(57)【要約】【課題】センサの設置個数を減少しても環境温度の変化に対する性能の劣化を極力防止できる光走査装置を得る。【解決手段】複数の光源からの光束を単一のポリゴンミラー５で左右両側に偏向し、偏向された光束を第１走査レンズ１１とミラー２１〜２８と第２走査レンズ１２とで感光体ドラム５０に導く光走査装置。ポリゴンミラー５の左側上側光路Ｂｙの光束を受光して走査終了タイミングを検出するためのＥＯＳセンサ３１Ｂが配置され、右側上側光路Ｂｋの光束を受光して走査開始タイミングを検出するためのＳＯＳセンサ３４Ａが配置されている。【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、該光源からの光束を主走査方向に偏向する偏向器と、該偏向器にて偏向された光束を被走査面上に結像する走査レンズと、該走査レンズを透過した光束を被走査面に導くための光路折返しミラーとを備えた光走査装置において、
前記偏向器は各光源に対して共通に設置されており、
前記走査レンズは前記偏向器の左右両側に配置され、
前記偏向器の左右いずれか一方側に配置された走査レンズを含む光路に、光束を受光して走査開始のタイミングを検出するためのセンサを配置し、
前記偏向器の左右いずれか他方側に配置された走査レンズを含む光路に、光束を受光して走査終了のタイミングを検出するためのセンサを配置したこと、
を特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記複数の光源からの光束は、それぞれ、副走査方向に所定の角度を持って前記偏向器に入射され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】
前記複数の光源は前記走査レンズの光軸に対して同じ側に配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記走査レンズは主走査方向に非対称な形状のレンズであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の光走査装置。
【請求項５】
前記走査レンズの主走査方向の位置決め部が該走査レンズの光軸に対して前記センサとは反対側に設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の光走査装置。
【請求項６】
前記偏向器の左右両側において、副走査方向の上側及び下側を通過する光束は、それぞれ、共通の走査レンズを透過することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の光走査装置。
【請求項７】
前記偏向器の左右両側において、副走査方向の上側及び下側を通過する光束は、それぞれ、少なくとも一つの非共通のレンズを透過し、該非共通のレンズは主走査方向の屈折力がほぼ０であることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか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、画像データに基づいて変調された複数の光束を単一の偏向器を用いて複数の被走査面上を走査する光走査装置に関する。
【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に転写して合成するタンデム方式が主流となっている。そして、この種のタンデム方式の画像形成装置には、例えば、各感光体上に単一の偏向器（ポリゴンミラー）を用いて４本の光束を同時に走査して画像を描画する光走査装置が搭載されている。
【０００３】
この種の光走査装置では、特許文献１，２，３に示されているように、偏向器の左右両側に走査レンズを配置して４本の光束を２本ずつ左右両側で偏光、走査する左右両側偏向方式が知られている。そして、４本の各光束ごとの走査開始のタイミング（以下、ＳＯＳと称する）及び走査終了のタイミング（以下、ＥＯＳと称する）を検出するために２種類のセンサが設置されている。
【０００４】
特許文献１では、４本の光束に対してＳＯＳセンサ又はＥＯＳセンサを配置した光走査装置が開示されている。しかし、左右両側偏向方式では、偏向器に対して左右で走査方向が逆になるため、ＳＯＳ又はＥＯＳのみを検出すると、環境温度の変化時に走査レンズの熱膨張による変形が像高のプラス、マイナス方向で異なる場合に色ずれが生じてしまう。また、４個のセンサを使用するためにコストが上昇することになる。
【０００５】
特許文献２では、偏向器の左右両側で共通のＳＯＳセンサを配置した光走査装置が開示されている。２個のセンサを用いるのでコストは低減されるが、前記文献１に記載の光走査装置と同様に、環境温度の変化時に色ずれが生じてしまう。
【０００６】
特許文献３では、４本の光束に対して、偏向器の左右両側の一方側で上側光路にＳＯＳセンサを配置するとともに下側光路にＥＯＳセンサを配置し、他方側でも上側光路にＳＯＳセンサを配置するとともに下側光路にＥＯＳセンサを配置した光走査装置が開示されている。しかし、これでは４個のセンサを使用するためにコストが上昇し、かつ、センサの配置が偏向器に対して左右非対称になってしまい、環境温度変化時にハウジングの変形の影響を受けやすくなってしまう。
【特許文献１】特開平１１−５５４７２号公報
【特許文献２】特開２００５−１７６８０号公報
【特許文献３】特開２００２−１０７６４５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、センサの設置個数を減少しても環境温度の変化に対する性能の劣化を極力防止できるようにした光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、本発明は、複数の光源と、該光源からの光束を主走査方向に偏向する偏向器と、該偏向器にて偏向された光束を被走査面上に結像する走査レンズと、該走査レンズを透過した光束を被走査面に導くための光路折返しミラーとを備えた光走査装置において、
前記偏向器は各光源に対して共通に設置されており、
前記走査レンズは前記偏向器の左右両側に配置され、
前記偏向器の左右いずれか一方側に配置された走査レンズを含む光路に、光束を受光して走査開始のタイミングを検出するためのセンサを配置し、
前記偏向器の左右いずれか他方側に配置された走査レンズを含む光路に、光束を受光して走査終了のタイミングを検出するためのセンサを配置したこと、
を特徴とする。
【０００９】
本発明において、偏向器の左右両側とは、偏向器の回転軸を中心とする左右対称な両側をいう。
【００１０】
本発明に係る光走査装置においては、偏向器の左右両側でそれぞれ光束を受光するセンサは一つであり、該センサの配置は一方側が走査開始タイミングを検出するためのＳＯＳセンサであり、他方側が走査終了タイミングを検出するためのＥＯＳセンサである。ＳＯＳセンサとＥＯＳセンサは走査レンズに対して同じ側、即ち、像高のプラス又はマイナスに対してＳＯＳセンサ及びＥＯＳセンサが配置されることになる。そのため、環境温度の変化時に、走査レンズの熱膨張による変形が像高のプラス／マイナス方向で異なる場合であっても、走査レンズに対して同じ側で走査開始タイミング及び走査終了タイミングを検出することができ、カラー画像の色ずれを小さくすることができる。
【００１１】
本発明に係る光走査装置においては、複数の光源からの光束は、それぞれ、副走査方向に所定の角度を持って偏向器に入射されることが好ましい。光源からの光束を偏向器に斜入射させると、偏向器の厚みを増すことなく複数の光束を上下方向へ分離することが可能となる。
【００１２】
また、複数の光源は走査レンズの光軸に対して同じ側に配置されていることが好ましい。複数の光源の基板を共通化でき、コストダウンが可能となる。また、走査レンズは主走査方向に非対称な形状のレンズであることが好ましい。偏向器の偏向点移動に伴う主走査方向の性能劣化を抑えることが可能となる。
【００１３】
また、走査レンズの主走査方向の位置決め部が該走査レンズの光軸に対して前記センサとは反対側に設けられていてもよい。ＳＯＳセンサ及びＥＯＳセンサを走査レンズの熱変形の影響を受けやすい側に配置することにより、色ずれをより小さく抑えることができる。即ち、走査レンズの位置決めをレンズ端部で行う場合、走査レンズは位置決め側を基準に熱変形するため、反対側で変位が最大となる。この変位の最大側で光束を受光することで、色ずれをより適切に補正することができる。
【００１４】
また、偏向器の左右両側において、副走査方向の上側及び下側を通過する光束は、それぞれ、共通の走査レンズを透過することが好ましい。走査レンズの熱変形による影響を上側通過光束と下側通過光束とが同等に受けることになり、両光束の走査開始位置及び走査終了位置の変化量も同等になる。
【００１５】
また、偏向器の左右両側において、副走査方向の上側及び下側を通過する光束が、それぞれ、少なくとも一つの非共通のレンズを透過するように構成してもよい。走査系での副走査方向の倍率を低くする（光路を分離する位置での光束幅を小さくする）ことが可能になり、光路の分離が容易になる。その反面、光束ごとにレンズを配置することは光束ごとにレンズの変形による差が生じやすくなる。この点に関しては、非共通のレンズの主走査方向の屈折力をほぼ０とすることにより、影響を緩和することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に係る光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。
【００１７】
（第１実施例、図１〜図３参照）
本発明に係る光走査装置の第１実施例について、図１に立体配置関係を示し、図２に光源部から偏向器までの光路構成を示し、図３に副走査方向断面の光路を示す。
【００１８】
この光走査装置は、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、図１に示すように、四つの感光体ドラム５０（５０ｙ，５０ｍ，５０ｃ，５０ｋ）上にそれぞれの色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５０上に形成された４色の画像（静電潜像）は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。
【００１９】
この光走査装置において、図２に示すように、光源部は四つのレーザダイオード１（１ｙ，１ｍ，１ｃ，１ｋ）、コリメータレンズ２、シリンダレンズ３、ハーフミラー４から構成され、単一のポリゴンミラー５に入射する。即ち、各レーザダイオード１から放射された光束（拡散光）はコリメータレンズ２により平行光とされ、シリンダレンズ３により副走査方向Ｚにポリゴンミラー５の反射面上で線状になるように変換される。その後、光束はハーフミラー４により主走査方向Ｙでは合成され、ポリゴンミラー５に導かれる。
【００２０】
それぞれの光源部は、図２（Ｂ）に示すように、副走査方向Ｚにおいてポリゴンミラー５の主走査方向軸Ｙ'に対して所定の傾斜角度θ／２で配置されている。即ち、各光束はポリゴンミラー５の反射面に副走査方向Ｚの面内で傾斜角度θ／２をもって斜入射している。
【００２１】
光源部からの光束をポリゴンミラー５に対して斜入射させると、ポリゴンミラー５の厚みを増すことなく以下に説明する上側光路Ｂｙ，Ｂｋ及び下側光路Ｂｍ，Ｂｃへの光束の分離が可能となる。
【００２２】
また、各レーザダイオード１は第１走査レンズ１１の光軸に対して同じ側に配置されている。これにて、複数のレーザダイオード１の基板（図示せず）を共通化でき、コストダウンが可能となる。
【００２３】
図１及び図３に示すように、ポリゴンミラー５で主走査方向Ｙに偏向された各光束を各感光体ドラム５０上に結像するための第１走査レンズ１１と、該走査レンズ１１を透過した光束を各感光体ドラム５０に導くための複数枚の光路折返しミラー２１〜２８と、各光路に個別に配置された第２走査レンズ１２及び防塵用のウインドウガラス２９が配置されている。
【００２４】
第１走査レンズ１１は、単一のポリゴンミラー５の回転軸５ａを中心とする左右両側に光路折返しミラー２１〜２８の前段に配置され、かつ、面形状は主走査方向Ｙに非対称であり、一つのレンズとして形成されている。第２走査レンズ１２は、主走査方向Ｙの屈折力がほぼ０である。なお、レンズ１１，１２の面形状のデータに関しては後に説明する（表２〜４参照）。
【００２５】
前記光源部からの光束は、それぞれ、ポリゴンミラー５の同一反射面で同時に左右両側に偏向され、左右両側において、斜入射角度に応じて上側光路Ｂｙ，Ｂｋと下側光路Ｂｍ，Ｂｃに分離され、第１走査レンズ１１を透過し、かつ、折返しミラー２１〜２８で折り返され、各第２走査レンズ１２及び各ウインドウガラス２９を透過し、各感光体ドラム５０上で結像し、主走査方向Ｙに走査される。
【００２６】
そして、左側の上側光路Ｂｙにおいて光束を受光して走査終了のタイミングを検出するためにＥＯＳセンサ３１Ｂが配置されている。また、右側の上側光路Ｂｋにおいて光束を受光して走査開始のタイミングを検出するためのＳＯＳセンサ３４Ａが配置されている。
【００２７】
本第１実施例においては、光束の走査終了タイミングを検出するためのＥＯＳセンサ３１Ｂと、光束の走査開始タイミングを検出するためのＳＯＳセンサ３４Ａとが同じ像高側に配置されているため、環境温度の変化時にレンズ１１，１２の熱膨張による変形が、像高のプラス方向及びマイナス方向で異なる場合であっても、走査開始及び走査終了の各タイミングのずれを検出することができる。これにより、カラー画像の色ずれを低減することが可能となる。
【００２８】
また、本第１実施例においては、第１走査レンズ１１の主走査方向Ｙの位置決めは、ＥＯＳセンサ３１Ｂ及びＳＯＳセンサ３４Ａとは第１走査レンズ１１の光軸に対して反対側の端部１１ａで図示しない位置決め部材によって行われている。即ち、第１走査レンズ１１の位置決めを端部１１ａで行う場合、走査レンズ１１は位置決め側を基準に熱変形するため、反対側で変位が最大となる。この変位の最大側でセンサ３１Ｂ，３４Ａが光束を受光することで、色ずれをより適切に補正することができる。換言すれば、ＳＯＳセンサ３４Ａ及びＥＯＳセンサ３１Ｂは走査レンズ１１の熱変形の影響を受けやすい側に配置することにより、色ずれをより小さく抑えることができる。
【００２９】
（第１実施例の変形例）
前記第１実施例においては、一方側の下側光路Ｂｍの光束に対してＥＯＳセンサにて走査終了タイミングを検出し、他方側の下側光路Ｂｃの光束に対してＳＯＳセンサにて走査開始タイミングを検出するようにしてもよい。
【００３０】
（第２実施例、図４及び図５参照）
本発明に係る光走査装置の第２実施例について、図４に立体配置関係を示し、図５に副走査方向断面の光路を示す。
【００３１】
第２実施例の光走査装置は、前記第１実施例の光走査装置と基本的には同じ構成を備え、図４及び図５において図１及び図３と同じ部材には同じ符号を付し、重複する説明は省略する。
【００３２】
第２実施例において、第１実施例と異なるのは、第２走査レンズ１２の配置及びＳＯＳセンサ、ＥＯＳセンサの配置、光路の上下関係である。即ち、第２走査レンズ１２は各光束に共通のレンズとして第１走査レンズ１１と光路折返しミラー２１〜２８の間に配置されている。なお、レンズ１１，１２の面形状のデータに関しては後に説明する（表６〜８参照）。
【００３３】
また、左側の下側光路Ｂｙにおいて光束を受光して走査終了のタイミングを検出するためにＥＯＳセンサ３１Ｂが配置されている。また、右側の下側光路Ｂｋにおいて光束を受光して走査開始のタイミングを検出するためのＳＯＳセンサ３４Ａが配置されている。
【００３４】
本第２実施例においても、光束の走査終了タイミングを検出するためのＥＯＳセンサ３１Ｂと、光束の走査開始タイミングを検出するためのＳＯＳセンサ３４Ａとが同じ像高側に配置されているため、環境温度の変化時にレンズ１１，１２の熱膨張による変形が、像高のプラス方向及びマイナス方向で異なる場合であっても、走査開始及び走査終了の各タイミングのずれを検出することができる。これにより、カラー画像の色ずれを低減することが可能となる。
【００３５】
（第２実施例の変形例）
前記第２実施例においては、一方側の上側光路Ｂｍの光束に対してＥＯＳセンサにて走査終了タイミングを検出し、他方側の上側光路Ｂｃの光束に対してＳＯＳセンサにて走査開始タイミングを検出するようにしてもよい。
【００３６】
（光学素子の配置、構成データ）
第１実施例に関して、以下に示す表１に光学素子の配置を示し、表２〜４に第１及び第２走査レンズ１１，１２の自由曲面係数データを示す。これらの自由曲面は式（１）に示す自由曲面式にて算出される。
【００３７】
さらに、前記第２実施例に関して、以下に示す表５に光学素子の配置を示し、表６〜８に第１及び第走査２レンズ１１，１２の自由曲面係数データを示す。これらの自由曲面は式（１）に示す自由曲面式にて算出される。
【００３８】
【数１】
2008040165.tif 000003
【００３９】
【表１】
2008040165.tif 000004
【００４０】
【表２】
2008040165.tif 000005
【００４１】
【表３】
2008040165.tif 000006
【００４２】
【表４】
2008040165.tif 000007
【００４３】
【表５】
2008040165.tif 000008
【００４４】
【表６】
2008040165.tif 000009
【００４５】
【表７】
2008040165.tif 000010
【００４６】
【表８】
2008040165.tif 000011
【００４７】
ところで、本発明において走査レンズ１１は主走査方向Ｙに非対称な形状のレンズである。これにて、ポリゴンミラー５の偏向点移動に伴う主走査方向Ｙの性能劣化を抑えることが可能となる。
【００４８】
また、ポリゴンミラー５の左右両側において、副走査方向Ｚの上側及び下側を通過する光束は、それぞれ、共通の走査レンズ１１（第１実施例）及び走査レンズ１２（第２実施例）を透過している。走査レンズ１１，１２の熱変形による影響を上側通過光束と下側通過光束とが同等に受けることになり、両光束の走査開始位置及び走査終了位置の変化量も同等になる。
【００４９】
また、第１実施例では、ポリゴンミラー５の左右両側において、副走査方向Ｚの上側及び下側を通過する光束が、それぞれ、一つの非共通のレンズ１２を透過するように構成している。走査系での副走査方向Ｚの倍率を低くする（光路を分離する位置での光束幅を小さくする）ことが可能になり、光路の分離が容易になる。その反面、光束ごとにレンズ１２を配置することは光束ごとにレンズ１２の変形による差が生じやすくなる。この点に関しては、非共通のレンズ１２の主走査方向Ｙの屈折力をほぼ０とすることにより、影響を緩和することができる。
【００５０】
（他の実施例）
なお、本発明に係る光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ことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明に係る光走査装置の第１実施例を示す立体配置図である。
【図２】前記第１実施例の光源部から偏向器までの光路構成を示し、（Ａ）はＸ−Ｙ平面図、（Ｂ）はＸ−Ｚ側面図である。
【図３】前記第１実施例の偏向器から被走査面までの光路構成を示すＸ−Ｚ側面図である。
【図４】本発明に係る光走査装置の第２実施例を示す立体配置図である。
【図５】前記第２実施例の偏向器から被走査面までの光路構成を示すＸ−Ｚ側面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１…レーザダイオード
５…ポリゴンミラー（偏向器）
１１，１２…走査レンズ
２１〜２８…折返しミラー
３１Ｂ…ＥＯＳセンサ
３４Ａ…ＳＯＳセンサ
５０…感光体ドラム（被走査面）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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