(57)【要約】【課題】光書込み装置の構成部品点数の削減を図りつつ、光書込み装置内における同期光の光路を確保することができる光書込み装置を提供すること。【解決手段】半導体レーザ３０ａ、３０ｂと、半導体レーザ３０ａ、３０ｂから出射された光ビームを偏向させるポリゴンミラー２２と、ダイクロイックミラー３８を含む複数の長尺光学素子を有し、偏向された光ビームを感光体ドラム９上に集光させ静電潜像を形成する走査光学系２３と、同期検知用の光ビームを受光するフォトダイオード２４とを備えた光書込み装置２０において、ダイクロイックミラー３８は、長手方向の一方の端部に形成された反射面により、同期検知用の光ビームをダイクロイックミラー３８の内部で他方の端部に向けて反射させるとともにダイクロイックミラー３８の内部を主走査方向に透過させ、フォトダイオード２４がダイクロイックミラー３８の内部を透過した同期検知用の光ビームを受光する。【選択図】図２
2011025446.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ波長の異なるレーザ光を出射する複数のレーザ光源と、
前記レーザ光源から出射されたレーザ光を主走査方向に偏向させる偏向器と、
前記主走査方向に長尺な複数の長尺光学素子を有し、前記偏向器により偏向されたレーザ光を像担持体上に集光させ静電潜像を形成する走査光学系と、
前記偏向器により偏向されたレーザ光を同期光として受光して、前記像担持体における主走査方向の書出開始位置を検知する同期検知部と、を備えた光書込み装置であって、
前記複数の長尺光学素子のうち、いずれかの長尺光学素子は、長手方向の一方の端部に同期検知用反射面が形成され、前記長尺光学素子の内部に入射された前記同期光を前記同期検知用反射面により、前記主走査方向に反射させるとともに前記長手方向の他方の端部に向けて前記長尺光学素子の内部を前記主走査方向に透過させ、
前記同期検知部は、前記長尺光学素子の前記他方の端部近傍に配置され、前記長尺光学素子の内部を前記主走査方向に透過した前記同期光を受光することを特徴とする光書込み装置。
【請求項２】
前記光源から出射され、前記偏向器を介して前記同期検知部で受光される同期光の光路長が、前記光源から出射され、前記偏向器を介して前記像担持体上に集光させられるレーザ光である走査光の光路長と光学的に等価な距離となるよう前記長尺光学素子および前記同期検知部が配置されたことを特徴とする請求項１に記載の光書込み装置。
【請求項３】
前記走査光学系は、前記複数の長尺光学素子として少なくとも、
前記偏向器により偏向された前記レーザ光が入射されるよう配置され、前記レーザ光の入射方向に応じて前記レーザ光を透過または反射させる第１の長尺光学素子と、
前記第１の長尺光学素子透過後の前記レーザ光を波長に応じて透過または反射させる第２の長尺光学素子と、
前記第２の長尺光学素子透過後の前記レーザ光を前記像担持体に向けて反射させる第３の長尺光学素子と、を有することを特徴とする請求項１または２に記載の光書込み装置。
【請求項４】
前記同期検知用反射面は、前記偏向器に対向する前記長尺光学素子の入射面から入射された前記同期光を前記長尺光学素子の内部を前記主走査方向に反射させる鏡面部と、前記同期光以外のレーザ光の反射を防止する反射防止部とから構成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光書込み装置。
【請求項５】
前記同期検知用反射面が形成された前記長尺光学素子は、前記同期検知部に対向する前記他方の端部の端面が、前記主走査方向に直交する副走査方向に前記同期光のビーム径が絞られるよう前記同期検知部側に凸状の曲面で構成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の光書込み装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の光書込み装置において、
前記偏向器が共通の偏向器として使用されるとともに、
前記複数の光源と前記走査光学系と前記同期検知部とが、それぞれ前記偏向器の両側に略対称に配置され、
前記複数の光源により出射された複数のレーザ光を４つの前記像担持体上にそれぞれ集光させて、４つの前記像担持体上に静電潜像を形成するよう構成したことを特徴とする光書込み装置。
【請求項７】
複数の像担持体と、前記像担持体をそれぞれ個別に光走査して前記像担持体上に静電潜像を形成する光走査手段と、前記像担持体上に形成された静電潜像を個別に現像して可視像化する複数の現像手段と、前記現像によって前記像担持体上で得られた可視像をそれぞれ転写体に重ね合わせて転写する転写手段と、を備えた画像形成装置であって、
前記光走査手段として、請求項１ないし６に記載のいずれかの光書込み装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
前記複数の像担持体が互いに異なる色に対応する４つの像担持体で構成されたタンデム型のフルカラー画像形成装置であることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光書込み装置に関し、特に、電子写真方式を採用する例えば複写機、プリンタ、ファクシミリおよび複合機等の画像形成装置における光書込み装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像形成装置に対する市場の要求として、小型化、軽量化および低コスト化が挙げられる。特に、デスクトップタイプのカラー画像形成装置にあっては、構成部品数が多いため、従来のモノクロ画像形成装置に比べて非常に大型化する傾向にあり、小型化に対する市場の要求が高い。このような画像形成装置の大型化の１つの要因として、従来より市販化されている画像形成装置に適用される光書込み装置が厚み方向に大きくなっている点が挙げられる。
【０００３】
すなわち、このような従来の光書込み装置は、複数の光源によるレーザ光を複数の反射ミラーによって立体的に光路を折り返すことにより、それぞれの像担持体の被走査面に照射している。このため、上述の光書込み装置は、厚み方向に大きくなる傾向がある。特に、カラータンデム方式の画像形成装置においては、各感光体に対応するレーザ光を副走査方向にずらして各々の光路あるいは光学素子の干渉を防止するため、光書込み装置が厚み方向に非常に大きくなっている。このため、上述のような光書込み装置の大型化を避けるべく、光書込み装置の薄型化および小型化を図ったものが提案されている。
【０００４】
ところで、一般に、光書込み装置としては、光源と、光源からのレーザ光を偏向する偏向手段と、偏向手段によって偏向されたレーザ光を像担持体の被走査面に導く走査光学系と、偏向手段により偏向されたレーザ光の一部を同期光として反射する反射ミラーと、この反射ミラーにより反射された同期光を検知する同期検知手段と、を備え、同期検知手段によって同期光を検知することにより、像担持体上に静電潜像を形成する書出し位置を決定するようにしたものも知られている。このような光書込み装置にあっては、同期光を反射するための同期検知用反射ミラーが構成部品として必要であり、また、この同期検知用反射ミラーを保持するためのレイアウトスペースも必要である。このため、このような光書込み装置にあっては、上述の光書込み装置の大型化の要因に加えて、構成部品の増加や同期検知用反射ミラーを保持するためのレイアウトスペースの確保といった観点からも光書込み装置の大型化を避けることができないという課題があった。
【０００５】
そこで、従来、このような課題に対応する光書込み装置として、走査光学系を構成する光学素子の１つである光路折り返しミラーを保持するミラー保持部材の一面を鏡面とし、この鏡面により反射するレーザ光を同期検知手段に導くようにしたことによって、同期検知用ミラーや同期検知手段の設置位置の自由度を広げて光書込み装置の小型化に寄与するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、構成部品点数の削減を図った光書込み装置として、光源から出射されたレーザ光を偏向手段によって偏向し、第１走査レンズ、第２走査レンズおよび防塵ガラスからなる走査光学系を介して偏向されたレーザ光を像担持体の被走査面に照射するとともに、偏向されたレーザ光の一部を同期光として防塵ガラスの偏向手段に対向する第１面で反射させて、反射された同期光が同期検知手段により検出されるようにしたものも知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
この特許文献２に記載の従来の光書込み装置は、防塵ガラスが、変更されたレーザ光を被走査面に導く走査光学系としての機能と、同期光を反射させるための同期検知用反射ミラーとしての機能とを兼ねることにより、構成部品点数の削減を図っている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述の特許文献１および特許文献２に記載のいずれの光書込み装置にあっても、構成部品の一部に同期検知用反射ミラーとしての機能を持たせて、構成部品点数の削減を図ることができるものの、走査結像素子や長尺ミラーなどの走査光学素子が数多く配置されているため、光書込み装置内のスペースは限られている。したがって、このような限られたスペースにおいて、これらの走査結像素子や走査光学素子の間を通すようにして同期光の光路を配置するのは困難である。
【０００９】
特に、上述のように、光書込み装置の薄型化および小型化が進むにつれて、光学的な設計自由度が減少し、光書込み装置内において上述の同期光の光路を確保することが極めて困難となってきている。
【００１０】
本発明は、上述のような従来の課題に鑑みてなされたものであり、光書込み装置の構成部品点数の削減を図りつつ、光書込み装置内における同期光の光路を確保することができる光書込み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】
【００１１】
本発明に係る光書込み装置は、上記目的を達成するため、それぞれ波長の異なるレーザ光を出射する複数のレーザ光源と、前記レーザ光源から出射されたレーザ光を主走査方向に偏向させる偏向器と、前記主走査方向に長尺な複数の長尺光学素子を有し、前記偏向器により偏向されたレーザ光を像担持体上に集光させ静電潜像を形成する走査光学系と、前記偏向器により偏向されたレーザ光を同期光として受光して、前記像担持体における主走査方向の書出開始位置を検知する同期検知部と、を備えた光書込み装置であって、前記複数の長尺光学素子のうち、いずれかの長尺光学素子は、長手方向の一方の端部に同期検知用反射面が形成され、前記長尺光学素子の内部に入射された前記同期光を前記同期検知用反射面により、前記主走査方向に反射させるとともに前記長手方向の他方の端部に向けて前記長尺光学素子の内部を前記主走査方向に透過させ、前記同期検知部は、前記長尺光学素子の前記他方の端部近傍に配置され、前記長尺光学素子の内部を前記主走査方向に透過した前記同期光を受光する構成を有する。
【００１２】
この構成により、本発明は、複数の長尺光学素子のうち、いずれかの長尺光学素子が、長手方向の一方の端部に同期検知用反射面を有し、長尺光学素子の内部に入射された同期光を同期検知用反射面により、主走査方向に反射させるとともに長手方向の他方の端部に向けて長尺光学素子の内部を主走査方向に透過させ、同期検知部が、長尺光学素子の他方の端部近傍に配置され、長尺光学素子の内部を主走査方向に透過した同期光を受光するようにしたので、本来使用されない長尺光学素子の内部に主走査方向に亘って同期光の光路を配置することができる。このため、光書込み装置の薄型化および小型化を図る場合にあっても、光書込み装置の構成部品点数の削減を図りつつ、光書込み装置内における同期光の光路を確保することができる。
【００１３】
また、本発明に係る光書込み装置は、前記光源から出射され、前記偏向器を介して前記同期検知部で受光される同期光の光路長が、前記光源から出射され、前記偏向器を介して前記像担持体上に集光させられるレーザ光である走査光の光路長と光学的に等価な距離となるよう前記長尺光学素子および前記同期検知部が配置された構成を有する。
【００１４】
この構成により、本発明は、同期光の光路長と走査光の光路長とが光学的に等価な距離となるよう長尺光学素子および同期検知部が配置されているので、同期検知部で受光される同期光の光路長と像担持体上に集光させられる走査光の光路長とを略一致させることができる。このため、同期光は、像担持体上に集光させられる走査光のビーム径と略同等のビーム径に絞られた位置で同期検知部によって受光される。したがって、同期検知部の受光面上において、像担持体上における走査光のビーム径と略同等のビーム径となった同期光を受光することができ、同期検知精度を向上させることができる。
【００１５】
また、本発明に係る光書込み装置において、前記走査光学系は、前記複数の長尺光学素子として少なくとも、前記偏向器により偏向された前記レーザ光が入射されるよう配置され、前記レーザ光の入射方向に応じて前記レーザ光を透過または反射させる第１の長尺光学素子と、前記第１の長尺光学素子透過後の前記レーザ光を波長に応じて透過または反射させる第２の長尺光学素子と、前記第２の長尺光学素子透過後の前記レーザ光を前記像担持体に向けて反射させる第３の長尺光学素子と、を有している。
【００１６】
この構成により、本発明は、第１の長尺光学素子、第２の長尺光学素子および第３の長尺光学素子のうち、いずれかの長尺光学素子が、長手方向の一方の端部に同期検知用反射面を有し、長尺光学素子の内部に入射された同期光を同期検知用反射面により、主走査方向に反射させるとともに長手方向の他方の端部に向けて長尺光学素子の内部を主走査方向に透過させ、同期検知部が、長尺光学素子の他方の端部近傍に配置され、長尺光学素子の内部を主走査方向に透過した同期光を受光するようにしたので、本来使用されない長尺光学素子の内部に主走査方向に亘って同期光の光路を配置することができる。このため、光書込み装置の薄型化および小型化を図る場合にあっても、光書込み装置の構成部品点数の削減を図りつつ、光書込み装置内における同期光の光路を確保することができる。
【００１７】
また、本発明に係る光書込み装置において、前記同期検知用反射面は、前記偏向器に対向する前記長尺光学素子の入射面から入射された前記同期光を前記長尺光学素子の内部を前記主走査方向に反射させる鏡面部と、前記同期光以外のレーザ光の反射を防止する反射防止部とから構成されている。
【００１８】
この構成により、本発明は、同期検知用反射面が、同期光を長尺光学素子の内部を主走査方向に反射させる鏡面部と、同期光以外のレーザ光の反射を防止する反射防止部とから構成されているので、鏡面部により同期光のみを同期検知部に向けて長尺光学素子の内部を主走査方向に反射させることができるとともに、反射防止部により同期光以外のレーザ光が反射することを防止することができ、同期光以外のレーザ光が反射してゴースト光となることを防止することができる。
【００１９】
また、本発明に係る光書込み装置において、前記同期検知用反射面が形成された前記長尺光学素子は、前記同期検知部に対向する前記他方の端部の端面が、前記主走査方向に直交する副走査方向に前記同期光のビーム径が絞られるよう前記同期検知部側に凸状の曲面で構成されている。
【００２０】
この構成により、本発明は、同期検知用反射面が形成された長尺光学素子の他方の端部の端面が、副走査方向にパワーを有する曲面であって、同期検知部側に凸状の曲面で構成されているので、この曲面により同期検知部に受光される同期光のビーム径が副走査方向に絞られるとともに、同期検知部に入射させる同期光の光強度を大きくすることができる。したがって、同期光を同期検知部に集光させるための同期検知用の光学素子などを別に設ける必要がなく、光書込み装置の構成部品点数の削減を図りつつ、光書込み装置内における同期光の光路を確保することができる。
【００２１】
また、本発明に係る光書込み装置は、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の光書込み装置において、前記偏向器が共通の偏向器として使用されるとともに、前記複数の光源と前記走査光学系と前記同期検知部とが、それぞれ前記偏向器の両側に略対称に配置され、前記複数の光源により出射された複数のレーザ光を４つの前記像担持体上にそれぞれ集光させて、４つの前記像担持体上に静電潜像を形成するよう構成している。
【００２２】
この構成により、本発明は、４つの像担持体を有するフルカラー画像が形成可能な画像形成装置に適用される光書込み装置の薄型化および小型化を図る場合にあっても、光書込み装置の構成部品点数の削減を図りつつ、光書込み装置内における同期光の光路を確保することができる。
【００２３】
また、本発明に係る画像形成装置は、複数の像担持体と、前記像担持体をそれぞれ個別に光走査して前記像担持体上に静電潜像を形成する光走査手段と、前記像担持体上に形成された静電潜像を個別に現像して可視像化する複数の現像手段と、前記現像によって前記像担持体上で得られた可視像をそれぞれ転写体に重ね合わせて転写する転写手段と、を備えた画像形成装置であって、前記光走査手段として、請求項１ないし６に記載のいずれかの光書込み装置を用いた構成を有する。
【００２４】
この構成により、本発明は、光書込み装置の薄型化および小型化を図る場合にあっても、光書込み装置の構成部品点数の削減を図りつつ、光書込み装置内における同期光の光路を確保することができる光書込み装置を備えた画像形成装置を提供することができる。
【００２５】
また、本発明に係る画像形成装置は、前記複数の像担持体が互いに異なる色に対応する４つの像担持体で構成されたタンデム型のフルカラー画像形成装置である構成を有する。
【００２６】
この構成により、本発明は、光書込み装置の薄型化および小型化を図る場合にあっても、光書込み装置の構成部品点数の削減を図りつつ、光書込み装置内における同期光の光路を確保することができる光書込み装置を備えたタンデム型のフルカラー画像形成装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明では、光書込み装置の構成部品点数の削減を図りつつ、光書込み装置内における同期光の光路を確保することができる光書込み装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態に係る光書込み装置を備える画像形成装置の一例を示す断面構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る光書込み装置の要部構成を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る光書込み装置の要部構成を示す上面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る光書込み装置を示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る光書込み装置の走査光学系の一部および同期光の光路を示す図であって、（ａ）は、上面図であり、（ｂ）は、側面図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る光書込み装置におけるダイクロイックミラーの一部拡大図であって、（ａ）は、一方の端部を示す上面図であり、（ｂ）は、一方の端部を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
図１は、本発明に係る光書込み装置が適用される画像形成装置の一実施の形態を示す図であり、画像形成装置を直接転写方式のタンデム型フルカラープリンタに適用した例を示している。画像形成装置としては、直接転写方式に限らず、感光体上のトナー像を中間転写体に一次転写した後、被転写媒体に二次転写する中間転写方式であってもよく、プリンタの他に複写機やファクシミリ装置、またはこれらの複数の機能を有する複合機であってもよい。また、本発明に係る光書込み装置は、４色のフルカラー機に限らず、複数色、例えば２色のトナーによる多色機からなる画像形成装置にも適用可能である。
【００３０】
まず、画像形成装置の構成について説明する。
図１に示すように、画像形成装置としてのタンデム型フルカラープリンタ１は、転写方式として感光体上のトナー像を被転写媒体に直接転写する直接転写方式を採用するものであり、イエロー、シアン、マゼンタおよびブラックの各色に対応する４つの現像手段としての作像ユニット３Ｙ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｋ（以下、単に作像ユニット３という）が装置本体２の中央部に設けられている。この各作像ユニット３は、転写手段としての直接転写ベルト４の上部周回面に沿って並設されている。
【００３１】
直接転写ベルト４は、支持ローラ５、６に巻き掛けられ、図示しない駆動手段によって図中、反時計回りに周回駆動されるようになっている。また、図中右側に配置された支持ローラ６の側方には、レジストローラ７が設けられており、図中左側に配置された支持ローラ５の側方には、定着装置８が設けられている。
【００３２】
また、各作像ユニット３は、それぞれ扱うトナーの色が異なるのみでいずれも構成は同一であり、各色に対応する像担持体としての感光体ドラム９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ、９Ｋ（以下、単に感光体ドラム９という）を有している。この感光体ドラム９の周りには、帯電手段としての帯電ローラ１０および現像装置１１などが配置されている。
【００３３】
また、直接転写ベルト４の内側であって、直接転写ベルト４を挟んで感光体ドラム９と対向する位置には、転写手段としての転写ローラ１２が配置されている。なお、直接転写ベルト４は、例えばモノクロプリントなどブラック（Ｋ）のみの単色で画像形成を行うような場合に適合させるため、ブラック（Ｋ）に対応する感光体ドラム９Ｋに対して転写ローラ１２により常時接触させる構成となっている。一方、他の感光体ドラム９Ｙ、９Ｃおよび９Ｍに対しては、可動のテンションローラの機能により直接転写ベルト４が接離する構成としている。
さらに、現像装置１１の上部には、トナー収納容器１４が設けられており、このトナー収納容器１４には各色に対応する現像剤、いわゆるトナーが収納されている。
【００３４】
上述の４つの作像ユニット３の上方であって装置本体２の最上部には、光書込み装置２０が設けられている。この光書込み装置２０は、４色のフルカラー画像を形成可能なタンデム型フルカラープリンタ１に対応するもので、画像情報に基づいて光変調されたレーザ光としての光ビームＬを各色に対応する作像ユニット３の感光体ドラム９の表面に、それぞれ照射するようになっている。ここで、走査対象としての感光体は、感光体ドラム９のようなドラム状のものに限らず、例えばベルト状の感光体であってもよい。
なお、光書込み装置２０の詳細については、後述する。
【００３５】
また、上述の直接転写ベルト４の下方であって装置本体２の最下部には、給紙トレイ１６が配置されており、この給紙トレイ１６には用紙が積載されるようになっている。さらに、この給紙トレイ１６の側方であってレジストローラ７よりも用紙搬送方向上流側には、分離給紙部１７が配置されており、この分離給紙部１７は、給紙トレイ１６に積載された用紙束から最上位の用紙を分離して給紙するようになっている。
【００３６】
次いで、上述のように構成されたタンデム型フルカラープリンタ１における画像形成動作について説明する。
画像形成動作に際して、まず作像ユニット３の各感光体ドラム９が図示しない駆動手段により図中、時計方向に回転駆動され、この回転駆動に伴い各感光体ドラム９の表面が帯電ローラ１０によって所定の極性に一様に帯電される。このように帯電された各感光体ドラム９の表面には、光書込み装置２０によってイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックに色分解された単色の画像情報に基づく光ビームがそれぞれ照射される。これにより各感光体ドラム９の表面に静電潜像が形成される。そして、このように形成された静電潜像は、各現像装置１１から各色トナーが付与され、トナー像として可視像化される。
【００３７】
一方、給紙トレイ１６からは分離給紙部１７により用紙が分離給紙される。そして給紙された用紙は、レジストローラ７に一旦突き当てられた後、上述の可視像化に同期するようにして直接転写ベルト４に向けて送出される。次いで、用紙は、直接転写ベルト４により吸着されて搬送される。このとき、搬送される用紙には、各感光体ドラム９と各転写ローラ１２とが接触する転写位置において、各転写ローラ１２の作用によって各色のトナー像が順次重ねて転写される。これにより、用紙上にフルカラーのトナー像が担持される。
【００３８】
そして、フルカラーのトナー像が担持された用紙は、直接転写ベルト４から分離され、定着装置８に送り込まれる。その後、定着装置８において、熱と圧力とによってトナー像が用紙に熔融定着される。トナー像が定着された用紙は、機外に排出され、図示しない排出トレイ上にスタックされる。
【００３９】
また、トナー像を転写した後の感光体ドラム９の表面に付着した残留トナーは、図示しないクリーニング手段により感光体ドラム９の表面から除去される。次いで、感光体ドラム９は、その表面上の表面電位が図示しない除電器によって除去され、次の画像形成に備える。
【００４０】
なお、上述の画像形成動作においては、４色のフルカラー画像を形成する場合について説明したが、これに限らず、例えば各作像ユニット３のうち、いずれか１つを用いて単色の画像を形成したり、２色あるいは３色の画像を形成することも可能である。また、モノクロプリントの場合には、ブラック（Ｋ）に対応する作像ユニット３Ｋのみを用いて画像形成を行う。
【００４１】
次に、本実施の形態に係る光書込み装置２０について説明する。
図２〜図４に示すように、光書込み装置２０は、光源部２１と、偏向器としてのポリゴンミラー２２と、走査光学系２３と、同期検知素子としてのフォトダイオード２４とを含んで構成されており、これらの各構成要素は、筺体２７内にそれぞれ配置されている。また、光書込み装置２０は、１つのポリゴンミラー２２を共通として光源部２１、走査光学系２３およびフォトダイオード２４をそれぞれ２組備えるものであり、ポリゴンミラー２２を中心に両側に光源部２１、走査光学系２３およびフォトダイオード２４を略対称に配置したものである。さらに、光書込み装置２０は、図２および図４に示すように、走査対象としての４つの感光体ドラム９をそれぞれ走査するものである。
【００４２】
なお、ポリゴンミラー２２の両側に配置された光源部２１、走査光学系２３およびフォトダイオード２４の構成および機能は同一であるため、以下においては、図中左側に配置された各構成要素について説明を行うものとし、図中右側に配置された各構成要素については、同一の構成及び機能を有するものは同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４３】
光源部２１は、レーザ光源としての半導体レーザ３０ａ、３０ｂと、コリメートレンズ３１ａ、３１ｂと、ビーム合成手段としてのビーム合成プリズム３２と、シリンドリカルレンズ３３とを含んで構成されている。なお、光源部２１は、コリメートレンズ３１ａ、３１ｂを通過した後のレーザ光を所望の形状に整形する開口部を有するアパーチャを設けてもよい。
【００４４】
半導体レーザ３０ａ、３０ｂは、副走査方向に並んで配置され、偏光方向が平行で波長の異なるレーザ光としての光ビームを出射するようになっている。ここで、半導体レーザ３０ａ、３０ｂにより出射される光ビームとしては、後述するダイクロイックミラーに対応した波長帯域のものが用いられる。
【００４５】
このような半導体レーザ３０ａ、３０ｂを有する光源部２１において、半導体レーザ３０ａ、３０ｂによって出射された光ビームは、コリメートレンズ３１ａ、３１ｂにより平行光束に変換される。次いで、コリメートレンズ３１ａ、３１ｂにより平行光束に変換された光ビームは、ビーム合成プリズム３２により同一軸に合成され、シリンドリカルレンズ３３を通ってポリゴンミラー２２の偏向面に向けて出射される。
【００４６】
なお、上述のようにビーム合成プリズム３２を用いることにより、ポリゴンミラー２２の上流側において、半導体レーザ３０ａ、３０ｂによって出射された２つの光ビームの光路長が異なるが、例えば後述するダイクロイックミラーの配置位置を調節することにより感光体ドラム９までの２つの光ビームの光路長を同一とすることができる。
【００４７】
ポリゴンミラー２２は、複数の偏向面を有し、図示しないポリゴンモータによって高速回転されるようになっている。このように構成されたポリゴンミラー２２において、半導体レーザ３０ａ、３０ｂによって出射された光ビームは、ポリゴンミラー２２の回転により走査光学系２３に向けて等角度で主走査方向に偏向走査される。
【００４８】
走査光学系２３は、ｆθレンズ３５と、偏光ビームスプリッタ３６と、λ／４波長板３７と、ダイクロイックミラー３８と、反射ミラー３９とを含んで構成されており、特に、偏光ビームスプリッタ３６、ダイクロイックミラー３８および反射ミラー３９は、主走査方向に長尺な光学素子である。なお、本実施の形態においては、上述の偏向ビームスプリッタ３６、ダイクロイックミラー３８および反射ミラー３９が複数の長尺光学素子を構成し、偏向ビームスプリッタ３６が第１の長尺光学素子、ダイクロイックミラー３８が第２の長尺光学素子、反射ミラー３９が第３の長尺光学素子を構成している。
【００４９】
ｆθレンズ３５は、走査光学系２３を構成する各構成要素のうち、ポリゴンミラー２２に最も近い位置に配置され、ポリゴンミラー２２によって偏向走査された光ビームを光学的に等間隔補正するようになっている。
【００５０】
偏向ビームスプリッタ３６は、光ビームのπ／２の回転角の違いによる偏光方向により光ビームを分離する機能を有し、光ビームの入射方向によって光ビームを透過あるいは反射するような特徴を有している。
λ／４波長板３７は、偏向ビームスプリッタ３６と一体に設けられ、光ビームの偏光方向をπ／４だけ回転させるものである。
【００５１】
ダイクロイックミラー３８は、光ビームに対して垂直に設置された多層膜誘電体ミラーであり、光ビームの波長帯域に応じて光ビームを透過または反射させるものである。なお、光ビームの透過と反射との境界は、ダイクロイックミラーに付加する多層膜によっても異なるが、上述のダイクロイックミラー３８としては、例えば波長７５０ｎｍ近辺が境界となっているものを用いるのが好ましい。この場合、半導体レーザ３０ａ、３０ｂから出射される光ビームとして上述の境界すなわち波長７５０ｎｍ前後の波長帯を選択する必要がある。このため、例えば半導体レーザ３０ａ、３０ｂとして、波長約６５０ｎｍの可視光を出射する半導体レーザと、波長約７８０ｎｍの赤外光を出射する半導体レーザとを用いることができる。また、ダイクロイックミラー３８としては、熱線反射型と熱線透過型のいずれについても適用可能である。
【００５２】
このように構成された走査光学系２３において、ポリゴンミラー２２によって偏向走査された２つの光ビーム（偏光方向が同一で波長が異なる光ビーム）は、ｆθレンズ３５を経てλ／４波長板３７を通過する。そして、λ／４波長板３７を通過した２つの光ビームは、出射時とはπ／４だけ回転した光ビームとなった状態で、ダイクロイックミラー３８に入射される。このとき、２つの光ビームは、ダイクロイックミラー３８により、一方の光ビームについては透過され、他方の光ビームについては反射させられ、透過光と分離光とに分離される。
そしてダイクロイックミラー３８を透過した光ビームは、反射ミラー３９により反射されて感光体ドラム９Ｙの被走査面に照射される。
【００５３】
一方、ダイクロイックミラー３８によって反射された光ビームは、再度λ／４波長板３７に戻され、再び偏光ビームスプリッタ３６に入射される。このとき、ダイクロイックミラー３８によって反射された光ビームは、再度λ／４波長板３７を通過することで再び偏光方向をπ／４だけ回転させられて、出射時とはπ／２だけ回転した光ビームとなった状態で偏光ビームスプリッタ３６に入射される。そして、再び偏光ビームスプリッタ３６に入射された光ビームは、偏向ビームスプリッタ３６により反射されて、感光体ドラム９Ｃの被走査面に照射される。
【００５４】
なお、本実施の形態においては、半導体レーザ３０ａ、３０ｂから出射される２つの光ビームは、いずれも例えば直線偏光のＰ波であって、一方の光ビームは、λ／４波長板３７によりπ／４だけ回転させられ、円偏光となった状態でダイクロイックミラー３８を透過した後、感光体ドラム９Ｙに照射される。これに対して、他方の光ビームは、λ／４波長板３７によりπ／４だけ回転させられ円偏光となった後、ダイクロイックミラー３８で反射されて再度λ／４波長板３７を通過することで再び偏光方向がπ／４だけ回転させられて、直線偏光のＳ波となった状態で感光体９Ｃに照射される。
したがって、感光体ドラム９Ｙおよび９Ｃは、半導体レーザ３０ａ、３０ｂから出射された光ビームによって走査される。
【００５５】
フォトダイオード２４は、ダイクロイックミラー３８の側部近傍であって主走査方向の書込み範囲外に配置され、半導体レーザ３０ａ、３０ｂから出射された光ビームが照射されるようになっている。すなわち、フォトダイオード２４は、ポリゴンミラー２２により偏向された光ビームを同期光として受光して、感光体ドラム９の被走査面における主走査方向の書出開始位置を検知するようになっている。したがって、光書込み装置２０は、フォトダイオード２４が半導体レーザ３０ａ、３０ｂから出射された光ビームを同期光として受光することにより、走査線（光ビーム）の位置を検知することができるため、書込みタイミングを制御することが可能となる。
なお、本実施の形態においては、上述のフォトダイオード２４が同期検知部を構成している。
【００５６】
ところで、近年の光書込み装置の薄型化および小型化に伴い、多くの光学素子などが配置された光書込み装置内においては、フォトダイオードなどの同期検知素子に照射される同期光としての光ビーム（以下、同期検知用の光ビームという）の光路を確保することが困難となってきている。
【００５７】
そこで、本実施の形態に係る光書込み装置２０においては、図１および図２に示すように、同期検知用の光ビームの光路Ａ（以下、同期検知用光ビーム光路Ａという）の一部がダイクロイックミラー３８の内部に配置されている。このように、本実施の形態に係る光書込み装置２０においては、本来使用されないスペースを活用することにより、同期検知用光ビーム光路Ａを好適に確保することができる。
【００５８】
以下、図１、図２、図５および図６を参照して、同期検知用光ビーム光路Ａを確保するための具体的な構成について詳しく説明する。
図１および図２に示すように、本実施の形態においては、走査光学系２３を構成する複数の光学素子のうち、ダイクロイックミラー３８を同期検知用光ビーム光路Ａとして利用している。
【００５９】
図５（ａ）、（ｂ）に示すように、ダイクロイックミラー３８は、主走査方向に長尺な長尺光学素子であり、長手方向の両端部にそれぞれ一方の端部３８ａと他方の端部３８ｂとを有している。
【００６０】
図６（ａ）に示すように、一方の端部３８ａには、偏光ビームスプリッタ３６（図１参照）に対向する側面３８ｃ（入射面）に対して所定の角度θで傾斜する反射面３８ｄが形成されている。この反射面３８ｄによって、半導体レーザ３０ａ、３０ｂから出射された同期検知用の光ビームがダイクロイックミラー３８の内部において主走査方向に反射される（図５（ａ）参照）。ここで、所定の角度θ、すなわち側面３８ｃと反射面３８ｄとのなす角度θは、反射面３８ｄで反射される同期検知用の光ビームがダイクロイックミラー３８の内部を通り、他方の端部３８ｂ側に配置されたフォトダイオード２４の受光面に入射するような角度に設定される。なお、本実施の形態においては、上述の反射面３８ｄが同期検知用反射面を構成している。
【００６１】
また、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、上述の反射面３８ｄは、鏡面加工が施された鏡面部４０と、反射防止膜が施された反射防止部４１とから構成されている。
鏡面部４０は、反射面３８ｄの略中央部であって主走査方向と垂直な方向に延在するよう設けられ、半導体レーザ３０ａ、３０ｂから出射された同期検知用の光ビームをダイクロイックミラー３８の内部において主走査方向に反射するようになっている（図５（ａ）参照）。
【００６２】
反射防止部４１は、反射防止膜から構成され、反射面３８ｄにおいて鏡面部４０を挟んで両側に設けられている。したがって、反射面３８ｄは、鏡面部４０以外の部分が反射防止膜によって構成されている。このため、反射面３８ｄに入射される同期検知用の光ビーム以外の光ビームが画像品質に悪影響を及ぼすゴースト光となってしまうことが防止される。
【００６３】
反射防止膜としては、例えば薄膜の誘電体膜を重畳させた多層膜のものが使用される。この多層膜は、例えば真空蒸着などにより、金属酸化物などの薄膜を成膜して形成される。この他、反射防止膜として上述の多層膜以外に、ＭｇＦ２やＳｉＯ、ＣｅＦ３などからなる単層膜を使用してもよい。
【００６４】
また、図５（ｂ）に示すように、他方の端部３８ｂは、フォトダイオード２４に対向する端面３８ｅがフォトダイオード２４側に向けて凸状の曲面で構成されている。すなわち、この端面３８ｅは、副走査方向にビーム径を絞り、かつ同期検知用の光ビームがフォトダイオード２４の受光面に入射するようなパワーを有する凸状の曲面加工が施されている。したがって、反射面３８ｄで反射されダイクロイックミラー３８の内部を透過する同期検知用の光ビームは、他方の端部３８ｂから出射される際、ビーム径が副走査方向に絞られる。
【００６５】
また、図１および図２に示すように、上述のように構成されたダイクロイックミラー３８を有する光書込み装置２０において、半導体レーザ３０ａ、３０ｂから出射された光ビームは、同期検知用の光ビームとしてコリメートレンズ３１ａ、３１ｂやビーム合成プリズム３２およびシリンドリカルレンズ３３を経て、ポリゴンミラー２２で偏向走査される。そして偏向走査された同期検知用の光ビームは、ｆθレンズ３５および偏光ビームスプリッタ３６を透過し、λ／４波長板３７を通過して、ダイクロイックミラー３８の側面３８ｃ（図６（ａ）参照）からダイクロイックミラー３８の内部に入射する。次いで、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、ダイクロイックミラー３８の内部に入射した同期検知用の光ビームは、反射面３８ｄの鏡面部４０（図６（ａ）参照）で反射されて、ダイクロイックミラー３８の内部を主走査方向に透過する。その後、同期検知用の光ビームは、凸状の曲面で構成された端面３８ｅによりビーム径が副走査方向に絞られた状態で他方の端部３８ｂからフォトダイオード２４に向けて出射され、フォトダイオード２４の受光面に入射する。
【００６６】
また、本実施の形態において、ダイクロイックミラー３８およびフォトダイオード２４は、同期検知用の光ビームの光路長と各感光体ドラム９の被走査面に照射される走査光としての光ビーム（図１および図２参照）の光路長とが光学的に等価な距離となるよう、光書込み装置２０の筺体２７内にそれぞれ配置されている。
【００６７】
以上のように、本実施の形態では、走査光学系２３を構成する複数の長尺光学素子のうち、ダイクロイックミラー３８が、長手方向の一方の端部３８ａに反射面３８ｄを有し、ダイクロイックミラー３８の内部に入射された同期検知用の光ビームを反射面３８ｄにより、主走査方向に反射させるとともに、長手方向の他方の端部３８ｂに向けてイクロイックミラー３８の内部を主走査方向に透過させる。また、フォトダイオード２４がダイクロイックミラー３８の他方の端部３８ｂの近傍に配置され、ダイクロイックミラー３８の内部を主走査方向に透過した同期検知用の光ビームを受光する。このため、本実施の形態に係る光書込み装置２０は、本来使用されないダイクロイックミラー３８の内部に主走査方向に亘って同期検知用光ビーム光路Ａを配置することができる。したがって、光書込み装置２０の薄型化および小型化を図る場合にあっても、構成部品点数の削減を図りつつ、光書込み装置２０内における同期検知用光ビーム光路Ａを確保することができる。
【００６８】
また、本実施の形態では、ダイクロイックミラー３８およびフォトダイオード２４が、同期検知用の光ビームの光路長と走査光としての光ビームの光路長とが光学的に等価な距離となるよう光書込み装置２０の筺体２７内にそれぞれ配置されているので、フォトダイオード２４で受光される同期検知用の光ビームの光路長と走査光としての光ビームの光路長とを略一致させることができる。このため、同期検知用の光ビームは、感光体ドラム９上に集光させられる走査光のビーム径と略同等のビーム径に絞られた位置でフォトダイオード２４によって受光される。したがって、フォトダイオード２４の受光面上において、感光体ドラム９上における走査光のビーム径と略同等のビーム径となった同期検知用の光ビームを受光することができ、同期検知精度を向上させることができる。
【００６９】
また、本実施の形態では、反射面３８ｄが、同期検知用の光ビームをダイクロイックミラー３８の内部を主走査方向に反射させる鏡面部４０と、同期検知用の光ビーム以外の光ビームの反射を防止する反射防止部４１とから構成されているので、鏡面部４０により同期検知用の光ビームのみをフォトダイオード２４に向けてダイクロイックミラー３８の内部を主走査方向に反射させることができる。さらに、反射防止部４１により同期検知用の光ビーム以外の光ビームが反射することを防止することができ、同期検知用の光ビーム以外の光ビームが反射してゴースト光となることを防止することができる。
【００７０】
また、本実施の形態では、ダイクロイックミラー３８の他方の端部３８ｂの端面３８ｅが、副走査方向にパワーを有する曲面であって、フォトダイオード２４側に凸状の曲面で構成されているので、この曲面によりフォトダイオード２４に受光される同期検知用の光ビームのビーム径が副走査方向に絞られるとともに、フォトダイオード２４に入射させる同期検知用の光ビームの光強度を大きくすることができる。したがって、同期検知用の光ビームをフォトダイオード２４に集光させるための同期検知用の光学素子などを別に設ける必要がなく、光書込み装置２０の構成部品点数の削減を図りつつ、光書込み装置２０内における同期検知用光ビーム光路Ａを確保することができる。
【００７１】
なお、本実施の形態においては、半導体レーザ３０ａ、３０ｂから出射される光ビームをビーム合成プリズム３２によって合成するようにしたが、これに限らず、光ビームを合成する構成のものであればいずれの構成であってもよく、例えばビーム合成プリズム３２を用いずに半導体レーザ３０ａ、３０ｂを、所定の角度を持つように配置し、ポリゴンミラー２２の主走査方向に同一の位置に２つの光ビームが照射されるように構成することにより、２つの光ビームを合成するようにしてもよい。
【００７２】
また、本実施の形態においては、同期検知用光ビーム光路Ａとして利用される長尺光学素子がダイクロイックミラー３８である場合について説明したが、これに限らず、その他の長尺光学素子、例えば偏光ビームスプリッタ３６や反射ミラー３９を同期検知用光ビーム光路Ａとして利用してもよい。この場合、偏光ビームスプリッタ３６や反射ミラー３９についても、長手方向の一方の端部を上述のような反射面で構成し、長手方向の他方の端部の側面を上述のような凸状の曲面で構成するようにする。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
以上のように、本発明に係る光書込み装置は、光書込み装置の構成部品点数の削減を図りつつ、光書込み装置内における同期光の光路を確保することができるという効果を有し、電子写真方式を採用する例えば複写機、プリンタ、ファクシミリおよび複合機等の画像形成装置における光書込み装置等として有用である。
【符号の説明】
【００７４】
１  タンデム型フルカラープリンタ（画像形成装置）
３  作像ユニット（現像手段）
４  直接転写ベルト（転写手段）
９  感光体ドラム（像担持体）
１２  転写ローラ（転写手段）
２０  光書込み装置（光走査手段）
２１  光源部
２２  ポリゴンミラー（偏向器）
２３  走査光学系
２４  フォトダイオード（同期検知部）
３０ａ、３０ｂ  半導体レーザ（光源）
３６  偏光ビームスプリッタ（長尺光学素子、第１の長尺光学素子）
３８  ダイクロイックミラー（長尺光学素子、第２の長尺光学素子）
３８ａ  一方の端部
３８ｂ  他方の端部
３８ｃ  側面
３８ｄ  反射面（同期検知用反射面）
３８ｅ  端面
３９  反射ミラー（長尺光学素子、第３の長尺光学素子）
４０  鏡面部
４１  反射防止部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７５】
【特許文献１】特開平１１−１８３８１１号公報
【特許文献２】特開２００３−３１５７０８号公報
【図１】
2011025446.tif 000003
【図２】
2011025446.tif 000004
【図３】
2011025446.tif 000005
【図４】
2011025446.tif 000006
【図５】
2011025446.tif 000007
【図６】
2011025446.tif 000008