(57)【要約】【課題】感光体における複数のビームの副走査方向の間隔を調整できる新たな光走査装置を提供する。【解決手段】ＬＤ４は、ビームＢ１，Ｂ２を放射する。コリメータレンズ６は、ＬＤ４が放射したビームＢ１，Ｂ２を平行光に変換する。シリンドリカルレンズ１４は、コリメータレンズ６により平行光に変換されたビームＢ１，Ｂ２を、副走査方向に集光する。ポリゴンミラー１８は、シリンドリカルレンズ１４により集光されたビームＢ１，Ｂ２を偏向する。ミラー１０は、ビームＢ１，Ｂ２が通過する経路上においてコリメータレンズ６とシリンドリカルレンズ１４との間に設けられ、かつ、シリンドリカルレンズ１４の主点位置からシリンドリカルレンズ１４の焦点距離Ｌだけ離れた位置に設けられている。ミラー１０は、コリメータレンズ６により平行光に変換されたビームＢ１，Ｂ２の進行方向を副走査方向に傾けることができる。【選択図】図２
2011123087.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体を複数のビームにより主走査方向に走査する光走査装置であって、
複数のビームを放射する光源と、
前記光源が放射した前記複数のビームを平行光に変換する第１の光学系と、
前記第１の光学系により平行光に変換された前記複数のビームを、該複数のビームの進行方向及び主走査方向に直交する副走査方向に集光する第２の光学系と、
前記第２の光学系により集光された前記複数のビームを偏向する偏向手段と、
前記複数のビームが通過する経路上において前記第１の光学系と前記第２の光学系との間に設けられ、かつ、該第２の光学系の主点位置から該第２の光学系の焦点距離だけ離れた位置に設けられている第１の調整手段であって、該第１の光学系により平行光に変換された該複数のビームの進行方向を副走査方向に傾けることができる第１の調整手段と、
を備えていること、
を特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記第１の調整手段と前記偏向手段との間に設けられている第２の調整手段であって、前記複数のビームの進行方向を副走査方向に傾けることができる第２の調整手段を、
更に備えていること、
を特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】
前記光源及び前記第１の光学系は、副走査方向に移動可能であること、
を特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記第２の光学系は、副走査方向に移動可能であること、
を特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光走査装置、特に、感光体を複数のビームにより主走査方向に走査する光走査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像形成の高速化に伴い、複数のビームを感光体に同時に照射する光走査装置が提案されている。このような光走査装置では、感光体上で複数のビームの副走査方向の間隔が一定となるように調整する必要がある。そこで、特許文献１に記載の光走査装置及び特許文献２に記載のマルチビーム走査装置が提案されている。
【０００３】
特許文献１に記載の光走査装置では、複数のビームを放射する光源を光軸周りに回転させている。また、特許文献２に記載のマルチビーム走査装置では、主走査方向と光軸とからなる平面内において、走査レンズの一端を中心として該走査レンズを回転させている。以上のような光走査装置及びマルチビーム走査装置によれば、複数のビームの副走査方向における間隔を調整することができる。以上のように、複数のビームの副走査方向における間隔を調整するための種々の光走査装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−７７６６３号公報
【特許文献２】特開２００４−７８１０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明の目的は、感光体を複数のビームにより主走査方向に走査する光走査装置であって、感光体における複数のビームの副走査方向の間隔を調整できる新たな光走査装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一形態に係る光走査装置は、感光体を複数のビームにより主走査方向に走査する光走査装置であって、複数のビームを放射する光源と、前記光源が放射した前記複数のビームを平行光に変換する第１の光学系と、前記第１の光学系により平行光に変換された前記複数のビームを、該複数のビームの進行方向及び主走査方向に直交する副走査方向に集光する第２の光学系と、前記第２の光学系により集光された前記複数のビームを偏向する偏向手段と、前記複数のビームが通過する経路上において前記第１の光学系と前記第２の光学系との間に設けられ、かつ、該第２の光学系の主点位置から該第２の光学系の焦点距離だけ離れた位置に設けられている第１の調整手段であって、該第１の光学系により平行光に変換された該複数のビームの進行方向を副走査方向に傾けることができる第１の調整手段と、を備えていること、を特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、感光体における複数のビームの副走査方向の間隔を調整できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態に係る光走査装置の上面図である。
【図２】第１の実施形態に係る光走査装置を主走査方向から平面視した図である。
【図３】第２の実施形態に係る光走査装置を主走査方向から平面視した図である。
【図４】第３の実施形態に係る光走査装置を主走査方向から平面視した図である。
【図５】第４の実施形態に係る光走査装置を主走査方向から平面視した図である。
【図６】第５の実施形態に係る光走査装置を主走査方向から平面視した図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明の実施形態に係る光走査装置について説明する。
【００１０】
（第１の実施形態）
以下に、本発明の第１の実施形態に係る光走査装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、第１の実施形態に係る光走査装置５０ａの上面図である。水平面（図１の紙面と平行な平面）においてビームの進行方向に垂直な方向を主走査方向と定義し、ビームの進行方向及び主走査方向に垂直な方向（図１の紙面に垂直な方向）を副走査方向と定義する。図２は、第１の実施形態に係る光走査装置５０ａを主走査方向から平面視した図である。図２では、各構成は、一直線に並べて記載してある。また、図２は、ビームＢ１にのみ着目して記載されている。
【００１１】
図１に示す光走査装置５０ａは、概略、ＬＤ（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）４、コリメータレンズ（第１の光学系）６、アパーチャ８、ミラー（第１の調整手段）１０、ミラー１２、シリンドリカルレンズ（第２の光学系）１４、アパーチャ１６、ポリゴンミラー１８、モータ２０、走査レンズ２２，２４，２６及びハウジング２８により構成されており、画像形成装置に搭載される。光走査装置５０ａは、感光体ドラム３０を複数のビームＢ１，Ｂ２により主走査方向に走査する。
【００１２】
ＬＤ４は、複数のビームＢ１，Ｂ２を同時に放射する光源である。図１では、２本のビームＢ１，Ｂ２を放射しているが、実際には、２本より多くのビームを放射している。ただし、図１では、図面が煩雑になることを防止するために、主走査方向において両端に位置する２本のビームのみを記載した。また、ＬＤ４は、実際には、図１よりも更に主走査方向に広い幅のビームＢ１，Ｂ２を放射しているが、図１では、アパーチャ１６を通過するビームＢ１，Ｂ２に着目して該ビームＢ１，Ｂ２を記載した。
【００１３】
コリメータレンズ６は、主走査方向及び副走査方向に集光する。すなわち、コリメータレンズ６は、ＬＤ４が放射した発散光であるビームＢ１，Ｂ２を平行光に変換する。コリメータレンズ６を通過したビームＢ１，Ｂ２は、図１に示すように、コリメータレンズ６の光軸に対して互いに僅かに近づく方向に傾いている。アパーチャ８は、コリメータレンズ６を通過したビームＢ１，Ｂ２の副走査方向における幅を規制する。
【００１４】
ミラー１０，１２は、コリメータレンズ６及びアパーチャ８を通過したビームＢ１，Ｂ２を反射して、ポリゴンミラー１８側に反射する。シリンドリカルレンズ１４は、コリメータレンズ６により平行光に変換されたビームＢ１，Ｂ２であって、ミラー１０，１２により反射されてきたビームＢ１，Ｂ２を副走査方向に集光する。すなわち、このとき、ビームＢ１，Ｂ２（図２では、ビームＢ２は省略）は、図２に示すように、ポリゴンミラー１８の反射面に集光している。よって、シリンドリカルレンズ１４とポリゴンミラー１８の反射面との距離は、シリンドリカルレンズ１４の焦点距離Ｌに等しい。アパーチャ１６は、シリンドリカルレンズ１４により集光されたビームＢ１，Ｂ２の主走査方向の幅を規制する。
【００１５】
ポリゴンミラー１８は、モータ２０により回転させられ、アパーチャ１６を通過してきたビームＢ１，Ｂ２を、主走査方向に等角速度に偏向する。ポリゴンミラー１８及びモータ２０は、偏向手段を構成している。
【００１６】
走査レンズ２２，２４，２６は、ポリゴンミラー１８により偏向されたビームＢ１，Ｂ２を感光体ドラム３０上に結像する。感光体ドラム３０は、図示しないモータにより所定速度で回転駆動される。そして、ビームＢ１，Ｂ２による主走査と感光体ドラム３０の回転による副走査により、２次元の画像（静電潜像）が感光体ドラム３０に形成される。
【００１７】
ハウジング２８は、ＬＤ４、コリメータレンズ６、ミラー１０、ミラー１２、シリンドリカルレンズ１４、アパーチャ１６、ポリゴンミラー１８、モータ２０及び走査レンズ２２，２４，２６を保持している筐体である。
【００１８】
ところで、光走査装置５０ａは、ビームＢ１，Ｂ２のポリゴンミラー１８への入射位置を調整するための機構を有している。具体的には、ミラー１０は、図２に示すように、ビームＢ１，Ｂ２が通過する経路上においてコリメータレンズ６とシリンドリカルレンズ１４との間に設けられ、かつ、シリンドリカルレンズ１４の主点位置からシリンドリカルレンズ１４の焦点距離Ｌだけ離れた位置に設けられている。ミラー１０は、図２に示すように、反射前後のビームＢ１，Ｂ２からなる平面に含まれる軸であって、かつ、反射前後のビームＢ１，Ｂ２の二等分線に垂直な軸を中心として回転可能にハウジング２８に取り付けられており、コリメータレンズ６により平行光に変換されたビームＢ１，Ｂ２の進行方向を副走査方向に傾けることができる。
【００１９】
具体的には、ミラー１０の反射面が副走査方向に対して傾いていない場合には、ビームＢ１は、ビームＢ１−１に示すように、コリメータレンズ６の光軸と平行に進行する。そして、ビームＢ１−１は、シリンドリカルレンズ１４を通過し、ポリゴンミラー１８に集光される。ビームＢ１−１のポリゴンミラー１８への入射位置は、シリンドリカルレンズ１４の光軸のポリゴンミラー１８への交差位置と一致している。
【００２０】
また、ミラー１０の反射面が副走査方向の上側を向くようにミラー１０がθ１だけ回転させられた場合には、ビームＢ１は、ビームＢ１−２に示すように副走査方向の上側に傾いた方向に向かって進行する。ミラー１０は、シリンドリカルレンズ１４の主点位置からシリンドリカルレンズ１４の焦点距離Ｌだけ離れている。よって、ビームＢ１−２は、シリンドリカルレンズ１４を通過した後は、シリンドリカルレンズ１４の光軸と平行に進行し、ポリゴンミラー１８に集光される。ビームＢ１−２のポリゴンミラー１８への入射位置は、ビームＢ１−１のポリゴンミラー１８への入射位置から高さｈ１だけ副走査方向の上側に離れた位置である。高さｈ１は、以下の式（１）に示される。
【００２１】
ｈ１＝Ｌ×ｔａｎ（θ１×２）・・・（１）
【００２２】
また、ミラー１０の反射面が副走査方向の下側を向くようにミラー１０がθ１だけ回転させられた場合には、ビームＢ１は、ビームＢ１−３に示すように副走査方向の下側に傾いた方向に向かって進行する。ミラー１０は、シリンドリカルレンズ１４の主点位置からシリンドリカルレンズ１４の焦点距離Ｌだけ離れている。よって、ビームＢ１−３は、シリンドリカルレンズ１４を通過した後は、シリンドリカルレンズ１４の光軸と平行に進行し、ポリゴンミラー１８に集光される。ビームＢ１−３のポリゴンミラー１８への入射位置は、ビームＢ１−１のポリゴンミラー１８への入射位置から高さｈ１だけ副走査方向の下側に離れた位置である。
【００２３】
なお、ビームＢ２のポリゴンミラー１８への入射位置の調整は、ビームＢ１のポリゴンミラー１８への入射位置の調整と同じであるので、説明を省略する。
【００２４】
（効果）
以上のように構成された光走査装置５０ａによれば、ミラー１０を回転させることにより、ビームＢ１，Ｂ２のポリゴンミラー１８への副走査方向における入射位置を調整することができる。これにより、走査レンズ２２，２４，２６への副走査方向における入射位置を調整することができる。走査レンズ２２，２４，２６は、ビームＢ１，Ｂ２を副走査方向に集光する。よって、ビームＢ１，Ｂ２の走査レンズ２２，２４，２６への副走査方向における入射位置が変化すると、ビームＢ１，Ｂ２の集光状態が変化し、感光体ドラム３０において、該ビームＢ１，Ｂ２の副走査方向における間隔が変化する。以上より、光走査装置５０ａによれば、感光体ドラム３０における複数のビームＢ１，Ｂ２の副走査方向の間隔を調整できる。
【００２５】
また、光走査装置５０ａでは、ミラー１０は、シリンドリカルレンズ１４の主点位置からシリンドリカルレンズ１４の焦点距離Ｌだけ離れている。よって、ビームＢ１−２，Ｂ１−３は、図２に示すように、シリンドリカルレンズ１４を通過した後は、シリンドリカルレンズ１４の光軸と平行に進行する。すなわち、光走査装置５０ａでは、ビームＢ１，Ｂ２のポリゴンミラー１８への入射角度を変化させることなく、ビームＢ１，Ｂ２のポリゴンミラー１８への入射位置のみを調整することができる。よって、光走査装置５０ａでは、感光体ドラム３０における複数のビームＢ１，Ｂ２の副走査方向の間隔を調整が容易となる。
【００２６】
（第２の実施形態）
以下に、第２の実施形態に係る光走査装置について図面を参照しながら説明する。図３は、第２の実施形態に係る光走査装置５０ｂを主走査方向から平面視した図である。図３では、各構成は、一直線に並べて記載してある。また、図３は、ビームＢ１，Ｂ１−１にのみ着目して記載されている。
【００２７】
光走査装置５０ｂは、ミラー１２がシリンドリカルレンズ１４とポリゴンミラー１８との間に設けられている点、及び、ミラー１２が反射前後のビームＢ１，Ｂ２からなる平面に含まれる軸であって、かつ、反射前後のビームＢ１，Ｂ２の二等分線に垂直な軸を中心として回転可能である点において、光走査装置５０ａと相違点を有している。光走査装置５０ｂのそれ以外の構成は、光走査装置５０ａのそれ以外の構成と同じであるので説明を省略する。
【００２８】
ミラー１２は、ミラー１０とポリゴンミラー１８との間に設けられており、より正確には、シリンドリカルレンズ１４とポリゴンミラー１８との間に設けられている。そして、ミラー１２は、図３に示すように、ビームＢ１，Ｂ２の進行方向を副走査方向に傾けることができる。ミラー１２は、シリンドリカルレンズ１４の主点位置からシリンドリカルレンズ１４の焦点距離Ｌだけ離れた位置とは異なる位置に配置されている。よって、ビームＢ１−１は、図３に示すように、シリンドリカルレンズ１４を通過した後は、シリンドリカルレンズ１４の光軸に対して副走査方向に傾いた方向に進行する。
【００２９】
なお、説明が重複するので詳細な説明を省略するが、光走査装置５０ｂでは、ビームＢ１−２，Ｂ１−３，Ｂ２も、ビームＢ１−１と同様に、ミラー１２を回転させることにより、シリンドリカルレンズ１４の光軸に対して副走査方向に傾いた方向に進行させることができる。
【００３０】
以上のように、光走査装置５０ｂでは、光走査装置５０ａと同様に、ミラー１０を回転させることにより、ビームＢ１，Ｂ２のポリゴンミラー１８への入射角度を変化させることなく、ビームＢ１，Ｂ２のポリゴンミラー１８への入射位置のみを調整することができる。更に、光走査装置５０ｂでは、ミラー１２を回転させることにより、ビームＢ１，Ｂ２の進行方向をシリンドリカルレンズ１４の光軸に対して副走査方向に傾けることが可能となる。これにより、ミラー１０を回転させた際に、ビームＢ１，Ｂ２がポリゴンミラー１８に入射しなくなることが抑制される。より詳細には、ミラー１０を回転させた際に、図２の高さｈ１が大きくなりすぎると、ビームＢ１，Ｂ２は、ポリゴンミラー１８に入射しなくなってしまう。そこで、ミラー１２を回転させて、ビームＢ１，Ｂ２の進行方向をシリンドリカルレンズ１４の光軸に対して副走査方向に傾けることにより、ビームＢ１，Ｂ２をポリゴンミラー１８に入射させることが可能となる。
【００３１】
（第３の実施形態）
以下に、第３の実施形態に係る光走査装置について図面を参照しながら説明する。図４は、第３の実施形態に係る光走査装置５０ｃを主走査方向から平面視した図である。図４では、各構成は、一直線に並べて記載してある。また、図４は、ビームＢ１，Ｂ１−１にのみ着目して記載されている。
【００３２】
光走査装置５０ｃは、シリンドリカルレンズ１４ａ，１４ｂが設けられている点、及び、ミラー１２がシリンドリカルレンズ１４ａとミラー１０との間に設けられている点において光走査装置５０ｂと相違点を有している。光走査装置５０ｃのそれ以外の構成は、光走査装置５０ｂのそれ以外の構成と同じであるので説明を省略する。
【００３３】
シリンドリカルレンズ１４ａは、正のパワーを有している。シリンドリカルレンズ１４ｂは、負のパワーを有している。シリンドリカルレンズ１４ａ，１４ｂは、これらが組み合わされることにより、図３のシリンドリカルレンズ１４と同じ役割を果たしている。よって、シリンドリカルレンズ１４ａ，１４ｂからなるシリンドリカルレンズの主点は、シリンドリカルレンズ１４と同じように、ポリゴンミラー１８からシリンドリカルレンズ１４の焦点距離Ｌだけ離れている。そして、ミラー１０は、シリンドリカルレンズ１４ａ，１４ｂからなるシリンドリカルレンズの主点位置からシリンドリカルレンズ１４の焦点距離Ｌだけ離れている。よって、ミラー１０を回転させることにより、ビームＢ１，Ｂ２のポリゴンミラー１８への入射角度を変化させることなく、ビームＢ１，Ｂ２のポリゴンミラー１８への入射位置のみを調整することができる。更に、ミラー１２を回転させることにより、シリンドリカルレンズ１４の光軸に対して副走査方向に傾いた方向にビームＢ１，Ｂ２を進行させることができる。
【００３４】
（第４の実施形態）
以下に、第４の実施形態に係る光走査装置について図面を参照しながら説明する。図５は、第４の実施形態に係る光走査装置５０ｄを主走査方向から平面視した図である。図５では、各構成は、一直線に並べて記載してある。また、図５は、ビームＢ１にのみ着目して記載されている。
【００３５】
光走査装置５０ｄは、ＬＤ４及びコリメータレンズ６が移動可能な点において光走査装置５０ａと相違点を有している。より詳細には、ＬＤ４及びコリメータレンズ６は、副走査方向に移動可能にハウジング２８に設けられている。これにより、副走査方向におけるビームＢ１が放射される位置を調整することができる。ＬＤ４及びコリメータレンズ６は、シリンドリカルレンズ１４の主点位置からシリンドリカルレンズ１４の焦点距離Ｌよりも大きな距離だけ離れている。よって、副走査方向におけるビームＢ１が放射される位置が変化すると、シリンドリカルレンズ１４を通過したビームＢ１は、シリンドリカルレンズ１４の光軸に対して副走査方向に傾いた方向に進行する。すなわち、光走査装置５０ｄでは、ＬＤ４及びコリメータレンズ６を副走査方向に移動させることにより、ビームＢ１，Ｂ２を副走査方向に傾いた方向に進行させることが可能となる。以下に、ビームＢ１の傾きθ２とＬＤ４及びコリメータレンズ６の副走査方向の移動量ｈ２との関係を式（２）に示す。
【００３６】
θ２＝ｔａｎ-1（ｈ２／Ｌ）・・・（２）
【００３７】
（第５の実施形態）
以下に、第５の実施形態に係る光走査装置について図面を参照しながら説明する。図６は、第５の実施形態に係る光走査装置５０ｅを主走査方向から平面視した図である。図６では、各構成は、一直線に並べて記載してある。また、図６は、ビームＢ１にのみ着目して記載されている。
【００３８】
光走査装置５０ｅは、シリンドリカルレンズ１４が移動可能な点において光走査装置５０ａと相違点を有している。より詳細には、シリンドリカルレンズ１４は、副走査方向に移動可能にハウジング２８に設けられている。これにより、光走査装置５０ｅでは、ビームＢ１，Ｂ２を副走査方向に傾いた方向に進行させることが可能となる。以下に、ビームＢ１の傾きθ３とＬＤ４及びシリンドリカルレンズ１４の副走査方向の移動量ｈ３との関係を式（３）に示す。
【００３９】
θ３＝ｔａｎ-1（ｈ３／Ｌ）・・・（３）
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、光走査装置に有用であり、特に、感光体における複数のビームの副走査方向の間隔を調整できる点において優れている。
【符号の説明】
【００４１】
Ｂ１〜Ｂ２，Ｂ１−１〜Ｂ１−３  ビーム
１０，１２  ミラー
１４，１４ａ，１４ｂ  シリンドリカルレンズ
１８  ポリゴンミラー
２０  モータ
２２，２４，２６  走査レンズ
２８  ハウジング
３０  感光体ドラム
５０ａ〜５０ｅ  光走査装置
【図１】
2011123087.tif 000003
【図２】
2011123087.tif 000004
【図３】
2011123087.tif 000005
【図４】
2011123087.tif 000006
【図５】
2011123087.tif 000007
【図６】
2011123087.tif 000008