し、また下面の脚部１０３が段差部８１ａの凸部１０４に当接している。段差部８１ａの開口部８１ｄからの偏芯カム１０１周面の突出高さと、脚部１０３及び凸部１０４の全高さとの差に応じて、主走査方向Ｘと直交する方向での第２ｆθレンズ７７の傾き角度αが設定される。
【００８８】
偏芯カム１０１の端面には六角孔１０１ｂが形成されており、工具が光学走査装置１の筐体８１の側壁の孔（図示せず）を通じて偏芯カム１０１の六角孔１０１ｂに挿入され、この工具により偏芯カム１０１が回転されると、段差部８１ａの開口部８１ｄからの偏芯カム１０１周面の突出高さが変化し、偏芯カム１０１周面の突出高さと脚部１０３及び凸部１０４の全高さとの差が変化し、第２ｆθレンズ７７の傾き角度αが変化する。従って、偏芯カム１０１の回転により第２ｆθレンズ７７の傾き角度αを調節することができる。
【００８９】
このような偏芯カム１０１による傾き角度αの調節機構をそれぞれの第２ｆθレンズ７７ａ〜７７ｄに設けた場合は、光学走査装置１が完成してから、それぞれの偏芯カム１０１が回転されて、各第２ｆθレンズ７７ａ〜７７ｄの傾き角度αが調節され、各感光体ドラム３ａ〜３ｄ上のレーザ光の走査軌跡のボウやずれが軽減もしくは相互に略一致するようにされる。
【００９０】
図１５は、本発明の光学走査装置の第３実施形態を部分的に示す断面図である。
【００９１】
本実施形態の光学走査装置１では、図９乃至図１１において第２ｆθレンズ７７毎に設けられた一対の傾き設定突起８６の代わりに、調節ネジ１１１を設け、第２ｆθレンズ７７の一端が載せられる段差部８１ａの支持孔８３の片側に調節ネジ１１１がねじ込まれるネジ孔８１ｅを形成し、また他の片側に凸部１１４を設けている。
【００９２】
また、第２ｆθレンズ７７の一端下面の支持突起８２両側にそれぞれの脚部１１２、１１３を設けている。
【００９３】
板バネ８４により第２ｆθレンズ７７の一端が押え付けられて、第２ｆθレンズ７７の下面の各脚部１１２、１１３が段差部８１ａの凸部１１４及び調節ネジ１１１の先端にそれぞれ当接している。段差部８１ａの平坦面からの調節ネジ１１１先端の突出高さと、脚部１１２及び凸部１１４の全高さとの差に応じて、レーザ光Ｌの主走査方向Ｘと直交する方向での第２ｆθレンズ７７の傾き角度αが設定される。
【００９４】
工具により調節ネジ１１１が回転されると、段差部８１ａの平坦面からの調節ネジ１１１先端の突出高さが変化し、調節ネジ１１１先端の突出高さと脚部１１３及び凸部１１４の全高さとの差が変化し、第２ｆθレンズ７７の傾き角度αが変化する。従って、調節ネジ１１１の回転により第２ｆθレンズ７７の傾き角度αを調節することができる。
【００９５】
このような調節ネジ１１１による傾き角度αの調節機構をそれぞれの第２ｆθレンズ７７ａ〜７７ｄに設けた場合も、光学走査装置１が完成してから、それぞれの調節ネジ１１１が回転されて、各第２ｆθレンズ７７ａ〜７７ｄの傾き角度αが調節され、各感光体ドラム３ａ〜３ｄ上のレーザ光の走査軌跡のボウやずれが軽減もしくは相互に略一致するようにされる。
【００９６】
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。
【００９７】
例えば、第２ｆθレンズ７７の傾き角度αを調節するためにギヤ機構等を設けても良い。また、第２ｆθレンズだけではなく、他の非球面化された第１ｆθレンズ等の傾き角度を調節しても構わない。また、カラーの画像形成装置だけではなく、モノクロの画像形成装置にも本発明の光学走査装置を適用することができる。モノクロの画像形成装置に適用した場合は、感光体ドラム上の光レーザの走査軌跡のボウが軽減され、画像全体の湾曲を低減することができ、画像品質の向上を果たすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明の光学走査装置の第１実施形態を適用した画像形成装置示す断面図である。
【図２】第１実施形態の光学走査装置を拡大して示す斜視図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）は、図２の光学走査装置を示す平面図及び断面図である。
【図４】（ａ）は図２の光学走査装置の第２ｆθレンズと感光体ドラムを示す側面図であり、（ｂ）は感光体ドラム上のレーザ光の走査軌跡を示す平面図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、回転しているポリゴンミラーに対するレーザ光の入射と反射の様子を示す平面図である。
【図６】（ａ）はレーザ光がポリゴンミラーの周面に対して鉛直方向に入射及び反射されたレーザ光の経路を示す側面図であり、（ｂ）はポリゴンミラーの周面に対して斜めに入射して反射されたレーザ光の経路を示す側面図である。
【図７】第２ｆθレンズに対するレーザ光の入射及び出射の経路を示す側面図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）は、第２ｆθレンズの主走査方向に沿う断面図及び副走査方向に沿う断面図である。
【図９】（ａ）、（ｂ）は、第２ｆθレンズの両端の取り付け状態を示す平面図及び側面図である。
【図１０】第２ｆθレンズの両端の取り付け状態を示す分解図である。
【図１１】第２ｆθレンズの傾き設定構造を示す断面図である。
【図１２】本発明の光学走査装置の第２実施形態を部分的に示す斜視図である。
【図１３】図１２の一部を拡大して示す斜視図である。
【図１４】図１２の一部を拡大して示す断面図である。
【図１５】本発明の光学走査装置の第３実施形態を部分的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００９９】
Ａ  画像形成装置
Ｂ  原稿読取り装置
Ｓ  用紙搬送経路
１  光学走査装置
２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）  現像装置
３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）  感光体ドラム
４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）  クリーナ装置
５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）  帯電器
７  中間転写ベルト
８  中間転写ベルト装置
１０  給紙トレイ
１１  ２次転写装置
１２  定着装置
１５  用紙排紙トレイ
４１  原稿セットトレイ
４４  ピックアップローラ
５１  原稿ガイド
５２  読取りガラス
５３  第１走査部
５４  第２走査部
５５  結像レンズ
５６  ＣＣＤ
７１ａ〜７１ｄ  レーザダイオード
７２ａ〜７２ｄ  ハーフミラーもしくはミラー
７３  ミラー
７４  ポリゴンミラー
７５  第１ｆθレンズ
７６ａ〜７６ｄ  ミラー
７７ａ〜７７ｄ  第２ｆθレンズ
８１  筐体
８２  支持突起
８３  支持孔
８４  板バネ
８５  ネジ
８６  傾き設定突起
【図１】
2010020009.tif 000003
【図２】
2010020009.tif 000004
【図３】
2010020009.tif 000005
【図４】
2010020009.tif 000006
【図５】
2010020009.tif 000007
【図６】
2010020009.tif 000008
【図７】
2010020009.tif 000009
【図８】
2010020009.tif 000010
【図９】
2010020009.tif 000011
【図１０】
2010020009.tif 000012
【図１１】
2010020009.tif 000013
【図１２】
2010020009.tif 000014
【図１３】
2010020009.tif 000015
【図１４】
2010020009.tif 000016
【図１５】
2010020009.tif 000017