(57)【要約】【課題】多面鏡の加工時及び組み立て時の変形を小さく抑えて偏向反射面の面精度を高めた光偏向器及びこれを用いた光走査装置、画像形成装置を提供する。【解決手段】偏向反射面１０４ａ、１０４ｂ及び１０５ａ、１０５ｂをそれぞれ備えた多面鏡１０４、１０５が軸受シャフト１０２に固定されるとともに軸受ハウジング１１１に支持された回転体１０１がモータによって回転駆動される光偏向器であって、多面鏡１０４、１０５は、一端面にボス部１０４ｂ、１０５ｂが一体成形されており、回転駆動の軸方向に積設されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏向反射面を備えた複数の多面鏡が軸に固定されるとともに軸受に支持された回転体がモータによって回転駆動される光偏向器であって、
前記それぞれの多面鏡は、少なくとも一端面にボス部が一体成形されており、前記各多面鏡が回転駆動の軸方向に積設されたことを特徴とする光偏向器。
【請求項２】
前記複数の多面鏡は、各段ごとに前記偏向反射面が回転方向に所定角度ずれて固定されていることを特徴とする請求項１記載の光偏向器。
【請求項３】
前記各多面鏡は、前記ボス部を介在して他の多面鏡と接触した状態で積設されていることを特徴とする請求項１又は２記載の光偏向器。
【請求項４】
前記ボス部が円筒状であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の光偏向器。
【請求項５】
前記ボス部には、前記軸に対する回転方向の基準位置となる位置基準面が設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の光偏向器。
【請求項６】
前記位置基準面が、前記偏向反射面と略平行に形成されたことを特徴とする請求項５記載の光偏向器。
【請求項７】
前記軸周りの質量分布が均一となるように、前記位置基準面が複数形成されたことを特徴とする請求項５又は６記載の光偏向器。
【請求項８】
前記多面鏡が、鍛造加工によって形成されたことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項記載の光偏向器。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項記載の光偏向器を用いた光走査装置であって、
半導体レーザからの光ビームを、前記光偏向器を含む光学系を介して被走査面へ導いて光スポットを形成し、前記光偏向器によって前記光ビームを偏向することにより、前記被走査面を光走査することを特徴とする光走査装置。
【請求項１０】
前記半導体レーザからの光ビームが複数本あり、前記被走査面を複数の光ビームで光走査することを特徴とする請求項９記載の光走査装置。
【請求項１１】
請求項９又は１０記載の光走査装置を用いた画像形成装置であって、
前記光走査面は感光体の感光面であり、光走査によって前記感光体に潜像を形成し、該潜像を可視化して画像形成することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラー画像形成装置などに用いられる光偏向器に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、カラー画像形成装置に用いられる光偏向器として、回転方向に複数の多面鏡が積設され、各段の多面鏡の偏向反射面が回転方向へ所定角ずれて固定された光偏向器が開示されている。
このカラー画像形成装置は、光走査装置の光源数を減らしながらも高速な画像出力が可能であり、画像形成装置として省資源、低コスト化が可能である。また、光源数を減らすことで光源の故障確率も低くできるため、画像形成装置として信頼性も高めることができる。
【特許文献１】特開２００５−９２１２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の光偏向器においては、偏向反射面が形成された二つの多面鏡を積み重ねて組み立てると偏向反射面の面精度が悪化するという問題があった。
【０００４】
また、小型であるため多面鏡単品の加工時にも変形しやすく、所望の面精度を得にくいという問題があった。
【０００５】
本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、多面鏡の加工時及び組み立て時の変形を小さく抑えて偏向反射面の面精度を高めた光偏向器及びこれを用いた光走査装置、画像形成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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明は、第１の態様として、偏向反射面を備えた複数の多面鏡が軸に固定されるとともに軸受に支持された回転体がモータによって回転駆動される光偏向器であって、それぞれの多面鏡は、少なくとも一端面にボス部が一体成形されており、各多面鏡が回転駆動の軸方向に積設されたことを特徴とする光偏向器を提供するものである。
【０００７】
本発明の第１の態様においては、複数の多面鏡は、各段ごとに偏向反射面が回転方向に所定角度ずれて固定されていることが好ましい。
【０００８】
本発明の第１の態様のいずれの構成においても、各多面鏡は、ボス部を介在して他の多面鏡と接触した状態で積設されていることが好ましい。
【０００９】
本発明の第１の態様の上記のいずれの構成においても、ボス部が円筒状であることが好ましい。
又は、ボス部には、軸に対する回転方向の基準位置となる位置基準面が設けられていることが好ましく、これに加えて、位置基準面が、偏向反射面と略平行に形成されることが好ましい。これらの場合には、軸周りの質量分布が均一となるように、位置基準面が複数形成されることが好ましい。
【００１０】
本発明の第１の態様の上記のいずれの構成においても、多面鏡が、鍛造加工によって形成されることが好ましい。
【００１１】
また、上記目的を達成するため、本発明は、第２の態様として、上記本発明の第１の態様のいずれかの構成にかかる光偏向器を用いた光走査装置であって、半導体レーザからの光ビームを、光偏向器を含む光学系を介して被走査面へ導いて光スポットを形成し、光偏向器によって光ビームを偏向することにより、被走査面を光走査することを特徴とする光走査装置を提供するものである。
【００１２】
本発明の第２の態様においては、半導体レーザからの光ビームが複数本あり、被走査面を複数の光ビームで光走査することが好ましい。
【００１３】
また、上記目的を達成するため、本発明は、第３の態様として、上記本発明の第２の態様のいずれかの構成にかかる光走査装置を用いた画像形成装置であって、光走査面は感光体の感光面であり、光走査によって感光体に潜像を形成し、該潜像を可視化して画像形成することを特徴とする画像形成装置を提供するものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、多面鏡の加工時及び組み立て時の変形を小さく抑えて偏向反射面の面精度を高めた光偏向器及びこれを用いた光走査装置、画像形成装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
〔第１の実施形態〕
本発明を好適に実施した第１の実施形態について説明する。図１は、本実施形態にかかる光偏向器の断面図である。また、図２は、本実施形態にかかる光偏向器の斜視図である。
光偏向器の回転体１０１は、軸受シャフト１０２の外周に焼きばめされたフランジ１０３と、フランジ１０３に積設された二つの多面鏡１０４、１０５と、ミラー押さえ１０６と、板ばね１０７と、止め輪１０８と、ロータ磁石１０９とを有する。
【００１６】
ラジアル軸受は、軸受シャフト１０２と固定スリーブ１１０とからなる含油軸受であり、軸受隙間は直径で１０μｍ以下に設定されている。高速回転での安定性を確保するためラジアル軸受は、不図示の動圧発生溝が設けられている。動圧溝は軸受シャフト１０２の外周面又は固定スリーブ１１０の内周面に設けるが、加工性が良好な焼結部材からなる固定スリーブ１１０の内周に施すほうが好適である。軸受シャフト１０２の材料としては、焼入れが可能で表面硬度を高くでき、対摩耗性が良好なマルテンサイト系のステンレス（例えばＳＵＳ４２０Ｊ２）が好適である。
【００１７】
ロータ磁石１０９は、フランジ１０３の下部内面に固定され、軸受ハウジング１１１に固定されたステータコア１１２（巻き線コイル１１２ａ）とともにアウターロータ型のブラシレスモータを構成している。ロータ磁石１０９は、樹脂をバインダーに使用したボンド磁石であり、高速回転時の遠心力によって破壊が生じないように、ロータ磁石１０９の外径部がフランジ１０３によって保持されている。ロータ磁石１０９を圧入固定することにより、一層の高速回転、かつ高温環境においても固定部の微移動が生ずることがなく、回転体バランスを高精度に維持できる。
【００１８】
アキシャル方向の軸受は、軸受シャフト１０２の下端面に形成された凸曲面１０２ａと、その対向面にスラスト受部材１１３を接触させるピポット軸受である。スラスト受部材１１３は、マルテンサイト系ステンレス鋼やセラミックス、又は金属部材にＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）処理等の硬化処理を施したもの、又は、樹脂材料などを用いて潤滑性を良好にし、摩耗粉の発生が抑えられている。
【００１９】
スリーブ１１０とスラスト受部材１１３とは軸受ハウジング１１１に収納され、流体シール１１４によって油の流出が防止されている。
【００２０】
回転体１０１を、２５０００ｒｐｍ以上の高速回転させる場合、振動を小さくするために回転体１０１のバランスを高精度に修正かつ維持しなければならない。回転体１０１には、アンバランスの修正部が上下２カ所あり、上側はミラー押さえ１０６の円周凹部１０６ａに、下側はフランジ１０３の円周凹部１０３ａに各々接着剤を塗布することによってバランス修正を行う。アンバランス量は、１０ｍｇ・ｍｍ以下である必要があり、例えば、軸心から半径１０ｍｍの位置での修正量は１ｍｇ以下に保たれている。なお、上記のような微小な修正を実行する際に接着剤などの付着物では管理しにくい場合、また量が少ないために接着力が弱く、４００００ｒｐｍ以上の高速回転時に剥離・飛散してしまう場合は、回転体の一部を除去する方法（ドリルによる切削やレーザ加工）を実施することが好適である。
【００２１】
本実施形態におけるモータ方式は、径方向に磁気ギャップを有し、ステータコア１１２の外径部にロータ磁石１０９がレイアウトされるアウターロータ型と呼ばれる方式である。回転駆動は、ロータ磁石１０９の磁界によって回路基板１１５に実装されているホール素子１１６から出力される信号を位置信号として参照し、駆動ＩＣ１１７により巻き線コイル１１２ａの励磁切り替えを行い回転する。ロータ磁石１０９は、径方向に着磁されており、ステータコア１１２の外周とで回転トルクを発生し回転する。ロータ磁石１０９は、内径以外の外径及び高さ方向は磁路を開放しており、モータの励磁切り替えのためのホール素子１１６を開放磁路内に配置している。コネクタ１１８は、不図示のハーネスが接続され、本体からの電力供給を受けるとともに、モータの起動や停止、回転数なとの制御信号が入出力される。
【００２２】
フランジ１０３には、４面の多面鏡１０４、１０５が回転軸方向に二段に積設されて固定されている。フランジ１０３は軸受シャフト１０２に焼きばめされ、多面鏡が搭載される面は、平面度や軸受シャフト１０２に対する直角度が高精度に加工されている。
【００２３】
積設された二つの多面鏡１０４、１０５は、偏向反射面１０４ａ、１０５ａが形成された偏向反射部に連続する形で、それぞれ円筒状のボス部１０４ｂ、１０５ｂが形成されている。
【００２４】
多面鏡１０４、１０５は同じ形状の部品であり、ボス部同士が接触する形で積み上げられ、偏向反射面１０４ａ、１０５ａが回転方向に４５°ずれて固定されている。それぞれの偏向反射面１０４ａ、１０５ａは回転軸方向（厚さ方向）に間隔を空けて配置されている。すなわち、下段の多面鏡１０４は下側に、上段の多面鏡１０５は上側に偏向反射面が偏って構成されている。
【００２５】
また、多面鏡１０４、１０５はボス部と一体化した基本形状を鍛造加工によって形成すれば、材料から切削加工によって多面体形状を削り出す場合と比較して、部品形状形成のコストを低減でき、好適である。
【００２６】
本実施形態においては、多面鏡１０４、１０５の間にボス１０４ｂ、１０５ｂを設けているため、多面鏡の加工時の軸方向の固定圧縮力を緩和し、変形を小さく抑え、また、積み重ねて組み立てた時の変形を小さく抑えて、偏向反射面の面精度が高精度にできる。
また、軸方向の必要な部分だけに偏向反射面を形成し、光偏向に使用しない部分を円筒状のボス部とすることによって、ミラーの風損を低減できる。
【００２７】
ここでは偏向反射面１０４ａ、１０５ａが回転方向に４５°ずれて固定されている構成を例としたが、偏向反射面１０４ａ、１０５ａが回転方向にずれていない光偏向器にも適用可能である。
また、ここでは多面鏡１０４、１０５の片側にのみボス部１０４ｂ、１０５ｂが形成されている構成を例としたが、ボス部は多面鏡の両側に設けても良い。
【００２８】
〔第２の実施形態〕
本発明を好適に実施した第２の実施形態について説明する。図３に、本実施形態にかかる光偏向器を示す。この光偏向器は、回転体の多面鏡の構成が異なることを除いては第１の実施形態にかかる光偏向器と同様であるため、共通する構成は同じ符号を付して示し、重複する説明は省略する。
光偏向器の回転体１２１は、軸受シャフト１０２の外周に焼きばめされたフランジ１０３と、フランジ１０３に積設された二つの多面鏡１２４、１２５と、ミラー押さえ１０６と、板ばね１０７と、止め輪１０８と、ロータ磁石１０９とを有する。
【００２９】
積設された二つの多面鏡１２４、１２５は、偏向反射面１２４ａ、１２５ａが形成された偏向反射部に連続する形で、偏向反射面１２４ａ、１２５ａに平行な平面として、固定位置調整用基準面１２４ｃ、１２５ｃが形成され、四角柱状のボス部となっている。
【００３０】
多面鏡１２４、１２５は、同じ形状の部品であり、ボス部同士が接触する形で積み上げられ、偏向反射面１２４ａ、１２５ａが回転方向に４５°ずれて固定されている。固定位置調整用基準面１２４ｃ、１２５ｃは、後述のように組み立て時の基準面として使用され、光偏向には使用されない。
【００３１】
二つの多面鏡１２４、１２５は、固定位置調整用基準面１２４ｃ、１２５ｃに不図示の冶具を突き当て、多面鏡の回転方向の位置が調整、保持された状態で、板状のミラー押さえ１０６、板ばね１０７を挟んで、止め輪１０８が軸受シャフト１０２の上部に固定される。板ばね１０７が回転方向に圧縮され、弾性変形した状態で固定されることで押さえばねとしてはたらき、二つの多面鏡１２４、１２５、ミラー押さえ１０６が同時にフランジ１０３との間に押し付けられて固定される。
【００３２】
上記方法により、本実施形態にかかる光偏向器は、二つの多面鏡１２４、１２５を精度良く所定角度で位置決めし、固定できる。
【００３３】
なお、固定位置調整用基準面１２４ｃ、１２５ｃは、必ずしも偏向反射面１２４、１２５と平行に形成する必要はないが、平行に形成することが好ましい。
すなわち、板ばね１０７が回転方向に圧縮され、弾性変形した状態で固定されることで、多面鏡１２４、１２５にも回転軸方向に圧縮力が働くが、固定位置調整用基準面１２４ｃ、１２５ｃを偏向反射面１２４ａ、１２５ａと平行に形成すると、偏向反射面１２４ａ、１２５ａの光走査方向（長手方向）変形を略均一にし、偏向反射面１２４ａ、１２５ａとして必要な面精度を確保しやすくなる。
【００３４】
固定位置調整用基準面１２４ｃ、１２５ｃは、各多面鏡１２４、１２５に最低１面形成されていれば良いが、回転体の中心軸周りの質量分布を均一とし、初期不釣り合いを小さくしてバランス修正を容易とするためには、２面以上とすることが好適であり、特に、多面鏡の面数と同一の面数とすることが好ましい。
【００３５】
第１の実施形態と同様に、多面鏡１２４、１２５は、ボス部と一体化した基本形状を鍛造加工によって形成すれば、材料から切削加工によって多面体形状を削り出す場合と比較して、部品形成のコストを低減できる。
【００３６】
また、第１の実施形態と同様に、偏向反射面１２４ａ、１２５ａが回転方向に４５°ずれて固定されているが、これらが回転方向にずれていなくても良い。
【００３７】
〔第３の実施形態〕
本発明を好適に実施した第３の実施形態について説明する。図４に、本実施形態にかかる光走査装置の構成を示す。この光走査装置は、上記第１又は第２の実施形態にかかる光偏向器を用いた光走査装置である。
図４において符号１、１’は半導体レーザを示す。半導体レーザ１、１’は、「一つの光源を構成する二つの発光源」であり、それぞれ１本の光ビームを放射する（換言すると、半導体レーザ１、１’が、マルチビーム光源を構成する）。これら半導体レーザ１、１’は、ホルダ２に所定の位置関係で保持されている。
【００３８】
半導体レーザ１、１’から放射された各光ビームは、それぞれカップリングレンズ３，３’により以後の光学系に適した光束形態（平行光束又は弱い発散性あるいは弱い集束性の光束）に変換される。ここではカップリングレンズ３、３’によってカップリングされた光ビームはともに平行光束であるとする。
【００３９】
カップリングレンズ３、３’から所望の光束形態で射出された各光ビームは、光ビーム幅を規制するアパーチャ１２の開口部を通過して「ビーム整形」されたのちにハーフミラープリズム４へ入射する。ハーフミラープリズム４に入射した光ビームは、ハーフミラープリズム４の作用により、副走査方向に２分割されてそれぞれが２本の光ビームに分割される。
【００４０】
図５に、光ビームが分割される様子を示す。
図の煩雑をさけるために、半導体レーザ１から放射された光ビームＬ１を代表して示している。図５の上下方向が副走査方向であるが、ハーフミラープリズム４は半透鏡４ａに入射し、一部は半透鏡４ａを直進的に透過して光ビームＬ１１となり、残りは半透鏡４ａに反射されて反射面４ｂに入射し、反射面４ｂにおいて全反射されて光ビームＬ１２となる  半透鏡４ａと反射面４ｂとは平行であり、従って、ハーフミラープリズム４から出射する光ビームＬ１１、Ｌ１２も平行である。このようにして、半導体レーザ１からの光ビームは、二つの光ビームＬ１１、Ｌ１２として副走査方向に２分割される。半導体レーザ１’からの光ビームも同様にして２分割される。
【００４１】
このようにして、一つの光源（ｍ＝１）から２本の光ビームが放射され、これらの２本の光ビームが副走査方向に２分割（ｑ＝２）されて４本の光ビームが得られる。
【００４２】
これらの４本の光ビームは、シリンドリカルレンズ５ａ、５ｂに入射し、これらの作用によって副走査方向に集光され、多面鏡式光偏向器７近傍に「主走査方向に長い線像」として結像する。
半導体レーザ１、１’から放射され、ハーフミラープリズム４によって分割された光ビームのうち、ハーフミラープリズム４の半透鏡４ａを直進的に透過した光ビーム（図５に示す光ビームＬ１１）がシリンドリカルレンズ５ａに入射し、半透鏡４ａによって反射され、さらに反射鏡４ｂで反射された光ビーム（図５に示す光ビームＬ１２）がシリンドリカルレンズ５ｂに入射する。
【００４３】
防音ガラス６は、多面鏡式光偏向器の防音ハウジングの窓に取り付けられている。光源側からの４本の光ビームは防音ガラス６を介して多面鏡式光偏向器７へ入射し、偏向された光ビームは、防音ガラス６を介して走査結像光学系側へ射出される。
【００４４】
多面鏡式光偏向器７は、図４に示したように上ポリゴンミラー７ａ、下ポリゴンミラー７ｂを回転軸方向に上下二段に積設して一体とし、不図示の駆動モータによって回転軸の周りに回転させられるようになっている。
ここでは、上ポリゴンミラー７ａ、下ポリゴンミラー７ｃは、ともに４面の偏向反射面をもつ同一形状のものであるとするが、上ポリゴンミラー７ａの偏向反射面に対し、下ポリゴンミラー７ｂの偏向反射面が、回転方向へ所定角度θ（＝４５°）ずれている。
【００４５】
走査結像光学系は、第１走査レンズ８ａ、８ｂ、光路折り曲げミラー９ａ、９ｂ、第２走査レンズ１０ａ、１０ｂ、光伝導性感光体１１ａ、１１ｂを有する。
【００４６】
第１走査レンズ８ａ、第２走査レンズ１０ａ及び光路折り曲げミラー９ａは、多面鏡式光偏向器７の上ポリゴンミラー７ａにより偏向された２本の光ビーム（半導体レーザ１，１’から射出され、ハーフミラープリズム４の半透鏡４ａを透過した２本の光ビーム）を、対応する光走査位置である光導電性感光体１１ａ上に導光して、副走査方向に分離した二つの光スポットを形成する一組の走査結像光学系を構成する。
また、第１走査レンズ８ｂ、第２走査レンズ１０ｂ及び光路折り曲げミラー９ｂは、多面鏡式光偏向器７の上ポリゴンミラー７ｂにより偏向された２本の光ビーム（半導体レーザ１，１’から射出され、ハーフミラープリズム４の半透鏡４ａで反射された２本の光ビーム）を、対応する光走査位置である光導電性感光体１１ｂ上に導光して、副走査方向に分離した二つの光スポットを形成する一組の走査結像光学系を構成する。
【００４７】
半導体レーザ１、１’から放出された光ビームは、多面鏡式光偏向器７の回転軸方向から見て「偏向反射面位置の近傍において主光線が交差する」ように光学配置が定められており、従って、偏向反射面に対して入射してくる２光束の各対は、光ビーム相互が「開き角（偏向反射面の側から光源側を見たとき、２本の光ビームの回転軸に直交する面への射影がなす角）」を有する。
この「開き角」により、光導電性感光体１１ａ、１１ｂのそれぞれに形成される二つの光スポットは主走査方向にも分離しており、このため各感光体を光走査する２本の光ビームを個別的に検出して光走査開始の同期を光ビームごとにとることができる。
【００４８】
このようにして、多面鏡式光偏向器７の上ポリゴンミラー７ａによって偏向される二つの光ビームにより、光導電性感光体１１ａが２本の光ビームによってマルチビーム走査され、多面鏡式光偏向器７の下ポリゴンミラー７ｂによって偏向される二つの光ビームにより、光導電性感光体１１ｂが２本の光ビームによってマルチビーム走査される。
【００４９】
多面鏡式光偏向器７の上ポリゴンミラー７ａと下ポリゴンミラー７ｂの偏向反射面は互いに回転方向に４５°ずれているため、上ポリゴンミラー７ａによる光偏向器７の上ポリゴンミラー７ａによる偏向光ビームが光導電性感光体１１ａを光走査する時には、下ポリゴンミラー７ｂによる偏向光ビームは、光導電性感光体１１ｂには導光されない。逆に、下ポリゴンミラー７ｂによる偏向光ビームが光導電性感光体１１ｂを光走査する時には、上ポリゴンミラー７ａによる偏向光ビームは、光導電性感光体１１ａには導光されない。すなわち、光導電性感光体１１ａ、１１ｂへの光走査は、時間的にずれて交互に行われる。
【００５０】
図６に、光導電性感光体１１ａ、１１ｂに対する光走査の様子を示す。図の煩雑を避けるために、多面鏡式光偏向器７に入射する光ビーム４本のうち、１本のみを図示する。
ここで、多面鏡式光偏向器７に入射する光ビームを「入射光」、偏向されて出射する光ビームを「偏向光ａ、偏向光ｂ」とする。
【００５１】
図６（ａ）は、入射光が多面鏡式光偏向器７に入射し、上ポリゴンミラー７ａで反射されて偏向された偏向光ａが光走査位置へ導光される時の状況を示している。このとき、下ポリゴンミラー７ｂによる偏向光ｂは、光走査位置へは向かわない。図６（ｂ）は、下ポリゴンミラー７ｂで反射されて偏向された偏向光ｂが光走査位置へ導光されるときの状況を示している。このとき、上ポリゴンミラー７ａによる偏向光ａは光走査位置へは向かわない。
【００５２】
なお、一方のポリゴンミラーによる偏向光が光走査位置へ導光されている間に、他方のポリゴンミラーによる偏向光がゴースト光として作用しないように、図６に示すごとき適宜の遮光手段ＳＤを用いて、光走査位置へ導光されない方の偏向光を遮光すると良い。これは、実際には、防音ハウジングの内壁を非反射性とすることにより容易に実現可能である。
【００５３】
このように本実施形態においては、光導電性感光体１１ａ、１１ｂの（マルチビーム方式の）光走査は交互に行われるため、例えば、光導電性感光体１１ａの光走査が行われるときは光源の光強度を黒画像の画像信号で変調し、光導電性感光体１１ｂの光走査が行われるときは光源の光強度をマゼンタ画像の画像信号で変調すれば、光導電性感光体１１ａには黒画像の静電潜像を、光導電性感光体１１ｂにはマゼンタ画像の静電潜像を書き込める。
【００５４】
図７は、共通の光源（半導体レーザ１、１’）によって黒画像とマゼンタ画像との書込を行う場合において、有効走査領域において全点灯する場合のタイムチャートを示している。実線は、黒画像の書込に相当する部分、波線はマゼンタ画像の書込に相当する部分を示す。黒画像、マゼンタ画像の書き出しタイミングは、前述のごとく、有効走査領域外に配備される不図示の同期受光手段（通常はフォトダイオード）で光走査開始位置へ向かう光ビームを検知することにより決定される。
【００５５】
本実施形態にかかる光走査装置は、多面鏡の各偏向反射面の光走査が均一で高精度であり、また、光源部の部品点数、材料が削減され、環境負荷が低減され、光源の故障確率も低く抑えられる。
【００５６】
〔第４の実施形態〕
本発明を好適に実施した第４の実施形態について説明する。本実施形態にかかる画像形成装置は、上記本発明の第３の実施形態にかかる光走査装置を用いた画像形成装置である。
図８に、本実施形態にかかる画像形成装置の光学系の構成を示す。ここでは、副走査方向、すなわち、多面鏡式光偏向器７の回転軸方向から見た状態を示している。説明の簡略化のため、多面鏡式光偏向器７から光走査位置へ至る光路上の光路屈曲用のミラーの図示を省略し、光路が直線となるように示している。
この光走査装置は、ｍ＝ｑ＝２、ｐ＝１、ｎ＝４の場合であり（ｍ：光源数、ｑ：分割数、ｐ：光ビーム数、ｎ：光走査装置）、四つの光走査位置をそれぞれ１本の光ビームで走査する。また、個々の光走査位置には、それぞれ光導電性感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋが配置され、これら四つの光導電性感光体に形成される静電潜像をマゼンタ、イエロー、シアン、黒のトナーで個別に可視化し、カラー画像を形成する。
【００５７】
図８において、符号１ＹＭ、１ＣＫはそれぞれ半導体レーザを示す。半導体レーザ１ＹＭ、１ＣＫは、それぞれが１本の光ビームを射出する。半導体レーザ１ＹＭは、イエロー画像に対応する画像信号とマゼンタ画像に対応する画像信号とで交互に強度変調される。半導体レーザ１ＣＫは、シアン画像に対応する画像信号と黒画像に対応する画像信号とで交互に強度変調される。
【００５８】
半導体レーザ１ＹＭから放射された光ビームは、カップリングレンズ３ＹＭによって平行光束化され、アパーチャ１２ＹＭを通過してビーム整形されたのち、ハーフミラープリズム４ＹＭに入射して、副走査方向に分離した２本の光ビームに分割される。ハーフミラープリズム４ＹＭは、図５に示したハーフミラープリズム４と同様の構成である。
分割された光ビームの１本は、イエロー画像を書き込むために使用され、他の一本はマゼンタ画像を書き込むために使用される。
【００５９】
副走査方向に分割された２本の光ビームは、副走査方向に配列されたシリンドリカルレンズ５Ｙ、５Ｍ（副走査方向に重なり合うように配置されている）により、それぞれ副走査方向へ集光され、多面鏡式光偏向器７に入射する。多面鏡式光偏向器７は、図４や図６に示したものと同様の構成であり、４面の偏向反射面を持つポリゴンミラーを回転軸方向に２段に積設し、ポリゴンミラー相互の偏向反射面を回転方向にずらして一体化したものである。シリンドリカルレンズ５Ｙ、５Ｍによる主走査方向に長い線像は、各ポリゴンの偏向反射面位置近傍に結像する。
【００６０】
多面鏡式光偏向器７によって偏向される光ビームは、それぞれ第１走査レンズ８Ｙ、８Ｍ、第２走査レンズ１０Ｙ、１０Ｍを透過し、これらのレンズの作用によって光走査位置１１Ｙ、１１Ｍに光スポットを形成し、これら光走査位置を光走査する。
【００６１】
同様に、半導体レーザ１ＣＫから射出された光ビームは、カップリングレンズ３ＣＫによって平行光束化され、アパーチャ１２ＣＫを通過してビーム整形されたのち、ハーフミラープリズム４ＣＫに入射して、副走査方向に分離した２本の光ビームに分割される。ハーフミラープリズム４ＣＫは、ハーフミラープリズム４ＹＭと同様の構成である。
分割された光ビームの１本は、シアン画像を書き込むために使用され、他の一本は黒画像を書き込むために使用される。
【００６２】
副走査方向に分割された２本の光ビームは、副走査方向に配列されたシリンドリカルレンズ５Ｃ、５Ｋ（副走査方向に重なり合うように配置されている）により、それぞれ副走査方向へ集光され、多面鏡式光偏向器７に入射して偏向され、それぞれ第１走査レンズ８Ｃ、８Ｋ、第２走査レンズ１０Ｃ、１０Ｋを透過し、これらのレンズの作用によって光走査位置１１Ｃ、１１Ｋに光スポットを形成し、これら光走査位置を光走査する。
【００６３】
図９に本実施形態にかかる画像形成装置の構成を示す。図示するように、多面鏡式光偏向器７の上段のポリゴンミラーによって偏向される光ビームのうちの一方は、光路折り曲げミラーｍＭ１、ｍＭ２、ｍＭ３において屈曲された光路によって光走査位置の実体をなす光導電性感光体１１Ｍに導光され、他方の光ビームは光路折り曲げミラーｍＣ１、ｍＣ２、ｍＣ３において屈曲された光路によって光走査位置の実体をなす光導電性感光体１１Ｃに導光される。
【００６４】
また、多面鏡式光偏向器７の下段のポリゴンミラーによって偏向される光ビームのうち一方は、光路折り曲げミラーｍＹにおいて屈曲された光路により光走査位置の実体をなす光導電性感光体１１Ｙに導光され、他方の光ビームは、光路折り曲げミラーｍＫにおいて屈曲された光路によって光走査位置の実体をなす光導電性感光体１１Ｋに導光される。
【００６５】
従って、ｍ＝２個の半導体レーザ１ＹＭ、１ＣＫからの光ビームがそれぞれハーフミラープリズム４ＹＭ、４ＣＫで２本の光ビームに分割されて４本の光ビームとなり、これら４本の光ビームにより、４個の光導電性感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋが光走査される。光導電性感光体１１Ｙと１１Ｍとは半導体レーザ１ＹＭからの光ビームを２分割した各光ビームにより、多面鏡式光偏向器７の回転に伴い交互に光走査される。
光導電性感光体１１Ｙ〜１１Ｍは、いずれも時計回りに等速回転され、帯電手段をなす帯電ローラＴＹ、ＴＭ、ＴＣ、ＴＫによって均一い帯電させられ、それぞれ対応する光ビームの光走査を受けてイエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色画像が書き込まれ対応する静電潜像（ネガ画像）が形成される。
【００６６】
これら静電潜像は、それぞれ現像装置ＧＹ、ＧＭ、ＧＣ、ＧＫによって反転現像され、光導電性感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ上にそれぞれイエロートナー画像、マゼンタトナー画像、シアントナー画像及び黒トナー画像が形成される。
【００６７】
これら各色のトナー画像は、不図示の転写シート上に転写される。すなわち、転写シートは搬送ベルト１７によって搬送され、転写機１５Ｙによって光導電性感光体１１Ｙ上からイエロートナー画像が転写され、転写機１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋによって、それぞれ光導電性感光体１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋからマゼンタトナー画像、シアントナー画像、黒トナー画像が順次転写される。
【００６８】
このようにして転写シート上において、イエロートナー画像〜黒トナー画像が重ね合わされカラー画像が形成される。このカラー画像は、定着装置１９によって転写シート上に定着させられる。
【００６９】
このように、本実施形態にかかる画像形成装置は、複数の光導電性感光体に光走査によって個別的に静電潜像を形成し、これら静電潜像をトナー像として可視化し、得られるトナー像を同一のシート状記録媒体上に重ね合わせて転写してカラー画像形成を行うタンデム式の画像形成装置であって、光導電性感光体の数が四つであり、光走査装置として、２個の光源１ＹＭ、１ＣＫを用いて、各光源からの光ビームがそれぞれ２個の光導電性感光体を走査するように構成され、４個の光導電性感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋに形成される静電潜像をイエロー、マゼンタ、シアン、黒のトナーで個別に可視化し、カラー画像を形成する。
多面鏡式光偏向器７は、各偏向反射面の光走査が均一で高精度であり、また、光源部の部品点数、材料が削減され、環境負荷が低減され、光源の故障確率も低い。
【００７０】
本実施形態においては、各光導電性感光体の光走査をシングルビーム方式で行っているが、各光源側を、図４のように構成し、光導電性感光体の光走査をマルチビーム方式で行っても良い。
【００７１】
なお、上記各実施形態は本発明の好適な実施の一例であり、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、上記各実施形態で図示した光偏向器や光走査装置、画像形成装置の構成は単なる一例であり、本発明がこれらに限定されることはない。
このように、本発明は様々な変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明を好適に実施した第１の実施形態にかかる光偏向器の構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態にかかる光偏向器の斜視図である。
【図３】本発明を好適に実施した第２の実施形態にかかる光偏向器の斜視図である。
【図４】本発明を好適に実施した第３の実施形態にかかる光走査装置の構成を示す図である。
【図５】光ビームが分割される様子を示す図である。
【図６】光導電性感光体に対する光走査の状態を示す図である。
【図７】光走査装置における光ビームの走査タイミングを示す図である。
【図８】本発明を好適に実施した第４の実施形態にかかる画像形成装置の光学系の構成を示す図である。
【図９】第４の実施形態にかかる画像形成装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００７３】
１    光源
２    ホルダ
３    カップリングレンズ
４    ハーフミラープリズム
５    シリンドリカルレンズ
６    防音ガラス
７    光偏向器
８    第１走査レンズ
９    光路折り曲げミラー
１０    第２走査レンズ
１１    光導電性感光体
１２    アパーチャ
１５    転写機
１０１    回転体
１０２    軸受シャフト
１０３    フランジ
１０３ａ、１０６ａ    円周凹部
１０４、１０５、１２４、１２５    多面鏡
１０４ａ、１０４ｂ、１０５ａ、１０５ｂ、１２４ａ、１２４ｂ、１２５ａ、１２５ｂ    偏向反射面
１０６    ミラー押さえ
１０７    板ばね
１０８    止め輪
１０９    ロータ磁石
１１０    固定スリーブ
１１１    軸受ハウジング
１１２    ステータコア
１１２ａ    巻き線コイル
１１３    スラスト受部材
１１４    流体シール
１１５    回路基板
１１６    ホール素子
１１７    駆動ＩＣ
１１８    コネクタ
１２４ｃ、１２５ｃ    固定位置調整用基準面
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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