(57)【要約】【課題】各色の光路で折返しミラーの配置枚数が異なる場合であっても、各感光体上での光量差を容易に補正できるレーザ走査装置を得る。【解決手段】複数の光源１１と、該光源１１のそれぞれから放射された光束を主走査方向に偏向するポリゴンミラー１７と、偏向された光束を各感光体ドラム４０上に走査結像する走査レンズ２１，２２，２３と、偏向された光束を感光体ドラム４０に導くために光路を折り返す折返しミラー２４，２５，２６と、を備えたレーザ走査装置。光源１１から感光体ドラム４０までの各光路上に配置された折返しミラーの枚数（ポリゴンミラーは計算しない）は、光路Ｙが４枚、光路Ｍが５枚、光路Ｃが５枚、光路Ｋが２枚である。ミラー枚数が多い光路の光源１１ほど発光部の最大強度方向の拡がり角が狭い。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光源と、該光源のそれぞれから放射された光束を規制する開口部と、該開口部を通過したそれぞれの光束を主走査方向に偏向する偏向手段と、偏向された光束を感光体上に走査結像する走査レンズと、偏向された光束を前記感光体に導くために光路を折り返す折返しミラーと、を備えたレーザ走査装置において、
前記開口部はその大きさがそれぞれの光源に対して等しく、
前記光源から前記感光体までの各光路上に配置された折返しミラーの枚数が２種類以上あり、折返しミラーの枚数が多い光路の光源ほど発光部の最大強度方向の拡がり角が狭いこと、
を特徴とするレーザ走査装置。
【請求項２】
前記光源は複数の発光部を有するレーザダイオードアレイからなり、前記拡がり角は複数の発光部の拡がり角の平均値であること、を特徴とする請求項１に記載のレーザ走査装置。
【請求項３】
各光路上に配置された折返しミラーの枚数がＮ１，Ｎ２，Ｎ３（Ｎ１＞Ｎ２＞Ｎ３）の３種類であり、枚数Ｎ２の光路が枚数Ｎ１又は枚数Ｎ３の光路より多いこと、を特徴とする請求項１又は請求項２に記載のレーザ走査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ走査装置、特に、画像データに基づいて変調される複数の光源から発せられる複数の光束にてそれぞれの感光体上を走査するレーザ走査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、フルカラーの複写機やプリンタなどの画像形成装置にあっては、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色に対応して四つの感光体を並置し、各感光体上に形成された各色の画像を中間転写ベルトや直接記録媒体に転写して合成するタンデム方式が主流となっている。
【０００３】
そして、この種のタンデム方式の画像形成装置では、ＹＭＣＫの各色での像面性能を揃えたり、四つの光路を狭いスペース内で引き回す都合上、光源部から感光体までの光路折返しミラー枚数が各光路で異なる場合が多い。各光路でミラー枚数が異なると、各光路の全系でのトータルの反射率が異なってくる。そこで、感光体上での光量を等しくするため、光源（レーザダイオード）の発光光量を各色ごとに異ならせる必要があった。即ち、ミラー枚数が多くてトータルでの光量が低下する光路にあっては光源の出力を大きく設定する必要があった。
【０００４】
しかしながら、各色での光源の出力値に差が生じると、同種のレーザダイオードが使用できなくなったり、別の駆動回路が必要になってコストが上昇してしまうという問題点が発生する。また、同種のレーザダイオードや駆動回路を使用できたとしても、スイッチング特性（入力に対する出力特性）に差が生じ、画像の色味が変わってしまうという問題点が発生する。
【０００５】
特許文献１には、複数の感光体上における像面湾曲の向きが一致するように、折返しミラーの数を調整することが記載されている。しかし、折返しミラーの枚数が各光路で異なれば、各光路での反射率が異なってくるので、感光体上での光量に差が生じる。一方、特許文献２には、複数の感光体上における光量分布の差を、開口部の形状を変えることで改善することが記載されている。しかし、開口部の形状を変えると光束の形状も変わってしまい、画像品質に影響が生じる。
【０００６】
また、ミラーに設ける反射コーティングによって光量を補正することが考えられる。しかし、これではミラー枚数が多い光路上のミラーに対しては増反射コーティング（マルチコーティング）が必要となり、コストが上昇する。
【特許文献１】特開２００６−３０９１２号公報
【特許文献２】特開２００３−２７０５７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明の目的は、各色の光路で折返しミラーの配置枚数が異なる場合であっても、各感光体上での光量差を容易に補正できるレーザ走査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以上の目的を達成するため、本発明の一形態であるレーザ走査装置は、
複数の光源と、該光源のそれぞれから放射された光束を規制する開口部と、該開口部を通過したそれぞれの光束を主走査方向に偏向する偏向手段と、偏向された光束を感光体上に走査結像する走査レンズと、偏向された光束を前記感光体に導くために光路を折り返す折返しミラーと、を備えたレーザ走査装置において、
前記開口部はその大きさがそれぞれの光源に対して等しく、
前記光源から前記感光体までの各光路上に配置された折返しミラーの枚数が２種類以上あり、折返しミラーの枚数が多い光路の光源ほど発光部の最大強度方向の拡がり角が狭いこと、
を特徴とする。
【０００９】
光源から感光体までの光路上に配置された折返しミラーの枚数が多くなるとトータルの反射率が低下し、感光体上での光量が低下する。光源に関しては発光部の最大強度方向の拡がり角が狭いほど照射強度が大きくなる。前記レーザ走査装置では、折返しミラーの枚数が多い光路ほど発光部の最大強度方向の拡がり角が狭い光源を配置することにより、容易に感光体上における光量をほぼ均一化することができる。
【００１０】
換言すれば、折返しミラーの枚数の多い光路に、発光部の最大強度方向の拡がり角が狭い光源を配置することにより、発光光量に対するミラー枚数による光量減衰作用を拡がり角の狭い光源によって打ち消すことになる。各光路におけるミラー枚数が異なる場合であっても、発光光量の格差への影響は小さくなる。各光路における光源の出力差が小さくなるので、各光源に同じ駆動回路を使用することができ、スイッチング特性の差も小さくなる。しかも、開口部の大きさは各光路で等しいので、光束の形状が変化することはなく、画像品質に悪影響が生じるおそれはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に係るレーザ走査装置の実施例について、添付図面を参照して説明する。
【００１２】
本発明に係るレーザ走査装置の第１実施例について、図１に立体配置関係を示す。なお、各図において、符号に付したｙ，ｍ，ｃ，ｋはイエローの光路Ｙ、マゼンタの光路Ｍ、シアンの光路Ｃ、ブラックの光路Ｋの形成に用いられる部材であることを意味し、いずれの色にも該当する場合にはこれらの添字は省略する。
【００１３】
このレーザ走査装置は、タンデム方式の電子写真法による画像形成装置の露光ユニットとして構成され、四つの感光体ドラム４０ｙ，４０ｍ，４０ｃ，４０ｋ上にそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像を形成するように構成されている。なお、感光体ドラム４０上に形成された４色の画像（静電潜像）は各色のトナーにて現像された後、図示しない中間転写ベルト上に１次転写／合成され、記録材上に２次転写される。この種の画像形成プロセスは周知であり、その説明は省略する。
【００１４】
図１及び図２に示すように、光源部は、レーザダイオードアレイからなる四つの光源１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｋと、コリメータレンズ１２ｙ，１２ｍ，１２ｃ，１２ｋと、開口部（絞り）１３ｙ，１３ｍ，１３ｃ，１３ｋと、光路合成（折返し）ミラー１４ｙ，１４ｍ，１４ｃと、折返しミラー１５と、シリンダレンズ１６とで構成されている。
【００１５】
各光源１１から放射されたビーム（拡散光）は各コリメータレンズ１２により平行光とされ、各開口部１３を通過する。各開口部１３の大きさは等しい。光源１１ｙから放射されたビームＢｙは、光路合成ミラー１４ｙで反射されてミラー１５へ向かう。光源１１ｍから放射されたビームＢｍは、光路合成ミラー１４ｍで反射されてミラー１５へ向かう。光源１１ｃから放射されたビームＢｃは、光路合成ミラー１４ｃで反射されてミラー１５へ向かう。光源１１ｋから放射されたビームＢｋは、直接ミラー１５へ向かう。光路合成ミラー１４は各ビームを同一方向（ｘ方向）に向けるように配置されている。
【００１６】
前記折返しミラー１５で反射されたそれぞれのビームは、シリンダレンズ１６を透過してポリゴンミラー１７の偏向面１７ａの近傍で副走査方向ｚに集光される。ポリゴンミラー１７は所定の速度で回転駆動され、それぞれのビームは主走査方向ｙに偏向走査される。各ビームはポリゴンミラー１７の回転軸に垂直な面に対して所定の互いに異なる角度で偏向面１７ａに入射する。
【００１７】
ポリゴンミラー１７から各ビームの進行方向ｘに関しては、走査部として、第１走査レンズ２１、第２走査レンズ２２、第３走査レンズ２３ｙ，２３ｍ，２３ｃ，２３ｋ、折返しミラー２４ｙ，２４ｍ，２４ｃ，２４ｋ，２５ｙ，２５ｍ，２５ｃ，２６ｍ，２６ｃ、平行平板として形成されている防塵用ウインドウガラス２７ｙ，２７ｍ，２７ｃ，２７ｋが配置されている。
【００１８】
ポリゴンミラー１７の偏向面１７ａで同時に偏向されたそれぞれのビームは、第１走査レンズ２１及び第２走査レンズ２２を透過する。ビームＢｙは、ミラー２４ｙで反射され、第３走査レンズ２３ｙを透過し、さらに、ミラー２５ｙで反射され、ウインドウガラス２７ｙを透過して感光体ドラム４０ｙ上で結像し、主走査方向ｙに走査する。ビームＢｍは、ミラー２４ｍ，２５ｍで反射され、第３走査レンズ２３ｍを透過し、さらに、ミラー２６ｍで反射され、ウインドウガラス２７ｍを透過して感光体ドラム４０ｍ上で結像し、主走査方向ｙに走査する。ビームＢｃは、ミラー２４ｃで反射され、第３走査レンズ２３ｃを透過し、さらに、ミラー２５ｃ，２６ｃで反射され、ウインドウガラス２７ｃを透過して感光体ドラム４０ｃ上で結像し、主走査方向ｙに走査する。ビームＢｋは、第３走査レンズ２３ｋを透過し、ミラー２４ｋで反射され、ウインドウガラス２７ｋを透過して感光体ドラム４０ｋ上で結像し、主走査方向ｙに走査する。
【００１９】
本第１実施例では、光源部における各光路上の折返しミラーの枚数は、光路Ｙで２枚、光路Ｍで２枚、光路Ｃで２枚、光路Ｋで１枚である。また、走査部における各光路上の折返しミラーの枚数は、光路Ｙで２枚、光路Ｍで３枚、光路Ｃで３枚、光路Ｋで１枚である。従って、光源部と走査部とを合わせた折返しミラーの枚数は、光路Ｙで４枚、光路Ｍで５枚、光路Ｃで５枚、光路Ｋで２枚である。なお、ここでは、ポリゴンミラー１７は折返しミラーとして計算していない。
【００２０】
図４に、第２実施例であるレーザ走査装置での走査部における光学素子の配置を示す。光源部は前記第１実施例（図２参照）と同じである。本第２実施例では、光路Ｍにおいて折返しミラー２５ｍが省略されている。従って、第２実施例において、光源部と走査部とを合わせた折返しミラーの枚数は、光路Ｙで４枚、光路Ｍで４枚、光路Ｃで５枚、光路Ｋで２枚である。なお、ここでもポリゴンミラー１７は折返しミラーとして計算していない。
【００２１】
図５に、光源（レーザダイオード、以下、ＬＤとも称する）１１の拡がり角θを示す。拡がり角θは、光源１１から放射されたビームの最大強度方向Ａを含む平面Ｐ上での角度である。図６に、拡がり角θに応じた開口部１３による光線のケラレを示す。各光路において開口部１３の大きさが同じであれば、大きな拡がり角θ１のビームは小さな拡がり角θ２のビームより開口部１３でのケラレが大きくなる。つまり、結合効率（光利用効率）は拡がり角θが広いＬＤほど低くなる。
【００２２】
通常、ＬＤは個々に拡がり角のばらつきを有している。拡がり角のばらつきは図７に示すように正規分布となっている。本発明では、このような正規分布を示す拡がり角のばらつきを利用して、折返しミラーの枚数が多い光路に対しては拡がり角の狭いＬＤを配置する。
【００２３】
光源１１から感光体ドラム４０までの光路上に配置された折返しミラーの枚数が多くなるとトータルの反射率（以下、透過反射率とも称する）が低下し、感光体ドラム４０上での光量が低下する。この状態で各感光体ドラム４０上での光量を等しくするには、ミラー枚数の多い光路の光源１１ほど発光光量を上げる必要がある。開口部１３の大きさは各光路で等しいので、拡がり角θが広いほど結合効率は低下する。つまり、各光路で透過反射率が等しい場合、感光体ドラム４０上の光量を等しくするには、拡がり角θの広い発光部を有する光路ほどＬＤの発光光量を上げる必要がある。
【００２４】
よって、ミラー枚数が多い光路の光源として拡がり角θの狭いＬＤを配置すれば、発光光量に対するミラー枚数（透過反射率）による光量変化作用と拡がり角θによる光量変化作用とが打ち消し合うことになり、ＹＭＣＫの各光路間でミラー枚数が異なる場合でも、発光光量の格差への影響は小さくなる。各ＬＤの出力差が小さくなれば、同一の駆動回路が使用可能となり、また、スイッチング特性の差も小さくなる。
【００２５】
スイッチング特性と画像との関係について言及すると、ベタ画像のように光源の出力の絶対値が高い領域においては、ＹＭＣＫで出力（発光光量）に差があっても画像にはほとんど影響しない。しかし、画像濃度が下がってきてＬＤの出力の絶対値が低い領域になると、ＹＭＣＫで出力（発光光量）に差があると、それがスイッチング特性の差となって画像に影響する。具体的には、ＹＭＣＫ間で相対的に光源の出力が小さい色ほど、入力信号（画像濃度データ）に対する出力信号（発光光量）が低下し、必要な濃度が得られなくなる。これにて、画像の色味が変化してしまう。感光体ドラム４０上での光量差をＬＤの拡がり角θの広狭で補正することにより、各ＬＤの出力差が小さくなるので色味の変化が解消する。また、開口部１３の大きさは各光路で等しいので、光路ごとに光束の形状が変化することもない。
【００２６】
なお、光源１１としては、単一の発光部を有するものの他に、複数の発光部を有するレーザダイオードアレイ（マルチビーム方式）からなるものであってもよい。各色の光路ごとに４本のマルチビームで感光体ドラム４０を走査する場合、４色で計１６本のビームが同時に放射される。このようなマルチビーム方式を採用する場合、前記拡がり角θは複数の発光部の拡がり角θの平均値を採用することになる。
【００２７】
ここで、表１に第１実施例（図３参照）、表２に第２実施例（図４参照）における諸特性を示す。
【００２８】
【表１】
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【００２９】
【表２】
2010145559.tif 000004
【００３０】
表１及び表２において、第１欄は各光路でのミラー枚数、第２欄は透過反射率によるＬＤ出力比Ａ、第３欄はＬＤの拡がり角、第４欄は結合効率によるＬＤ出力比Ｂ、第５欄はＬＤ出力比（Ａ×Ｂ）をそれぞれ示している。第１実施例において、ミラー枚数の関係はＭ＆Ｃ＞Ｙ＞Ｋであり、拡がり角の関係はＫ＞Ｙ＞Ｍ＆Ｃである。第２実施例において、ミラー枚数の関係はＣ＞Ｙ＆Ｍ＞Ｋであり、拡がり角の関係はＫ＞Ｙ＆Ｍ＞Ｃである。いずれの実施例においても、ミラー枚数の多い光路ほど拡がり角θが狭いＬＤが配置されている。
【００３１】
一般的に、ＬＤの拡がり角θのばらつきは、図７に示した正規分布を示すため、第２実施例のごとく、中間のミラー枚数（４枚）を有する光路が他の枚数（５枚、２枚）の光路よりも多いと、ばらつきの中心付近のＬＤを数多く使用することになり、ＬＤを無駄なく使用することができる。
【００３２】
以下、第２実施例を参照してより詳細に諸特性について説明する。図８は、ミラー枚数が影響する光路ＹＭＣＫ間の透過反射率比を示す。図９は、ＬＤの拡がり角θが同じ場合、透過反射率比から決まるＬＤ出力比Ａを示す。図１０は、拡がり角θが影響する光路ＹＭＣＫ間の結合効率比を示す。図１１は、透過反射率比が同じ場合、結合効率比から決まるＬＤ出力比Ｂを示す。図１２は、ＬＤ出力比ＡとＬＤ出力比Ｂの積として表されるＬＤ出力比（Ａ×Ｂ）を示す。
【００３３】
表２及び図９、図１１から明らかなように、透過反射率によるＬＤ出力比Ａは最大（Ｃ／Ｋ）で１．７となるが、結合効率によるＬＤ出力比Ｂがそれを打ち消すように作用しており、最終的なＬＤ出力比（Ａ×Ｂ）は図１２に示すように最大（Ｃ／Ｋ）で１．２となっている。また、第１実施例（表１参照）においても、ＬＤ出力比（Ａ×Ｂ）は最大（Ｍ／Ｋ、Ｃ／Ｋ）で１．２となっている。一般的に、ＬＤの出力比が１．３を超えると、画像への影響が懸念されるが、本第１及び第２実施例では１．３を十分に下回っており、色味変化のない安定した画像を得ることができる。
【００３４】
なお、本発明に係るレーザ走査装置は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更できる。
【００３５】
例えば、光源部や走査部に配置した各光学素子の種類や配置順序などは任意である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係るレーザ走査装置の第１実施例における全体構成を示す立体配置図である。
【図２】光源部の構成を示す斜視図である。
【図３】第１実施例での走査部の構成を示す立面図である。
【図４】第２実施例での走査部の構成を示す立面図である。
【図５】ＬＤの最大強度方向と拡がり角を示す説明図である。
【図６】開口部による光線のケラレを示す説明図である。
【図７】ＬＤの拡がり角のばらつき分布を示すグラフである。
【図８】第２実施例での透過反射率比を示すグラフである。
【図９】第２実施例でのＬＤ出力比Ａを示すグラフである。
【図１０】第２実施例での結合効率比を示すグラフである。
【図１１】第２実施例でのＬＤ出力比Ｂを示すグラフである。
【図１２】第２実施例でのＬＤ出力比（Ａ×Ｂ）を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３７】
１１…光源（ＬＤ）
１２…コリメータレンズ
１３…開口部
１４…光路合成（折返し）ミラー
１７…ポリゴンミラー
２１，２２，２３…走査レンズ
２４，２５，２６…折返しミラー
４０…感光体ドラム
【図１】
2010145559.tif 000005
【図２】
2010145559.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2010145559.tif 000014
【図１１】
2010145559.tif 000015
【図１２】
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