(57)【要約】【課題】光補正手段の主走査方向のサイズを小さくして装置のコンパクト化及びコストの低減を図る。【解決手段】複数の光ビームを等角速度に偏向するポリゴンミラー２６を有し、ポリゴンミラー２６から複数の光ビームのそれぞれが入射する感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄの表面までの光路Ｌａ〜Ｌｄ上に、等角速度に偏向された複数の光ビームを等速度に偏向する第１ｆθレンズ３１及び第２ｆθレンズ３２と、複数の光ビームを各感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄに入射するよに分離する複数の反射ミラー３３と、を備える。光路Ｌａ〜Ｌｄ上における反射ミラー３３に最も近い第２ｆθレンズ３２において、等速度に偏向される複数の光ビームを互いに所定の間隔を設けて副走査方向に略平行に偏向する。【選択図】  図２
2005250251.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光ビームを等角速度に偏向する偏向手段を有し、該偏向手段から複数の光ビームのそれぞれが入射する複数の被走査体の表面までの光路上に、該光路方向に順に配置され、且つ、前記等角速度に偏向された複数の光ビームを等速度に偏向する複数の光補正手段と、前記等速度に偏向された複数の光ビームを分離する分離手段と、を備え、前記分離手段が分離した複数の光ビームのそれぞれを用いて複数の被走査体の表面を主走査方向に走査する光ビーム走査装置において、
前記複数の光補正手段のうち、前記光路上の前記分離手段に最も近い光補正手段は、前記複数の光ビームを互いに間隔を設けて副走査方向に略平行に偏向することを特徴とする光ビーム走査装置。
【請求項２】
前記分離手段に最も近い光補正手段以外の前記複数の光補正手段のうち少なくとも１つは、前記複数の光ビームを副走査方向に偏向することを特徴とする請求項１に記載の光ビーム走査装置。
【請求項３】
前記複数の光補正手段は、複数のｆθレンズであり、
前記複数の光補正手段の前記複数の光ビームが通過する面のうち、前記分離手段に最も近い光補正手段の前記複数の光ビームの出射面以外は、回転対称非球面形状であり、前記出射面は自由曲面形状であることを特徴とする請求項１に記載の光ビーム走査装置。
【請求項４】
複数の像担持体の表面に形成された静電潜像を現像したトナー像を記録媒体に転写して画像形成を行う画像形成装置において、
請求項１〜３の何れかに記載の光ビーム走査装置を備え、
前記複数の光ビームを用いて前記複数の像担持体の表面を走査して静電潜像を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】
この発明は、像担持体の表面に画像データに基づいた光ビームを走査して静電潜像を形成する光ビーム走査装置、及び、この光ビーム走査装置を用いて電子写真方式の画像形成を行うプリンタ、ファクシミリ装置、複写機等の電子写真方式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、ファクシミリ装置及び複写機等の画像形成装置は、光ビーム走査装置を備え、入力された画像データや読み取った画像データに基づく信号において変調したレーザビーム等の光ビームを予め帯電された像担持体の表面に走査させて静電潜像を形成する。その後、静電潜像を顕像化（現像）した現像剤像（トナー像）が記録媒体（以下、用紙と言う。）に転写される。
【０００３】
上述のような光ビームを変調させて像担持体を走査する光ビーム走査装置は、光ビームの変調速度が速いので走査速度を早くすることが可能であることから一般的に多く使用されている。
【０００４】
また、カラー画像形成を行う画像形成装置では、画像データの成分色毎に備えられた複数の光ビーム走査装置を用いて各成分色の光ビームを複数の像担持体のそれぞれの表面に走査させていた。
【０００５】
ところが、光ビーム走査装置は、光ビームを等角速度に偏向する偏向手段（ポリゴンミラー）及び等角速度の光ビームを等速度に偏向する光補正手段（ｆθレンズ）等を備えているため、複数の光ビーム走査装置を備えた画像形成装置の構成では、装置が大型化し、またコストが高騰してしまうという問題があった。
【０００６】
そこで、画像形成装置の小型化及び低価格化を図るため近年の画像形成装置には、成分色毎に設けられた光源から発せられた複数の光ビームを等角速度に偏向する単一の偏向手段（ポリゴンミラー）及び等角速度の複数の光ビームを等速度に偏向する光補正手段（ｆθレンズ）等を各成分色の光ビームで兼用する単一の光走査装置を備えた構成のものがある（例えば、特許文献１及び特許文献２参照。）。偏向手段によって偏向された複数の光ビームは、光補正手段により等角速度に偏向された後、分離手段によって各成分色の像担持体に向けて分離される。
【０００７】
特許文献１の構成では、図７に示すようにポリゴンミラー１５０により等角速度に偏向された複数の光ビームがシリンドリカルレンズ１５１によって副走査方向に平行な光に偏向される。その後、ｆθレンズ１５２によってｆθ補正されて等速度に偏向される。
【０００８】
一方、特許文献２の構成では、ｆθレンズ等の複数のレンズで構成されたトーリックｆθレンズによって複数の光ビームが等速度に偏向される。
【特許文献１】特開２０００−３４７１１６公報
【特許文献２】特開平５−１４２４９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記の特許文献１の構成では、複数の光ビームをシリンドリカルレンズ１５１を用いて副走査方向に平行に偏向した後にｆθレンズ１５２を用いて等速度に偏向しているので、ｆθレンズ１５２の主走査方向のサイズが必要以上に大きくなり、ｆθレンズ１５２のコストが高騰する問題があった。
【００１０】
即ち、等速度に偏向された複数の光ビームを正確に分離して各像担持体１５４ａ〜１５４ｄに入射させるには、複数の光ビームの間に所定の間隔を与えなければならない。この間隔が狭いと偏向ミラー（分離手段）１５３ａ〜１５３ｄにおいて単一の光ビームだけでなく他の光ビームの一部も一緒に反射させてしまうからである。
【００１１】
また、所定の間隔を設けて複数の光ビームを副走査方向に平行に偏向するには、ポリゴンミラー１５０によって等角速度に偏向された複数の光ビームがある程度拡散している必要がある。そのため、ポリゴンミラー１５０の反射面における複数の光ビームの反射（入射）位置からシリンドリカルレンズ１５１を所定の距離だけ離間させなければならない。
【００１２】
さらに、ポリゴンミラー１５０に入射した複数の光ビームは、最終的に像担持体１５４ａ〜１５４ｄの表面を主走査方向に走査する。そのため、ポリゴンミラー１５０から像担持体１５４ａ〜１５４ｄの表面までの複数の光ビームの光路上において、ポリゴンミラー１５０の反射位置からの距離が長くなればなる程、複数の光ビームが通過する主走査方向の範囲が大きくなっていく。
【００１３】
したがって、光路上におけるシリンドリカルレンズ１５１よりも下流側に位置するｆθレンズ１５２は、ポリゴンミラー１５０の複数ビームの反射位置からの距離がシリンドリカルレンズ１５１よりも長く、主走査方向に大きなサイズとなってしまっていた。つまり、複数の光ビームの拡散状態が関係しないｆθレンズ１５２の主走査方向のサイズが、シリンドリカルレンズ１５１の配置によって、必要以上に大きくなってしまっていた。
【００１４】
上述の特許文献２の構成では、特にｆθレンズ等の複数のレンズで構成されたトーリックｆθレンズにおいて複数の光ビームを副走査方向に平行に偏向しておらず、また、図面において副走査方向に平行に偏向されているように図示されているが、どの位置で偏向されているか不明である。このことから、特に複数の光ビームを副走査方向に平行に偏向する位置は考慮されておらず、特許文献１と同様の問題が生じる可能性がある。
【００１５】
この発明の目的は、光補正手段の主走査方向のサイズを小さくして装置のコンパクト化及びコストの低減を図ることができる光ビーム走査装置及びこの光ビーム走査装置を備えた画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
この発明は、上記の課題を解決するために、以下の構成を備えている。
【００１７】
（１）複数の光ビームを等角速度に偏向する偏向手段を有し、該偏向手段から複数の光ビームのそれぞれが入射する複数の被走査体の表面までの光路上に、該光路方向に順に配置され、且つ、前記等角速度に偏向された複数の光ビームを等速度に偏向する複数の光補正手段と、複数の光ビームを分離する分離手段と、を備え、前記分離手段が分離した該等速度に偏向された複数の光ビームのそれぞれを用いて複数の被走査体の表面を主走査方向に走査する光ビーム走査装置において、
前記複数の光補正手段のうち、前記光路上の前記分離手段に最も近い光補正手段は、前記等速度に偏向される複数の光ビームを互いに間隔を設けて副走査方向に略平行に偏向することを特徴とする。
【００１８】
この構成においては、偏向手段により等角速度に偏向された複数の光ビームが複数の光補正手段によって主走査方向に等速度に偏向される。また、偏向手段から複数の被走査体の表面までの光路上において、該光路方向に順に配置された複数の光補正手段のうち、分離手段に最も近い光補正手段によって、偏向手段で偏向されて拡散した状態にある複数の光ビームが互いに間隔を設けて副走査方向に略平行に偏向される。
【００１９】
つまり、複数の光補正手段によって、等角速度に偏向された複数の光ビームが上記分離手段に最も近い光補正手段に入射する前に等速度に偏向され始める。その後、上記分離手段に最も近い光補正手段を出射した複数の光ビームは、等速度且つ互いに間隔を設けて副走査方向に略平行に偏向された状態で分離手段に向かう。ここで、複数の光ビームを互いに間隔を設けて副走査方向に略平行に偏向するのは、互いに間隔が設けられていないと分離手段において複数の光ビームを完全に分離した状態で複数の被走査体に入射させられないためである。
【００２０】
複数の光ビームを互いに間隔を設けて副走査方向に略平行に偏向するには、上記光路上において偏向手段に偏向された複数の光ビームがある程度拡散した位置で行う必要がある。つまり、上記光路上の偏向手段における複数の光ビームの入射位置からある程度離れた位置で偏向する必要がある。なお、等角速度の複数の光ビームを等速度に偏向するには複数の光ビームの拡散状態は問題とならない。また、偏向手段によって偏向された複数の光ビームで被走査体の表面が主走査方向に走査されるので、上記入射位置からの距離が長くなる程、複数の光ビームが通過する主走査方向の範囲は拡大していく。
【００２１】
したがって、光路上における複数の光補正手段のうち、分離手段に最も近い、言い換えると偏向手段から最も遠い光補正手段によって複数の光ビームが互いに間隔を設けて副走査方向に略平行に偏向されるので、複数の光補正手段の主走査方向のサイズが上記入射位置から最も遠い光補正手段のサイズよりも小さくなる。
【００２２】
（２）前記分離手段に最も近い光補正手段以外の前記複数の光補正手段のうち少なくとも１つは、前記複数の光ビームを副走査方向に偏向することを特徴とする。
【００２３】
この構成においては、分離手段に最も近い光補正手段、及び、分離手段に最も近い光補正手段以外の複数の光補正手段の少なくとも１つによって、複数の光ビームが副走査方向に偏向される。
【００２４】
（３）前記複数の光補正手段は、複数のｆθレンズであり、
前記複数の光補正手段の前記複数の光ビームが通過する面のうち、前記分離手段に最も近い光補正手段の前記複数の光ビームの出射面以外は、回転対称非球面形状であり、前記出射面は自由曲面形状であることを特徴とする。
【００２５】
この構成においては、複数の光補正手段である複数のｆθレンズが上記光路上における光路方向に順に配置されている。また、複数のｆθレンズの複数の光ビームが通過する面のうち、分離手段に最も近いｆθレンズの複数の光ビームの出射面以外は、回転対称非球面形状に形成されている。上記出射面は、自由曲面形状で形成されている。つまり、ｆθレンズの面が可能な限り回転対称非球面形状に形成されている。
【００２６】
ここで、分離手段に最も近いｆθレンズの複数の光ビームの出射面が回転対称非球面形状で形成されないのは、上記出射面において複数の光ビームを主走査方向に等速度に偏向する他に、副走査方向に位置する拡散状態の複数の光ビームを平行光に偏向する必要があるからである。そのため、上記出射面は、主走査方向及び副走査方向に効果の異なる非球面形状、すなわち自由曲面形状にする必要がある。
【００２７】
一方、複数のｆθレンズのうちの上記出射面以外の複数の光ビームが通過する面は、複数の光ビームを主走査方向に等速度に偏向するのみの主走査方向及び副走査方向の効果が等しい回転対称非球面形状にできる。
【００２８】
（４）複数の像担持体の表面に形成された静電潜像を現像したトナー像を記録媒体に転写して画像形成を行う画像形成装置において、
（１）〜（３）の何れかに記載の光ビーム走査装置を備え、
前記複数の光ビームを用いて前記複数の像担持体の表面を走査して静電潜像を形成することを特徴とする。
【００２９】
この構成においては、上記（１）〜（３）の何れかに記載された光ビーム走査装置において、画像データに基づいて変調された複数の光ビームにより複数の像担持体の表面が走査されて静電潜像が形成される。
【発明の効果】
【００３０】
この発明によれば、以下の効果を奏することができる。
【００３１】
（１）光路上における複数の光補正手段のうち、分離手段に最も近い、即ち偏向手段から最も遠い光補正手段を用いて複数の光ビームを互いに間隔を設けて副走査方向に略平行に偏向することによって、複数の光補正手段の主走査方向のサイズを上記偏向手段から最も遠い光補正手段の主走査方向のサイズよりも小さくすることができる。そのため、複数の光ビームを互いに間隔を設けて副走査方向に略平行に偏向した後に等速度に偏向する従来の構成よりも光補正手段の主走査方向のサイズを小さくでき、光補正手段のコストの低減を図ることができる。これにより、装置のコンパクト化及びコストの低減を図ることができる。
【００３２】
（２）分離手段に最も近い光補正手段、及び、分離手段に最も近い光補正手段以外の複数の光補正手段の少なくとも１つを用いて複数の光ビームを副走査方向に偏向することによって、偏向手段により偏向された複数の光ビームを容易に分離可能な程度に拡散させた後にそれ以上拡散しないように調節することができる。
【００３３】
また、複数の光補正手段によって複数の光ビームが徐々に副走査方向に略平行に偏向される場合、単一の光補正手段のみで複数の光ビームの副走査方向の偏向を行う構成に比べて副走査方向に偏向するための偏向率（屈折率）を分散できるので、光補正手段の設計が容易になるとともに精度の高い光学特性を得ることができる。
【００３４】
（３）ｆθレンズの面をできるだけ回転対称非球面形状に形成することによって、自由曲面形状のレンズ面に形成するよりもレンズ面の成型精度を向上させ、理想状態（設計値）に近い成型を可能にする。さらにレンズ面（入射面及び出射面）間の相対位置ずれを低減することができ、複数の光ビームの偏向をより正確に行うことができる。
【００３５】
自由曲面形状のレンズに比べて回転対称非球面形状のレンズの方が成型精度が向上するのは、自由曲面形状のレンズの金型の加工精度に比べて回転対称非球面形状のレンズの金型の加工精度の方が高いからである。例えばプラスチックの成型レンズは金型を作成して金型中にプラスチック材料を圧入して形成する。そのため、レンズ面は金型精度に依存する。この場合の自由曲面形状のレンズの金型の加工は３軸で行われる。
【００３６】
一方、回転対称非球面形状のレンズの金型の加工は１軸は回転軸であるから２軸で行われる。すなわち自由曲面形状のレンズの金型の加工に比べて回転対称非球面形状のレンズの金型の加工の方が加工軸が１軸少ない分金型精度が高くなる。
【００３７】
（４）上記（１）〜（３）の何れかに記載された光ビーム走査装置を備え、画像データに基づいて変調された複数の光ビームにより複数の像担持体の表面を走査して静電潜像を形成することによって、画質を維持しつつ装置のコンパクト化を図ることができ、またコストの低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下に、この発明の最良の実施形態に係る画像形成装置を図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００３９】
図１は、この発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す説明図である。画像形成装置１００は、外部から伝達された画像データに応じて、用紙に対して多色および単色の画像を形成する。このため、画像形成装置１００は、光ビーム走査装置Ｅ、感光体ドラム（本発明の像担持体に相当する。）１０１（１０１ａ〜１０１ｄ）、現像ユニット１０２（１０２ａ〜１０２ｄ）、帯電ローラ１０３（１０３ａ〜１０３ｄ）、クリーニングユニット１０４（１０４ａ〜１０４ｄ）、中間転写ベルト（本発明の無端ベルトに相当する。）１１、一次転写ローラ（本発明の転写ローラに相当する。）１３（１３ａ〜１３ｄ）、二次転写ローラ１４、定着装置１５、用紙搬送路Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３、給紙カセット１６、手差し給紙トレイ１７及び排紙トレイ１８等を備えている。
【００４０】
画像形成装置１００は、フルカラー画像を色分解して得られる減法混色の３原色であるイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）及びシアン（Ｙ）にブラック（Ｋ）を加えた４色の各成分色に対応した画像データを用いて画像形成を行う。感光体ドラム１０１（１０１ａ〜１０１ｄ）、現像ユニット１０２（１０２ａ〜１０２ｄ）、帯電ローラ１０３（１０３ａ〜１０３ｄ）、一次転写ローラ１３（１３ａ〜１３ｄ）及びクリーニングユニット１０４（１０４ａ〜１０４ｄ）は、各成分色に応じてそれぞれ４個ずつ設けられており、４つの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄを構成している。画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、主走査方向に直交する方向である中間転写ベルト１１の移動方向（副走査方向）に一列に配列されている。
【００４１】
帯電ローラ１０３は、感光体ドラム１０１の表面を所定の電位に均一に帯電させる接触方式の帯電器である。帯電ローラ１０３に代えて、帯電ブラシを用いた接触方式の帯電器、又は、帯電チャージャを用いた非接触方式の帯電器を用いることもできる。光ビーム走査装置Ｅは、図示しない半導体レーザ、ポリゴンミラー２６及び反射ミラー３３等を備えており、ブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各成分色の画像データによって変調された複数の光ビームのそれぞれを感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄのそれぞれに照射する。感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄのそれぞれには、ブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各成分色の画像データによる静電潜像が形成される。詳細は後述する。
【００４２】
現像ユニット１０２は、静電潜像が形成された感光体ドラム１０１ａの表面に現像剤を供給し、静電潜像をトナー像に顕像化（現像）する。現像ユニット１０２ａ〜１０２ｄのそれぞれは、ブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各成分色の現像剤を収納しており、感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄのそれぞれに形成された各成分色の静電潜像をブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各成分色のトナー像に顕像化する。クリーニングユニット１０４は、現像・画像転写後における感光体ドラム１０１上の表面に残留したトナーを除去・回収する。
【００４３】
感光体ドラム１０１の上方に配置されている中間転写ベルト１１は、駆動ローラ１１ａと従動ローラ１１ｂとの間に張架されてループ状の移動経路を形成している。中間転写ベルト１１の外周面は、感光体ドラム１０１ｄ、感光体ドラム１０１ｃ、感光体ドラム１０１ｂ及び感光体ドラム１０１ａにこの順に対向する。この中間転写ベルト１１を挟んで各感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄに対向する位置に、一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄが配置されている。中間転写ベルト１１が感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄに対向する位置のそれぞれが一次転写位置である。
【００４４】
中間転写ベルト１１は、厚さ１００μｍ〜１５０μｍ程度のフィルムを用いて無端状に形成されており、体積抵抗率は１．０×１０11〜１．０×１０12Ω・ｃｍのレベルである。中間転写ベルト１１の体積抵抗率がこのレベルよりも低い場合には中間転写ベルト１１からのリークが生じて一次転写時に充分な転写電力を維持することができず、中間転写ベルト１１の体積抵抗率がこのレベルよりも高い場合には各転写位置を通過後の中間転写ベルト１１を除電する手段が別途必要になるからである。
【００４５】
一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄには、感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄの表面に担持されたトナー像を中間転写ベルト１１上に転写するために、トナーの帯電極性と逆極性の一次転写バイアス（本発明の転写電力に相当する。）が定電圧制御によって印加される。これによって、感光体ドラム１０１（１０１ａ〜１０１ｄ）に形成された各成分色のトナー像は中間転写ベルト１１の外周面に順次重ねて転写され、中間転写ベルト１１の外周面にフルカラーのトナー像が形成される。
【００４６】
但し、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの成分色の一部のみの画像データが入力された場合には、４つの感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄのうち、入力された画像データの成分色に対応する一部の感光体１０１のみにおいて静電潜像及びトナー像の形成が行われる。例えば、モノクロ画像の転写時には、ブラックの成分色に対応した感光体ドラム１０１ａのみにおいて静電潜像の形成及びトナー像の形成が行われ、中間転写ベルト１１の外周面にはブラックのトナー像のみが転写される。
【００４７】
各一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄは、直径８〜１０ｍｍの金属（例えばステンレス）を素材とする軸の表面を導電性の弾性材（例えばＥＰＤＭ，発泡ウレタン等）により被覆して構成されており、導電性の弾性材によって中間転写ベルト１１に均一に高電圧を印加する。中間転写ローラ１０３に代えて、ブラシ状の中間転写部材を用いることもできる。
【００４８】
なお、一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄのそれぞれは、感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄのそれぞれに対して、感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄの周面における中間転写ベルト１１の当接位置における法線方向と異なる方向に付勢されている。
【００４９】
各一次転写位置において中間転写ベルト１１の外周面に転写されたトナー像は、中間転写ベルト１１の回転によって、二次転写ローラ１４との対向位置に搬送される。二次転写ローラ１４は、画像形成時において、内周面が駆動ローラ１１ａの周面に接触する中間転写ベルト１１の外周面に所定のニップ圧で圧接されている。給紙カセット１６又は手差し給紙トレイ１７から給紙された用紙が二次転写ローラ１４と中間転写ベルト１１との間を通過する際に、二次転写ローラ１４にトナーの帯電極性とは逆極性の高電圧が印加される。これによって、中間転写ベルト１１の外周面から用紙の表面にトナー像が転写される。
【００５０】
なお、二次転写ローラ１４と中間転写ベルト１１とのニップ圧を所定値に維持するために、二次転写ローラ１４又は駆動ローラ１１ａの何れか一方を硬質材料（金属等）によって構成し、残る他方を弾性ローラ等の軟質材料（弾性ゴムローラまたは発泡性樹脂ローラ等）とする。
【００５１】
また、感光体ドラム１０１から中間転写ベルト１１に付着したトナーのうち用紙上に転写されずに中間転写ベルト１１上に残存したトナーは、次工程での混色を防止するために、クリーニングユニット１２によって回収される。
【００５２】
トナー像が転写された用紙は、定着装置１５に導かれ、加熱ローラ１５ａと加圧ローラ１５ｂとの間を通過して加熱及び加圧を受ける。これによって、トナー像が、用紙の表面に堅牢に定着する。トナー像が定着した用紙は、排紙ローラ１８ａによって排紙トレイ１８上に排出される。
【００５３】
画像形成装置１００には、用紙カセット１６に収納されている用紙を二次転写ローラ１４と中間転写ベルト１１との間及び定着装置１５を経由して排紙トレイ１８に送るための略垂直方向の用紙搬送路Ｐ１が設けられている。用紙搬送路Ｐ１には、用紙カセット１６内の用紙を一枚ずつ用紙搬送路Ｐ１内に繰り出すピックアップローラ１６ａ、繰り出された用紙を上方に向けて搬送する搬送ローラｒ、搬送されてきた用紙を所定のタイミングで二次転写ローラ１４と中間転写ベルト１１との間に導くレジストローラ１９、及び、用紙を排紙トレイ１８に排出する排紙ローラ１８ａが配置されている。
【００５４】
また、画像形成装置１００の内部には、手差し給紙トレイ１７からレジストローラ１９に至る間に、ピックアップローラ１７ａ及び搬送ローラｒを配置した用紙搬送路Ｐ２が形成されている。さらに、排紙ローラ１８ａから用紙搬送路Ｐ１におけるレジストローラ１９の上流側に至る間には、用紙搬送路Ｐ３が形成されている。
【００５５】
排紙ローラ１８ａは、正逆両方向に回転自在にされており、用紙の片面に画像を形成する片面画像形成時、及び、用紙の両面に画像を形成する両面画像形成における第２面画像形成時に正転方向に駆動されて用紙を排紙トレイ１８に排出する。一方、両面画像形成における第１面画像形成時には、排出ローラ１８ａは、用紙の後端が定着装置１５を通過するまで正転方向に駆動された後、用紙の後端部を挟持した状態で逆転方向に駆動されて用紙を用紙搬送路Ｐ３内に導く。これによって、両面画像形成時に片面のみに画像が形成された用紙は、表裏面及び前後端を反転した状態で用紙搬送路Ｐ１に導かれる。
【００５６】
レジストローラ１９は、用紙カセット１６若しくは手差し給紙トレイ１７から給紙され、又は、用紙搬送路Ｐ３を経由して搬送された用紙を、中間転写ベルト１１の回転に同期したタイミングで２次転写ローラ１４と中間転写ベルト１１との間に導く。このため、レジストローラ１９は、感光体ドラム１０１や中間転写ベルト１１の動作開始時には回転を停止しており、中間転写ベルト１１の回転に先立って給紙又は搬送された用紙は、前端をレジストローラ１９に当接させた状態で用紙搬送路Ｐ１内における移動を停止する。この後、レジストローラ１９は、２次転写ローラ１４と中間転写ベルト１１とが圧接する位置で、用紙の前端部と中間転写ベルト１１上に形成されたトナー像の前端部とが対向するタイミングで回転を開始する。
【００５７】
図２及び図３は、この発明の実施形態に係る画像形成装置に備えられた光ビーム走査装置の簡単な構成を示す側面図及び平面図である。光ビーム走査装置Ｅは、入射光学系２０、ポリゴンミラー２６及び出射光学系３０等から構成される。入射光学系２０は、半導体レーザ２１ａ〜２１ｄ、コリメータレンズ２２ａ〜２２ｄ、アパーチャ２３ａ〜２３ｄ、反射ミラー２４及び第１シリンドリカルレンズ２５等から構成され、図４に示すように画像データに基づいて出射された複数の光ビームをポリゴンミラー２６の同一の反射面２６ａに導く。
【００５８】
半導体レーザ２１ａ〜２１ｄは、副走査方向に互いに異なる位置に配置され、画像データの各成分色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に基づいて光ビームを出射する。コリメータレンズ２２ａ〜２２ｄは、各光ビームを平行ビームにする。アパーチャ２４ａ〜２４ｄは、開口であり、入射する各光ビームの通過可能範囲を定義する。反射ミラー２４は、各光ビームがポリゴンミラー２６の反射面２６ａに入射するまでの主走査方向の距離が同一になるように各光ビームを反射して第１シリンドリカルレンズ２５及びポリゴンミラー２６に導く。
【００５９】
主走査方向の距離が同一になるようにしたのは、各成分色の光ビームが同一タイミングでポリゴンミラー２６に入射しないと、ポリゴンミラー２６に偏向された複数の光ビームが各感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄの表面の同一の位置に入射せず、異なった位置に入射してしまうからである。第１シリンドリカルレンズ２５は、複数の光ビームを主走査方向及び主走査方向直交する副走査方向に偏向してポリゴンミラー２６の反射面２６ａの同一箇所に集光させる。
【００６０】
ポリゴンミラー２６は、回転多面鏡であり、半導体レーザ２１ａ〜２１ｄから出射された複数の光ビームを各反射面２６ａで回転しながら反射する。これにより、複数の光ビームは、図３に示すように等角速度に偏向され、出射光学系３０に入射する。
【００６１】
出射光学系３０は、第１ｆθレンズ３１、第２ｆθレンズ３２、反射ミラー３３及び第２シリンドリカルレンズ３４ａ〜３４ｄ等から構成され、光路Ｌ（Ｌａ〜Ｌｄ）に示すようにポリゴンミラー２６によって偏向された複数の光ビームを等速度に偏向、分離して感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄの表面における主走査方向の所定の範囲に照射する。
【００６２】
この発明の複数の光補正手段である第１ｆθレンズ３１及び第２ｆθレンズ３２は、等角速度に偏向された複数の光ビームをｆθ補正して主走査方向に等速度に偏向する。さらに、第２ｆθレンズ３２は、図５に示すように複数の光ビームを所定の間隔ｄを設けて副走査方向に略平行に偏向する。
【００６３】
ここで、第２ｆθレンズを用いて所定の間隔ｄを設けて複数の光ビームを副走査方向に略平行に偏向しているのは、反射ミラー３３によって正確に複数の光ビームを分離するため及びコンパクト化を図るためである。つまり、所定の間隔ｄが狭いと反射ミラー３３に反射させて単一の光ビームを分離する時に他の光ビームの一部も一緒に反射してしまう可能性があるからである。また、複数の光ビームを副走査方向に略平行にしないと、図２に示す光路Ｌ′ａ〜Ｌ′ｄに示すように拡散するために複数の反射ミラー３３の配置位置の範囲が副走査方向に大きくなり、光ビーム走査装置Ｅのサイズが大きくなってしまうからである。
【００６４】
また、第２ｆθレンズ３２において複数の光ビームを互いに所定の間隔ｄを設けて略平行に偏向しているが、全て等しい間隔である必要はない。互いに異なる間隔であっても複数の光ビームを正確に分離できる間隔を確保できていればよい。さらに、複数の光ビームを略平行に偏向しているが、略平行としているのは多少の誤差を含む意味である。
【００６５】
なお、この発明の第１ｆθレンズ３１及び第２ｆθレンズ３２は、量産性を高めるために型を用いて形成されたプラスチック製のレンズを用いているが、特にこれに限定されるものではない。
【００６６】
また、複数の光ビームにおける第１ｆθレンズ３１の入射面及び出射面、第２ｆθレンズ３２の入射面は、回転対称非球面形状に形成されている。第２ｆθレンズ３２の出射面は、自由曲面形状に形成されている。これは、回転対称非球面形状のレンズ面をできるだけ用いることで、自由曲面形状のレンズ面に形成するよりもレンズ面の成型精度を向上させ、理想状態（設計値）に近い成型を可能にするためである。また、レンズ面（入射面及び出射面）間の相対位置ずれを低減し、複数の光ビームの偏向をより正確に行うためである。
【００６７】
ここで、第２ｆθレンズ３２の複数の光ビームの出射面が回転対称非球面形状で形成されないのは、上記出射面において複数の光ビームを主走査方向に等速度に偏向する他に、副走査方向に位置する拡散状態の複数の光ビームを平行光に偏向する必要があるからである。そのため、上記出射面は、主走査方向及び副走査方向に効果の異なる非球面形状、すなわち自由曲面形状する必要がある。
【００６８】
一方、複数の光ビームにおける第１ｆθレンズ３１の入射面及び出射面、第２ｆθレンズ３２の入射面は、複数の光ビームを主走査方向に等速度に偏向するのみの主走査方向及び副走査方向の効果が等しい回転対称非球面形状にできる。
【００６９】
また、自由曲面形状のレンズに比べて回転対称非球面形状のレンズの方が成型精度が向上するのは、自由曲面形状のレンズの金型の加工精度に比べて回転対称非球面形状のレンズの金型の加工精度の方が高いからである。例えばプラスチックの成型レンズは金型を作成して金型中にプラスチック材料を圧入して形成する。そのため、レンズ面は金型精度に依存する。この場合の自由曲面形状のレンズの金型の加工は３軸で行われる。
【００７０】
一方、回転対称非球面形状のレンズの金型の加工は１軸は回転軸であるから２軸で行われる。すなわち自由曲面形状のレンズの金型の加工に比べて回転対称非球面形状のレンズの金型の加工の方が加工軸が１軸少ない分金型精度が高くなる。
【００７１】
この発明の分離手段である反射ミラー３３は、光ビーム走査装置Ｅ内に複数配置され、等速度に偏向された複数の光ビームを反射し、光路Ｌａ〜Ｌｄの距離が同一になるように各感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄに導く。光路Ｌａ〜Ｌｄの距離を同一にするのは、光路距離が異なることにより、各感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄの表面の静電潜像の相対的な形成位置がずれ、用紙の各成分色のトナー像の転写がずれるのを防止するためである。
【００７２】
第２シリンドリカルレンズ３４ａ〜３４ｄは、複数の光ビームを集光して感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄの表面に結像させる。これにより、感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄの表面に静電潜像が形成される。なお、第２ｆθレンズ３２から出射される複数の光ビームの一部は、同期レンズ３５及びフォトセンサからなるＢＤセンサ３６に入射され、その検出タイミングに基づいて感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄの走査のタイミングが調整される。
【００７３】
以上のように、第２ｆθレンズ３２を用いて複数の光ビームを所定の間隔ｄを設けて副走査方向に略平行に偏向することによって、複数の光ビームを所定の間隔ｄを設けて副走査方向に略平行に偏向した後に等速度に偏向する従来の構成よりも第１ｆθレンズ３１及び第２ｆθレンズ３２の主走査方向のサイズを小さくでき、光補正手段のコストの低減を図ることができる。これにより、光ビーム走査装置Ｅのコンパクト化及びコストの低減を図ることができる。
【００７４】
つまり、複数の光ビームが互いに所定の間隔ｄを設けて副走査方向に略平行に偏向されるには、図５に示すようにポリゴンミラー２６に偏向された複数の光ビームがある程度拡散した状態で偏向する必要がある。言い換えると、ポリゴンミラー２６の反射面２６ａにおける複数の光ビームの反射位置から所定の距離ｈだけ離れた位置で偏向する必要がある。また、図３に示すように、ポリゴンミラー２６によって偏向された複数の光ビームで感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄの表面が主走査方向に走査されるので、ポリゴンミラー２６からの距離が長くなる程複数の光ビームが通過する主走査方向の範囲は拡大していく。なお、等角速度の複数の光ビームを等速度に偏向するには複数の光ビームの拡散状態は問題とならない。
【００７５】
したがって、光路Ｌａ〜Ｌｄ上における反射ミラー３３に最も近い、言い換えるとポリゴンミラー３３から最も遠い第２ｆθレンズ３２によって複数の光ビームが所定の間隔ｄを設けて副走査方向に略平行に偏向されるので、第１ｆθレンズ３１の主走査方向のサイズを第２ｆθレンズ３２の主走査方向のサイズよりも小さくできる。
【００７６】
なお、第１ｆθレンズ３１及び第２ｆθレンズ３２を用いて副走査方向に略平行に偏向する構成としてもよい。例えば、図６に示すように第１ｆθレンズ３１及び第２ｆθレンズを用いて徐々に副走査方向に略平行に偏向する。これによって、単一の光補正手段（第２ｆθレンズ３２）のみで複数の光ビームの副走査方向の偏向を行う構成に比べて副走査方向に偏向するための偏向率（屈折率）を分散できるので、ｆθレンズ３１，３２の設計が容易になるとともに精度の高い光学特性を得ることができる。
【００７７】
また、ポリゴンミラー２６により偏向された複数の光ビームを容易に分離可能な程度に拡散させた後にそれ以上拡散しないように調節することもできる。
【００７８】
この発明の実施形態では２つのｆθレンズ３１，３２を用いているが、特にこれに限定されることなく複数であればよい。
【００７９】
以上のように、この発明の画像形成装置１００に、光ビーム走査装置Ｅを備えることによって、画質を維持しつつ装置のコンパクト化を図ることができ、またコストの低減を図ることができる。
【００８０】
なお、本実施形態の説明図ではｆθレンズ３１，３２の入射面において、各光ビームが完全に分離されているような状態を示しているが、このように完全に分離されている必要はない。最終的に第２ｆθレンズ３２から出射された複数の光ビームが正確に分離される状態であればよい。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】この発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す説明図である。
【図２】同画像形成装置に備えられた光ビーム走査装置の簡単な構成を示す側面図である。
【図３】同画像形成装置に備えられた光ビーム走査装置の簡単な構成を示す平面図である。
【図４】同画像形成装置に備えられた光ビーム走査装置の一部を拡大した拡大図である。
【図５】同画像形成装置に備えられた光ビーム走査装置の一部を拡大した拡大図である。
【図６】同画像形成装置に備えられた光ビーム走査装置の一部を拡大した拡大図である。
【図７】従来の光ビーム走査装置の一部を拡大した図である。
【符号の説明】
【００８２】
２６−ポリゴンミラー
３１−第１ｆθレンズ
３２−第２ｆθレンズ
３３−反射ミラー
１００−画像形成装置
１０１ａ〜１０１ｄ−感光体ドラム
ｄ−所定の間隔
Ｅ−光ビーム走査装置
【図１】
2005250251.tif 000003
【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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