(57)【要約】【課題】  複数の光源から出射された光ビームがポリゴンミラーに入射する場合に発生する非直線性誤差，温度変化による焦点移動補正を可能とし，光学的性能を維持することのできる光走査装置を提供する。【解決手段】  少なくとも１つの光源１０１ａ，１０１ｂと，光源１０１ａ，１０１ｂから出射された少なくとも１つの光ビームを反射及び偏向させるポリゴンミラー１０８と，ポリゴンミラー１０８と感光ドラム１２０間に配され，ポリゴンミラー１０８により偏向された，各々の光ビームを複数の感光ドラム面上に結像させる結像系と，光源１０１ａ，１０１ｂとポリゴンミラー１０８との間に配され，主走査方向に対しては無限光学系を成し，副走査方向に対しては有限光学系を成す入射光学系と，を備えることにより，温度変化による焦点距離の変動を低減し，直線性エラーを無くすことができる。【選択図】    図１
2004348135.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの光源と，
前記光源から出射された少なくとも１つの光ビームを偏向させるポリゴンミラーと，
前記ポリゴンミラーにより偏向された，光ビームを複数の感光ドラム面上に結像させる結像系と，
前記光源と前記ポリゴンミラーとの間に配され，主走査方向に対しては無限光学系を成し，副走査方向に対しては有限光学系を成す入射光学系と，
を備えることを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記入射光学系は，
前記光ビームの進行方向に対して，前記光ビームを副走査方向には収束させ，主走査方向には平行に透過させる，第１シリンダーレンズと，
前記第１シリンダーレンズを通過した光ビームを主走査方向には収束させ，副走査方向には平行に透過させる第２シリンダーレンズと，
を含む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】
前記第１シリンダーレンズ及び第２シリンダーレンズは，ガラス材質よりなることを特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記第１シリンダーレンズはガラス材質よりなり，前記第２シリンダーレンズはプラスチック材質よりなることを特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記光源から出射された少なくとも１つの前記光ビームが，前記ポリゴンミラーに同じ入射角で入射するように，前記光ビームの進路を調整する，複数の反射ミラーをさらに備えることを特徴とする請求項１，２，３または４のいずれかに記載の光走査装置。
【請求項６】
前記反射ミラーは，反射コーティングされた平面ミラーであることを特徴とする請求項５に記載の光走査装置。
【請求項７】
前記光源は，少なくとも１つの発光点を有することを特徴とする請求項１，２，３，４，５または６のいずれかに記載の光走査装置。
【請求項８】
前記ポリゴンミラーと前記結像系との間に設けられ，前記ポリゴンミラーで偏向された複数の光ビームを分離させる分離部材をさらに備えることを特徴とする請求項１，２，３，４，５，６または７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，画像形成装置に用いられる光走査装置に係り，特に複数の光源を１つの偏向装置でスキャンして複数の感光ドラムに結像させるタンデム（Ｔａｎｄｅｍ）型光走査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に，ＬＳＵ（Ｌａｓｅｒ  Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）のような光走査装置は複写機，プリンタ，ファクシミリのように印刷用紙に画像を印刷する画像形成装置に適用されるものであって，レーザダイオードのような光源から出射された光線を画像形成装置の感光媒体に走査して静電潜像を形成する装置である。
【０００３】
光走査装置は，ポリゴンミラーを基準に入射光学系と結像光学系とに大別される。入射光学系は光源からポリゴンミラーまで構成された光学系を示し，結像光学系はポリゴンミラーから感光ドラムまでの光学系を示す。
【０００４】
入射光学系は，光ビームを出射する光源と，光源から出射された光ビームを平行にするか，または収束させるコリメーティングレンズと，光ビームを反射及び偏向させるポリゴンミラーとで構成されている。光源は，複数のレーザ半導体よりなって複数の光ビームが出射される。特に，タンデム型光走査装置の場合は，複数の光源から出射される複数の光ビームを用いて複数の感光ドラムに光ビームを結像させるものであるため，複数の光源から出射された光ビームは主走査方向に対して相異なる角度でポリゴンミラーに入射されて複数の感光ドラムに各々結像されことがある。これによって，直線性エラーが発生する。
【０００５】
前述したように，光ビームが相異なる入射角でポリゴンミラーに入射されることを防止し，同じ入射角でポリゴンミラーに入射させるための光走査装置について，特許文献１に開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１４７３９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし，このような光走査装置は，複数の相異なる光源から出射された光ビームの進路を変更してポリゴンミラーに同じ入射角で入射させるものであって，複数の光源を用いて，各光源から出射された光ビームを光量の損失なしにポリゴンミラーに同じ入射角で入射させるのは，難しかった。特に，温度変化によってコリメーティングレンズの焦点距離変化が発生し，これによって光学性能が変動する問題点があった。
【０００８】
そこで，本発明は，このような問題に鑑みてなされたもので，その目的とするところは，複数の光源から出射された光ビームがポリゴンミラーに入射する場合に発生する非直線性誤差，温度変化による焦点移動補正を可能とし，光学的性能を維持することのできる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】
【０００９】
上記課題を解決するために，本発明によれば，少なくとも１つの光源と，光源から出射された少なくとも１つの光ビームを偏向させるポリゴンミラーと，ポリゴンミラーにより偏向された，光ビームを複数の感光ドラム面上に結像させる結像系と，光源とポリゴンミラーとの間に配され，主走査方向に対しては無限光学系を成し，副走査方向に対しては有限光学系を成す入射光学系と，を備えることを特徴とする光走査装置が提供される。ここで，感光ドラムは１つであってもよい。
【００１０】
この時，主走査方向に対しては無限光学系を成し，副走査方向に対しては有限光学系を成すために，入射光学系は，光ビームの進行方向に対して，光ビームを副走査方向には収束させ，主走査方向には平行に透過させる第１シリンダーレンズと，第１シリンダーレンズを通過した光ビームを主走査方向には収束させ，副走査方向には平行に透過させる第２シリンダーレンズと，を備えた構成とすることが好ましい。
【００１１】
このように，光源からポリゴンミラーまでの間において，主走査方向には無限光学系で構成することによって，例えば，発光点の支持部材が温度変化により，膨張または収縮しても，焦点距離変動の影響を抑えることができる。
【００１２】
第１シリンダーレンズ及び第２シリンダーレンズの材質は，熱の影響を受けて温度変化した場合にも，焦点変化の少ないガラス材質とすることができる。また，第１シリンダーレンズはガラス材質よりなり，第２シリンダーレンズは，第１シリンダーレンズよりも，曲率半径が大きく，温度変化による性能変化が相対的に少ないために，プラスチック材質よりなってもよい。
【００１３】
上記の光走査装置には，光源から出射された１つ，または複数の光ビームが，ポリゴンミラーに同じ入射角で入射することができるように，各々の光ビームの進路を調整する，複数の反射ミラーをさらに備えることが望ましい。この時，反射ミラーは，反射コーティングされた平面ミラーを用いることができる。
【００１４】
また，各々の光源は，少なくとも１つの発光点を有し，副走査方向に所定間隔離隔され，出射された光ビームの中心軸が互いに所定角度をなすように配されていることが好ましい。発光点を複数にすることにより，一度に複数のラインを走査することができ，走査速度を高めることができる。
【００１５】
さらに，上記の光走査装置には，ポリゴンミラーと結像系との間に設けられ，ポリゴンミラーで偏向された複数の光ビームを分離させる分離部材をさらに備えることができる。これにより，分離した光ビームが結像系に入射される。
【発明の効果】
【００１６】
以上詳述したように本発明によれば，光源からポリゴンミラーまで主走査方向には無限光学系で構成することによって，温度変化による焦点距離などが変化しないので，光学性能変化を最小化することができる。また，光源とポリゴンミラー間に複数枚の反射ミラーを使用して複数の光ビームの進路を変更させて，１枚のポリゴンミラーに同じ入射角で入射させることによって，複数の光源間の直線性エラーを無くすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１８】
以下，添付した図面に基づいて本発明を詳細に説明する。図１は，本発明の実施の形態に係る光走査装置の構成を概略的に示す説明図であり，図２は，図１に示された光走査装置において光源からポリゴンミラーまでの光ビーム経路を副走査方向に対して示す説明図であり，図３は図１に示された第１シリンダーレンズを示す斜視図であり，図４は図１に示された第２シリンダーレンズを示す斜視図である。光源各々には少なくとも１つの発光点が備えられている。
【００１９】
図１〜図４を参照すれば，本実施の形態に係る光走査装置は，１つ，または複数の光源１０１ａ，１０１ｂと，光源１０１ａ，１０１ｂから出射された１つ，または複数の光ビームを反射及び偏向させるポリゴンミラー１０８と，ポリゴンミラー１０８と感光ドラム１２０間に配され，ポリゴンミラー１０８により偏向された，各々の光ビームを１つ，または複数の感光ドラム面上に結像させる結像系と，光源１０１ａ，１０１ｂとポリゴンミラー１０８との間に配され，主走査方向に対しては無限光学系を成し，副走査方向に対しては有限光学系を成す入射光学系と，を備えている。
【００２０】
また，入射光学系は，光源１０１ａ，１０１ｂ及びポリゴンミラー１０８間の光ビーム経路上に配され，光源１０１ａ，１０１ｂから各々出射された光ビームを主走査方向には平行に透過させ，副走査方向には収束させる複数の第１シリンダーレンズ１０４ａ，１０４ｂと，第１シリンダーレンズを通過した光ビームを主走査方向には収束させ，副走査方向には平行に透過させる第２シリンダーレンズ１０７と，を含むことが好ましい。
【００２１】
さらに，第１シリンダーレンズ１０４ａ，１０４ｂ及び第２シリンダーレンズ１０７間には，光源１０１ａ，１０１ｂから出射された光ビームの進路を変更して光ビームを同じ入射角でポリゴンミラー１０８に入射させる第１反射ミラー１０５ａ，１０５ｂと，第２反射ミラー１０６ａ，１０６ｂと，を配置することができる。また，ポリゴンミラー１０８と感光ドラム１２０との間には，結像系１１０に加え，複数の光ビームに分離させる分離部材１０９を備えることができる。また，図１では，１つの感光ドラムを示したが，もちろん複数の光ビームを各々複数の感光ドラムに結像させてもよい。
【００２２】
光走査装置は，ポリゴンミラーを基準に入射光学系と結像光学系とに大別されうる。入射光学系は光源からポリゴンミラーまで構成された光学系を示すものであり，結像光学系はポリゴンミラーから感光ドラムまでの光学系を示す。本実施の形態においては，第１シリンダーレンズ１０４ａ，１０４ｂ，第２シリンダーレンズ１０７，第１反射ミラー１０５ａ，１０５ｂ，及び第２反射ミラー１０６ａ，１０６ｂは，入射光学系をなしており，分離部材１０９及び結像系１１０は，結像光学系をなしている。
【００２３】
複数の光源１０１ａ，１０１ｂは，各々少なくとも１つ以上の発光点を各々有している半導体レーザであって，例えば２つの発光点１１１，１１１’は副走査方向に一列に相互所定間隔離隔されて，配されている。複数の光源１０１ａ，１０１ｂは，それより出射された光ビームの中心軸が互いに所定角度をなすように離隔して配されている。
【００２４】
ポリゴンミラー１０８には，偏向手段として複数の偏向面１０８ａが備えられており，モータ（図示せず）により回転軸１０８ｂを中心に時計回り方向または逆時計回り方向に回転しつつ，光源１０１ａ，１０１ｂから出射された光ビームを反射及び偏向させる。
【００２５】
第１シリンダーレンズ１０４ａは，光源１０１ａと第１反射ミラー１０５ａとの間の光ビーム進路上に配され，図３に示されたように副走査方向に膨らんで，一方向にだけ曲率を有するシリンダー面１０４’が形成されている。第１シリンダーレンズ１０４ａは，シリンダー面１０４’を透過する光ビームを副走査方向には収束させ，主走査方向にはそのまま平行に透過させる。したがって，第１シリンダーレンズ１０４ａを通過した光ビームは，副走査方向に収束されて，ポリゴンミラー１０８の偏向面１０８ａに達する。
【００２６】
また，第１シリンダーレンズ１０４ｂは，光源１０１ｂと第１反射ミラー１０５ｂとの間の光ビーム進路上に各々配され，図３に示されたように副走査方向に突き出て，シリンダー面１０４’が形成されている。第１シリンダーレンズ１０４ｂは，シリンダー面１０４’を透過する光ビームを副走査方向には収束させ，主走査方向にはそのまま平行に透過させる。したがって，第１シリンダーレンズ１０４ｂを通過した光ビームは，副走査方向に収束されて，ポリゴンミラー１０８の偏向面１０８ａに達する。
【００２７】
第２シリンダーレンズ１０７は，第２反射ミラー１０６ａ，１０６ｂとポリゴンミラー１０８と間の光ビーム進路上に配され，図４に示されたように主走査方向に突き出て，シリンダー面１０７’が形成されており，シリンダー面１０７’を通過する光ビームを主走査方向には収束させ，副走査方向にはそのまま平行に透過させる。
【００２８】
第１シリンダーレンズ１０４ａ，１０４ｂは，モータから発生する熱とプリンティング時にセットから発生する熱との影響を受けて温度変化し，焦点変化の恐れがある。したがって，第１シリンダーレンズ１０４ａ，１０４ｂは温度変化による焦点変化の少ないガラス材質よりなることが望ましい。副走査方向に対しては有限光学系であるので，焦点変化の少ないガラス材質を用いることにより，性能変動を最小化することができる。
【００２９】
また，第２シリンダーレンズ１０７は，第１シリンダーレンズ１０４ａ，１０４ｂより曲率が大きく，温度変化による焦点距離移動による性能変化が相対的に少ないために，プラスチック材質とすることもできる。もちろん，第２シリンダーレンズ１０７はガラス材質よりなっても良い。
【００３０】
すなわち，光源１０１ａ，１０１ｂとポリゴンミラー１０８間に第１シリンダーレンズ１０４ａ，１０４ｂが各々配されており，副走査方向には光源１０１ａ，１０１ｂから出射された光ビームを収束してポリゴンミラー１０８の偏向面１０８ａに結像さるべく有限光学系よりなっており，主走査方向には光ビームがそのまま平行に進んでポリゴンミラー１０８の偏向面１０８ａに入射さるべく無限光学系よりなっている。
【００３１】
第１反射ミラー１０５ａ，１０５ｂは，複数の光源１０１ａ，１０１ｂから出射された光ビームの進路を第２反射ミラー１０６ａ，１０６ｂで各々変更させ，第２反射ミラー１０６ａ，１０６ｂは，第１反射ミラー１０５ａ，１０５ｂで変更された光ビームの進路をポリゴンミラー１０８方向に再び変更させる。この際，第２反射ミラー１０６ａ，１０６ｂは複数の光源１０１ａ，１０１ｂから相異なる経路に出射された光ビームを一致させてポリゴンミラー１０８の偏向面１０８ａに同じ入射角で入射させる。
【００３２】
第１反射ミラー１０５ａ，１０５ｂ及び第２反射ミラー１０６ａ，１０６ｂが，光源１０１ａ，１０１ｂから出射された光ビームの進路を一致させてポリゴンミラー１０８に同じ入射角で入射できるのであれば，第１反射ミラー１０５ａ，１０５ｂ及び第２反射ミラー１０６ａ，１０６ｂの配置は，多様な変容例が可能である。
【００３３】
第１反射ミラー１０５ａ，１０５ｂ及び第２反射ミラー１０６ａ，１０６ｂは，光ビームの進路を変更させるためのものであるので，平面ミラーを使用することが望ましい。一方，光源１０１ａ，１０１ｂとポリゴンミラー１０８間にはコリメーティングレンズ１０２ａ，１０２ｂと口径絞り１０３ａ，１０３ｂが各々配されている。コリメーティングレンズ１０２ａ，１０２ｂは，光源１０１ａ，１０１ｂから出射される光ビームを平行にするか，または収束させるレンズである。
【００３４】
結像系１１０は，ポリゴンミラー１０８と感光ドラム１２０の間に配されてポリゴンミラー１０８で偏向された光ビームを感光ドラム１２０面上に結像させるｆ−θレンズを備える。ここでｆ−θレンズとは，ｙ＝ｆθ（ｙ：像高，ｆ：焦点距離，θ：画角）で表されるレンズである。
【００３５】
前述したように構成される本実施の形態に係る光走査装置において，光源から出射された光ビームが主走査方向または副走査方向に対して進行する過程を図面を参照して説明する。複数の光源１０１ａ，１０１ｂから出射された複数の光ビームは，コリメーティングレンズ１０２ａ，１０２ｂを通りつつ平行になり，第１シリンダーレンズ１０４ａ，１０４ｂを通過しながら，主走査方向には，図１に示されたようにそのまま平行に透過するが，副走査方向には，図２に示されたように収束光になる。
【００３６】
第１シリンダーレンズ１０４ａ，１０４ｂを透過した光ビームは，第１反射ミラー１０５ａ，１０５ｂ及び第２反射ミラー１０６ａ，１０６ｂを通過しながら，進路が変更され，第２反射ミラー１０６ａ，１０６ｂにおいて反射された光ビームは，図１に示されたように互いに一致して進行する。
【００３７】
第２反射ミラー１０６ａ，１０６ｂを通過しながら，光路が一致した光ビームは，第２シリンダーレンズ１０７を通過しながら，副走査方向にはそのまま平行に透過し，主走査方向には収束光になって，ポリゴンミラー１０８に入射する。ポリゴンミラー１０８に入射して，反射及び偏向された光ビームは，ミラー部材１０９を通過しながら，複数の光ビームに分離された後，各々結像系１１０を経て前記感光ドラム１２０に結像される。
【００３８】
以上のように，本実施の形態の光走査装置は，光源からポリゴンミラーまでの間において，主走査方向には無限光学系で構成し，副走査方向には有限光学系で構成することによって，特に主走査方向について温度変化による焦点距離の変動を低減し，光学性能変化を最小化することができる。また，複数の反射ミラーを使用して複数の光ビームの進路を変更させて，ポリゴンミラーに同じ入射角で入射させることにより，各光源間の直線性エラーを無くすことができる効果がある。
【００３９】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は，複写機，プリンタ，ファクシミリのように印刷用紙に画像を印刷する画像形成装置の光走査装置に適用可能であり，特に複数の光源を１つの偏向装置でスキャンして複数の感光ドラムに結像させるタンデム型光走査装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本実施の形態に係る光走査装置の構成を概略的に示す説明図である。
【図２】図１に示された光走査装置において，光源からポリゴンミラーまでの光ビーム経路を副走査方向に対して示す説明図である。
【図３】図１に示された第１シリンダーレンズを示す斜視図である。
【図４】図１に示された第２シリンダーレンズを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０１ａ      光源
１０１ｂ      光源
１０４ａ      第１シリンダーレンズ
１０４ｂ      第１シリンダーレンズ
１０５ａ      第１反射ミラー
１０５ｂ      第１反射ミラー
１０６ａ      第２反射ミラー
１０６ｂ      第２反射ミラー
１０７        第２シリンダーレンズ
１０８        ポリゴンミラー
１０９        分離部材
１１０        結像系
１２０        感光ドラム
【図１】
2004348135.tif 000003
【図２】
2004348135.tif 000004
【図３】
2004348135.tif 000005
【図４】
2004348135.tif 000006