(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データに基づいて変調されたレーザビームで感光体上を走査することにより前記感光体上に静電潜像を形成する画像形成装置であって、
レーザ光源から出射された前記レーザビームを軸回転しながら反射する回転多面鏡と、
前記回転多面鏡により反射された前記レーザビームを一又は複数の折り返しミラーでさらに反射することにより、前記レーザビームで前記感光体上を主走査方向に沿って走査するミラーユニットと、を有し、
前記ミラーユニットは、前記感光体上を前記主走査方向に沿って走査する前記レーザビームが形成する平面に対して垂直をなす回動軸まわりに回転することにより、前記静電潜像の前記主走査方向の部分倍率を調整可能であり、
前記回動軸の、前記平面上で前記主走査方向と平行をなす第１方向における位置は、前記静電潜像の揃え位置である基準位置に至る前記レーザビームの光路上の前記ミラーユニットによる最初の反射点から最後の反射点までの範囲内にあり、
前記回動軸の、前記平面上で前記第１方向と垂直をなす第２方向における位置は、前記最初の反射点から前記最後の反射点までの範囲内にある
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記最初の反射点及び前記最後の反射点の前記第１方向における位置は、互いに一致しており、
前記回動軸の前記第１方向における位置は、前記最初の反射点及び前記最後の反射点の双方と一致していることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記最初の反射点及び前記最後の反射点の前記第２方向における位置は、互いに一致しており、
前記回動軸の前記第２方向における位置は、前記最初の反射点及び前記最後の反射点の双方と一致していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記基準位置は、前記感光体上を前記主走査方向に沿って走査する前記レーザビームの軌跡の中点又は一方の端点であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つ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、画像データに基づいて変調されたレーザビームで感光体上を走査することにより感光体上に静電潜像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザプリンタは、レーザ発振器、回転多面鏡（ポリゴンミラー）、及び感光体等からなる光学ユニットを備えており、レーザ発振器から出射したレーザビームを回転多面鏡で偏向走査することにより感光体上に静電潜像を形成している。このような光学ユニットにより静電潜像を形成する際の問題点として、レーザビームの主走査線上に形成される静電潜像の部分倍率誤差が生じる点が挙げられる。ここでいう部分倍率とは、レーザビームによる主走査線の中点の両側における静電潜像の倍率のことを指している。一般に、部分倍率誤差はポリゴンミラーと感光体との間に配置される走査レンズの形状誤差や配置誤差等に起因して生じる。
【０００３】
これに関連して、以下の特許文献１には、ポリゴンミラーと感光体との間に配置された折り返しミラーユニットをレーザビームの主走査平面に対して垂直をなす回動軸まわりに回転することにより部分倍率を調整するレーザ走査光学装置が提案されている。しかし、上記装置によると、折り返しミラーユニットの回転によりレーザビームの光路長が変化するため、レーザビームのピントが感光体の表面からずれてしまうことになる（図７参照）。このような光路長の変化は回動軸から離れた反射点で折り返されるレーザビームの光路において特に顕著になる。そのため、上記装置によると静電潜像の大部分においてレーザビームのピントずれが生じ、印刷画質が悪化してしまう虞がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２４４６５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、静電潜像の部分倍率調整に伴うレーザビームの光路長変化を軽減することができる画像形成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】
本発明の上記目的は、下記の手段によって達成される。
【０００７】
（１）画像データに基づいて変調されたレーザビームで感光体上を走査することにより前記感光体上に静電潜像を形成する画像形成装置であって、レーザ光源から出射された前記レーザビームを軸回転しながら反射する回転多面鏡と、前記回転多面鏡により反射された前記レーザビームを一又は複数の折り返しミラーでさらに反射することにより、前記レーザビームで前記感光体上を主走査方向に沿って走査するミラーユニットと、を有し、前記ミラーユニットは、前記感光体上を前記主走査方向に沿って走査する前記レーザビームが形成する平面に対して垂直をなす回動軸まわりに回転することにより、前記静電潜像の前記主走査方向の部分倍率を調整可能であり、前記回動軸の、前記平面上で前記主走査方向と平行をなす第１方向における位置は、前記静電潜像の揃え位置である基準位置に至る前記レーザビームの光路上の前記ミラーユニットによる最初の反射点から最後の反射点までの範囲内にあり、前記回動軸の、前記平面上で前記第１方向と垂直をなす第２方向における位置は、前記最初の反射点から前記最後の反射点までの範囲内にあることを特徴とする画像形成装置。
【０００８】
（２）前記最初の反射点及び前記最後の反射点の前記第１方向における位置は、互いに一致しており、前記回動軸の前記第１方向における位置は、前記最初の反射点及び前記最後の反射点の双方と一致していることを特徴とする上記（１）に記載の画像形成装置。
【００１０】
（３）前記最初の反射点及び前記最後の反射点の前記第２方向における位置は、互いに一致しており、前記回動軸の前記第２方向における位置は、前記最初の反射点及び前記最後の反射点の双方と一致していることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の画像形成装置。
【００１１】
（４）前記基準位置は、前記感光体上を前記主走査方向に沿って走査する前記レーザビームの軌跡の中点又は一方の端点であることを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、ミラーユニットの回動軸の、平面上で主走査方向と平行をなす第１方向における位置、および、第１方向と垂直をなす第２方向における位置は、静電潜像の揃え位置である基準位置に至るレーザビーム光路（基準光路）上の最初の反射点から最後の反射点までの範囲内にあるため、ミラーユニットの回動軸まわりの回転による基準光路の光路長変化を軽減することができる。よって、静電潜像の部分倍率調整に伴う基準位置近傍でのレーザビームのピントずれを軽減することができ、その結果、基準位置近傍での静電潜像の画質悪化を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る光学ユニットを示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る光学ユニットを示す上面図（図中（Ａ））及び側面図（図中（Ｂ））である。
【図３】本発明の一実施形態に係る光学ユニットの変形例を示す上面図（図中（Ａ））及び側面図（図中（Ｂ））である。
【図４】本発明の一実施形態に係る光学ユニットの他の変形例を示す上面図（図中（Ａ））及び側面図（図中（Ｂ））である。
【図５】本発明の一実施形態に係る光学ユニットのさらに他の変形例を示す上面図（図中（Ａ））及び側面図（図中（Ｂ））である。
【図６】本発明の一実施形態に係る光学ユニットによる部分倍率調整の前後でのレーザビーム光路を示す概略図である。
【図７】従来の光学ユニットによる部分倍率調整の前後でのレーザビーム光路を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態に係る光学ユニット１の主要部を概略的に示す斜視図である。本実施形態に係る光学ユニット１は、画像データに基づいて変調されたレーザビームでドラム状の感光体２上を走査することにより感光体２上に静電潜像を形成する光学ユニットである。
【００１６】
図１のように、光学ユニット１は、レーザダイオード等のレーザ光源（不図示）から出射されたレーザビームを軸回転しながら感光体２から離反する方向に反射する回転多面鏡であるポリゴンミラー１１、及びポリゴンミラー１１により反射されたレーザビームをさらに反射して感光体２の方向に折り返すことによりレーザビームで感光体２の表面を走査するミラーユニット１２を備えている。
【００１７】
なお、図中では省略するが、レーザ光源とポリゴンミラー１１との間には、レーザ光源から出射されたレーザビームを平行光に調整するコリメータレンズが設けられている。また、ポリゴンミラー１１とミラーユニット１２との間には、ポリゴンミラー１１により反射されたレーザビームのｆθ特性等を補正する走査レンズが設けられている。
【００１８】
本実施形態に係るポリゴンミラー１１は、精密な鏡面加工が施された複数の反射面１１１を有しており、各反射面と平行をなす回転軸Ａまわりに回転しながら各反射面１１１においてレーザ光源からのレーザビームをミラーユニット１２に向かって反射する。そして、各反射面１１１において反射されたレーザビームは、ミラーユニット１２によりさらに反射されて感光体２の方向に折り返される。なお、図１に例示されたポリゴンミラー１１の反射面１１１の個数は４つであるが、本実施形態に係るポリゴンミラー１１の反射面１１１の個数はこれに限定されない。
【００１９】
本実施形態に係るミラーユニット１２は、一又は複数の折り返しミラー１２１を有しており、ポリゴンミラー１１からのレーザビームを折り返しミラー１２１によりさらに反射して感光体２の方向に折り返す。より具体的に、図１に例示されたミラーユニット１２は、図中のＺ方向に沿って配置された２つの折り返しミラー１２１を有しており、各々の折り返しミラー１２１によりポリゴンミラー１１からのレーザビームを９０度ずつ偏向する。これにより、図１に例示されたミラーユニット１２は、ポリゴンミラー１１からのレーザビームをＺ方向の高さを変化させて略平行に折り返す。
【００２０】
図１のように、ミラーユニット１２により折り返されたレーザビームは、感光体２の回転軸Ｂと平行をなす主走査方向に沿って感光体２の表面を走査することにより静電潜像を形成する。以下では、感光体２の表面を走査するレーザビームにより形成される平面を主走査平面Ｓと称することにする。また、感光体２の表面を走査するレーザビームの軌跡を主走査線Ｌと称することにする。
【００２１】
図１のように、本実施形態に係るミラーユニット１２は、主走査平面Ｓと垂直をなす回動軸Ｃを備えており、回動軸Ｃまわりに回転することにより主走査線Ｌ上に形成される静電潜像の部分倍率を調整することができる。より具体的には、ミラーユニット１２を回動軸Ｃまわりに回転させることによりレーザビームの走査位置を主走査方向に沿ってずらすことができるため、回動軸Ｃまわりの回転角度を適切に選択することにより主走査線Ｌ上に形成される静電潜像の部分倍率を調整することができる。
【００２２】
続いて、図２を参照して、本実施形態に係るミラーユニット１２の回動軸Ｃの配置について説明する。図２（Ａ）は、図１に例示された光学ユニット１の上面図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に対応する側面図である。後述するように、本実施形態に係るミラーユニット１２の回動軸Ｃの配置は、感光体２に形成される各種サイズの静電潜像の主走査方向における基準位置に基づいて決定される。ここで、「基準位置」とは、感光体２の表面に形成される各種サイズの静電潜像の揃え位置のことであり、これは光学ユニット１を含む画像形成装置に供給される各種サイズの記録用紙の揃え位置に対応している（図２（Ａ）参照）。
【００２３】
図２の例においては、静電潜像の基準位置として主走査線Ｌの中点が採用されている。ただし、静電潜像の基準位置は、主走査線Ｌの一方の端点であってもよいし（図３参照）、主走査線Ｌ上のさらに他の点であってもよい。以下では、ポリゴンミラー１１により反射されたレーザビームの光路のうちの基準位置に至る光路を特に基準光路Ｐと称することにする。また、主走査平面Ｓ上の主走査方向と平行をなす方向をＹ方向とし、主走査平面Ｓ上のＹ方向と垂直をなす方向をＸ方向とする（図２（Ａ）参照）。
【００２４】
本実施形態において、ミラーユニット１２の回動軸Ｃの配置は以下のようにして決定される。先ず、回動軸ＣのＹ方向の位置は、レーザビームの基準光路Ｐ上のミラーユニット１２による最初の反射点Ｒ１から最後の反射点Ｒ２までの範囲内で決定される。ここで、最初の反射点Ｒ１とは、ポリゴンミラー１１からのレーザビームがミラーユニット１２により最初に反射される点のことを指しており、最後の反射点Ｒ２とは、基準位置に至るレーザビームがミラーユニット１２により最後に反射される点のことを指している（図２（Ｂ）参照）。
【００２５】
図２の例において、最初の反射点Ｒ１及び最後の反射点Ｒ２の主走査平面Ｓへの投影位置は互いに一致している（図２（Ａ）参照）。すなわち、最初の反射点Ｒ１及び最後の反射点Ｒ２のＹ方向の位置は互いに一致しているため、回動軸ＣのＹ方向の位置は、最初の反射点Ｒ１及び最後の反射点Ｒ２の双方と等しくされる。これにより、ミラーユニット１２の回動軸Ｃは最初の反射点Ｒ１及び最後の反射点Ｒ２の双方と近接するように配置されるため、ミラーユニット１２の回動軸Ｃ回りの回転に伴う基準光路Ｐの光路長変化を軽減することができる。
【００２６】
さらに、ミラーユニット１２の回動軸ＣのＸ方向の位置も同様に、レーザビームの基準光路Ｐ上の最初の反射点Ｒ１から最後の反射点Ｒ２までの範囲内で決定されることが好ましい。これにより、ミラーユニット１２の回動軸Ｃは最初の反射点Ｒ１及び最後の反射点Ｒ２の双方とさらに近接するように配置されるため、ミラーユニット１２の回動軸Ｃ回りの回転に伴う基準光路Ｐの光路長変化をさらに軽減することができる。
【００２７】
図２の例において、最初の反射点Ｒ１及び最後の反射点Ｒ２のＸ方向の位置は互いに一致しているため、回動軸ＣのＸ方向の位置は最初の反射点Ｒ１及び最後の反射点Ｒ２の双方と等しくされる。その結果、図２の例による回動軸Ｃの主走査平面Ｓ上の位置は、最初の反射点Ｒ１及び最後の反射点Ｒ２の双方と一致することになる。したがって、図２の例によると、ミラーユニット１２の回動軸Ｃまわりの回転に伴う基準光路Ｐの光路長変化を防止することができる。
【００２８】
続いて、上述した本実施形態に係る光学ユニット１の変形例について説明する。本変形例に係る光学ユニット１の構成は、以下に述べる箇所を除き、上述した実施例と同様である。よって、本変形例に係る光学ユニット１の各部を表す符合として、上述した実施例と同一のものを用いることとする。
【００２９】
図３は、本変形例に係る光学ユニット１におけるミラーユニット１２の回動軸Ｃの配置について説明するための概略図である。図３（Ａ）は、本変形例に係る光学ユニット１の上面図であり、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に対応する側面図である。図３（Ａ）のように、本変形例においては静電潜像の基準位置として主走査線Ｌの中点ではなく主走査線Ｌの一方の端点が採用されている。
【００３０】
上述した実施例と同様に、本変形例に係るミラーユニット１２の回動軸ＣのＹ方向の位置は、基準光路Ｐ上の最初の反射点Ｒ１から最後の反射点Ｒ２までの範囲内で決定される。本変形例において、最初の反射点Ｒ１及び最後の反射点の主走査平面Ｓへの投影位置は互いに一致している。すなわち、最初の反射点Ｒ１及び最後の反射点Ｒ２のＹ方向の位置は互いに一致しているため、回動軸ＣのＹ方向の位置は最初の反射点Ｒ１及び最後の反射点Ｒ２の双方と等しくされる。これにより、ミラーユニット１２の回動軸Ｃは最初の反射点Ｒ１及び最後の反射点Ｒ２の双方と近接するように配置されるので、ミラーユニット１２の回動軸Ｃまわりの回転に伴う基準光路Ｐの光路長変化を軽減することができる。
【００３１】
さらに、本変形例に係る回動軸ＣのＸ方向に位置も同様に、最初の反射点Ｒ１から最後の反射点Ｒ２までの範囲内で決定されることが好ましい。図３の例において、最初の反射点Ｒ１及び最後の反射点Ｒ２のＸ方向の位置は互いに一致しているため、回動軸ＣのＸ方向の位置は最初の反射点Ｒ１及び最後の反射点Ｒ２の双方と等しくされることが好ましい。その結果、図３の例による回動軸Ｃの主走査平面Ｓ上の位置は、最初の反射点Ｒ１及び最後の反射点Ｒ２の双方と一致することになる。したがって、図３の変形例によると、上述した実施例と同様に、ミラーユニット１２の回動軸Ｃまわりの回転に伴う基準光路Ｐの光路長変化を防止することができる。
【００３２】
続いて、上述した本実施形態に係る光学ユニット１の他の変形例について説明する。本変形例に係る光学ユニット１の構成は、以下に述べる箇所を除き、上述した実施例と同様である。そのため、本変形例に係る光学ユニット１の各部を表す符合として、上述した実施例と同一のものを用いることとする。ただし、本例ではミラーユニット１の反射点が３つ存在するため最後の反射点を「Ｒ３」と称することにする。
【００３３】
図４は、本変形例に係る光学ユニット１におけるミラーユニット１２の回動軸Ｃの配置について説明するための概略図である。図４（Ａ）は、本変形例に係る光学ユニット１の上面図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に対応する側面図である。図４（Ａ）（Ｂ）のように、本変形例に係るミラーユニット１２は３つの折り返しミラー１２１により構成されている。さらに、図４（Ａ）のように、ミラーユニット１２の最初の反射点Ｒ１及び最後の反射点Ｒ３の主走査平面Ｓへの投影位置はＸ方向においては一致していないがＹ方向においては互いに一致している。
【００３４】
上述した実施例と同様に、本変形例に係るミラーユニット１２の回動軸ＣのＹ方向の位置は、基準光路Ｐ上のミラーユニット１２の最初の反射点Ｒ１から最後の反射点Ｒ３までの範囲内で決定される。本変形例において、最初の反射点Ｒ１及び最後の反射点Ｒ３のＹ方向の位置は互いに一致しているため、回動軸ＣのＹ方向の位置は最初の反射点及び最後の反射点Ｒ３の双方と等しくされる。これにより、ミラーユニット１２の回動軸Ｃは最初の反射点Ｒ１及び最後の反射点Ｒ３の双方と近接するように配置されるため、ミラーユニット１２の回動軸Ｃまわりの回転に伴う基準光路Ｐの光路長変化を軽減することができる。
【００３５】
さらに、本変形例に係る回動軸ＣのＸ方向の位置も同様に、最初の反射点Ｒ１から最後の反射点Ｒ３までの範囲内で決定されることが好ましい。そのため、本変形例による回動軸ＣのＸ方向の位置は、図４（Ｂ）中の破線上、又はこれらの破線で挟まれた領域内で決定されることが好ましい。これにより、ミラーユニット１２の回動軸Ｃは、最初の反射点Ｒ１及び最後の反射点Ｒ３の双方とさらに近接するように配置されるので、ミラーユニット１２の回動軸Ｃまわりの回転に伴う基準光路Ｐの光路長変化をさらに軽減することができる。
【００３６】
続いて、上述した本実施形態に係る光学ユニット１のさらに他の変形例について説明する。本変形例に係る光学ユニット１の構成は、以下に述べる箇所を除き、上述した実施例と同様である。そのため、本変形例に係る光学ユニット１の各部を表す符合として、上述した実施例と同一のものを用いることとする。ただし、本例ではミラーユニット１の反射点が３つ存在するため最後の反射点を「Ｒ３」と称することにする。
【００３７】
図５は、本変形例に係る光学ユニット１におけるミラーユニット１２の回動軸Ｃの配置について説明するための概略図である。図５（Ａ）は、本変形例に係る光学ユニット１の上面図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）に対応する側面図である。図５（Ａ）（Ｂ）のように、本変形例に係るミラーユニット１２は３つの折り返しミラー１２１により構成されている。さらに、図５（Ａ）のように、ミラーユニット１２の最初の反射点Ｒ１及び最後の反射点Ｒ３の主走査平面Ｓへの投影位置はＸ及びＹ方向のいずれにおいても一致していない。
【００３８】
上述した実施例と同様に、本変形例に係るミラーユニット１２の回動軸ＣのＹ方向の位置は、基準光路Ｐ上のミラーユニット１２の最初の反射点Ｒ１から最後の反射点Ｒ３までの範囲内で決定される。そのため、本変形例による回動軸ＣのＹ方向の位置は、図５（Ａ）中の破線上、又はこれらの破線で挟まれた領域内で決定される。これにより、ミラーユニット１２の回動軸Ｃは最初の反射点Ｒ１及び最後の反射点Ｒ３の双方と近接するように配置されるため、ミラーユニット１２の回動軸Ｃまわりの回転に伴う基準光路Ｐの光路長変化を軽減することができる。
【００３９】
さらに、本変形例に係る回動軸ＣのＸ方向の位置も同様に、最初の反射点Ｒ１から最後の反射点Ｒ３までの範囲内で決定されることが好ましい。そのため、本変形例による回動軸ＣのＸ方向の位置は、図５（Ｂ）中の破線上、又はこれらの破線で挟まれた領域内で決定されることが好ましい。これにより、ミラーユニット１２の回動軸Ｃは、最初の反射点Ｒ１及び最後の反射点Ｒ３の双方とさらに近接するように配置されるので、ミラーユニット１２の回動軸Ｃまわりの回転に伴う基準光路Ｐの光路長変化をさらに軽減することができる。
【００４０】
続いて、本実施形態に係る画像形成装置による作用効果について説明する。図６は、図１、２に例示した光学ユニット１による部分倍率調整の前後での基準光路Ｐの光路長変化を示す概略図である。図６（Ａ）は部分倍率調整前の基準光路Ｐを示す上面図であり、図６（Ｂ）は部分倍率調整後の基準光路Ｐを示す上面図である。上述のように、本実施形態に係るミラーユニット１２の回動軸Ｃは、主走査方向と平行をなす方向（Ｙ方向）における位置が基準光路Ｐ上の最初の反射点Ｒ１から最後の反射点Ｒ２までの範囲内となるように配置されている。
【００４１】
これにより、ミラーユニット１２の回動軸Ｃは基準光路Ｐ上の最初の反射点Ｒ１及び最後の反射点Ｒ２の双方に近接するように配置されるため、ミラーユニット１２の回動軸Ｃまわりの回転による基準光路Ｐの光路長変化を軽減することができる。よって、本実施形態によると、静電潜像の部分倍率調整に伴う基準位置近傍でのレーザビームのピントずれを軽減することができ、その結果、基準位置近傍での静電潜像の画質悪化を軽減することができる。
【００４２】
本発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲において種々改変することができる。例えば、上記実施形態においてミラーユニットを構成する折り返しミラーの個数は２又は３とされたが、本発明はこれに限定されず、ミラーユニットを構成する折り返しミラーの個数は１又は４以上であってもよい。また、回転多面鏡及びミラーユニットの感光体に対する位置関係は図１〜５中に示す例に限定されない。
【符号の説明】
【００４３】
１          光学ユニット、
１１        ポリゴンミラー、
１１１      反射面、
１２        ミラーユニット、
１２１      折り返しミラー、
２          感光体、
Ｃ          回動軸、
Ｌ          主走査線、
Ｐ          基準光路、
Ｒ１        最初の反射点、
Ｒ２        最後の反射点、
Ｓ          主走査平面。
【図１】
0005786443.tif 000002
【図２】
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【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】
0005786443.tif 000008