(57)【要約】【課題】  最少枚数の折り返しミラーで光走査装置を構成しローコスト化を図ると共に画像形成装置の小型化が図れる光走査装置を提供することを目的とする。【解決手段】  インライン方式の画像形成装置においてコストをかけずに光走査装置をコンパクト化することにより画像形成装置全体のコンパクト化を図る。【選択図】  図１
2005091966.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光源からの複数の光束を単一の偏向器により偏向し結像光学系によりそれぞれ異なる被走査面上を等速走査しスポットそして結像させる光走査装置において、前記結像光学系は前記光偏向器を中心にして両側に振り分けて配置され、前記複数の光束は各々偏向器の偏向面に対して上下対称に入射されるものであって、前記光偏向器をはさんだ２つの領域のうち少なくとも一方は前記光偏向器からもっとも離れた被走査面に光路分離素子により副走査断面上側偏向光を導光することを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記複数の光束は前記偏向器の回転軸に垂直な平面に対し所定の角度を有し入射することを特徴とする請求項１の光走査装置。
【請求項３】
前記光路分離素子は所定の角度で斜面取りされた平面ミラーであることを特徴とする請求項１の光走査装置。
【請求項４】
請求項１乃至４の何れか１項に記載の走査光学系と、前記被走査面に配置された感光体と、前記走査光学系で走査された光束によって前記感光体上に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像器と、現像されたトナー像を被転写材に転写する転写器と、転写されたトナー像を被転写材に定着させる定着器とを有することを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項５】
請求項１乃至３の何れか１項に記載の走査光学系と、外部機器から入力したコードデータを画像信号に変換して前記走査光学系に入力せしめるプリンタコントローラとを有していることを特徴とするカラー画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレーザープリンタ、レーザー複写機等の光走査装置を用いたカラー画像形成装置に関するものであり、特にその小型化に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術を、図４〜図を５用いて説明する。
【０００３】
図４はカラー画像をプリントする画像形成装置であり、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対して単一の像担持体（以下感光体ドラムと称する）、単一の光走査装置を有する。感光ドラムは導電体に感光層を塗布したもので、走査光学装置から出射されたレーザ光により静電潜像を形成する。１２１は図示しない画像読取装置もしくはパーソナルコンピュータ等から送られてきた画像情報に基づいてレーザ光を照射する走査光学装置、１２２は前記感光ドラムに摩擦帯電されたトナーで感光ドラム上にトナー像を形成する現像器、１２４はトナー像を形成する用紙を格納する給紙カセット、１２５は用紙上に転写されたトナー像を熱により用紙に吸着させる定着器、１２６は定着された転写用紙を積載する排紙トレイ、１２７は感光ドラムに残ったトナーを清掃するクリーナーである。各色に対し順次露光、現像を繰り返すことによってカラー画像を形成していた。
【０００４】
そのため、印字速度の高速化が困難であった。そのため、近年ではイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対して独立した像担持体を有する、所謂タンデム型画像形成装置が主流となってきている。
【０００５】
タンデム型画像形成装置の場合には各色に対して独立の感光体ドラムを有し、各色で同時に画像を形成し中間転写体上で重ね合わせることによってカラー画像を形成するため、モノクロ画像を印字するのと同じ速度でカラー画像を印字できる。しかしながら、複数の像担持体および複数の走査光学装置を必要とするため画像形成装置の大型化が避けられないという問題がある。
【０００６】
そのため、画像形成装置の小型化のために図４のように複数の光束を単一の偏向器によって走査露光するものであって、その光路中に複数の折り返しミラーを用いて光路を折りたたむことによって小型化を図った光走査装置が提案されている。
【０００７】
また、特開２００２−２４４３９６には図５のように画像形成装置中において光走査装置を水平面に対して所定の角度傾斜させて配置することによって画像形成装置の幅を低減できる構成が開示されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、いずれの場合においても光路中に多数の折り返しミラーを用いることにより光走査装置を小型化しているためコスト的にも不利であり、また結像性能の悪化も大きいという問題がある。また、特開２００２−２４４３９６のように配置した場合、画像形成装置の幅は低減可能であるが高さ方向に関しては大きくなってしまうという問題点がある。
【０００９】
このような点を鑑み最少枚数の折り返しミラーで光走査装置を構成しローコスト化を図ると共に画像形成装置の小型化が図れる光走査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】
【００１０】
上記課題を解決するために以下の構成を提案する。
【００１１】
複数の光源からの複数の光束を単一の偏向器により偏向し結像光学系によりそれぞれ異なる被走査面上を等速走査しスポットそして結像させる光走査装置において、前記結像光学系は前記光偏向器を中心にして両側に振り分けて配置され、前記複数の光束は各々偏向器の偏向面に対して上下対称に入射されるものであって、前記光偏向器をはさんだ２つの領域のうち少なくとも一方は前記光偏向器からもっとも離れた被走査面に光路分離素子により副走査断面上側偏向光を導光することを特徴とする。これにより、走査光学装置を収納する光学ハウジングの画像形成装置内での当接部位をカットすることができ結果として画像形成装置自体の小型化を図ることができる。
【００１２】
また、前記複数の光源からの複数の光束は偏向器に対して副走査断面内で所定の角度を持って入射される、所謂副走査斜入射の系であることを特徴とする。斜入射系を採用することでポリゴンの肉厚を薄くすることができコストダウンとモーターへの負荷を低減できより有効である。さらに、前記光路分離手段は斜面取りを施した平面ミラーであることを特徴とする。これは副走査断面において下方の光束に光路分離手段を配設した場合には、上方の光束に対して配設した場合よりも、光路分離手段の取付座面の問題からその外形公差及び取付公差が厳しくなるが、光路分離手段として斜面取りミラーを用いることで有効に緩和することができる。
【発明の効果】
【００１３】
これまで述べてきたように本発明を適用することにより必要最低限のミラー枚数を使用することでミラーによる結像性能の悪化を抑えるとともにコストダウンができ、画像形成装置に対して光走査装置を所定角度傾斜させて設置する画像形成装置において、有効に小型化を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
(実施例１)
図１、２、３に本発明における走査光学装置およびそれを用いた画像形成装置の概略図を示す。
【００１５】
図３の実施例では感光ドラムの下部に走査光学装置を配置している。本実施例で使用する走査光学装置は一つののポリゴンミラーに対して両側にそれぞれ２本のレーザ光を入射させ、各々の感光ドラムを走査ビームＬ１からＬ４で露光する方式である。図１において、１は導電体に感光層を塗布した感光ドラム、２は前記感光ドラムを所定の電位に帯電させる帯電器、３は静電潜像にトナーにより画像を形成する現像器、４はレーザ発光したビームを偏向走査するポリゴンミラー、５、６はレーザ光を被走査面である感光ドラム上で等速走査およびスポット結像させるｆθレンズである。本実施例では、結像光学系を形成する第一の結像レンズ５は主に主走査方向にパワーを有するアナモフィック非球面レンズであり、第２結像レンズは主に副走査方向にパワーを持つアナモフィック非球面レンズである。７ａ〜７ｄはビームを所定の方向へ反射する折り返しミラー、９は感光ドラムに残ったトナーを清掃するクリーナー、１０は走査光学装置の各部品を格納する光学箱である。
【００１６】
本実施例の光学配置はポリゴンミラー４を中心に、走査領域Ａ１とＡ２で左右非対称な配置構成をとっている。
【００１７】
本発明の実施例は、いわゆる斜入射走査光学系である。斜入射光学系とは図３に示すよう副走査断面（紙面に対して平行な面）内で、偏向器（ポリゴンミラー）４の回転軸に垂直な面（以後主断面とよぶ）に対し斜めに光束を入射させる光学系である。このように斜め入射させる事で、レーザ光はポリゴンミラーを出射した後方で上下の各光路を分離可能となる。
【００１８】
本実施例の走査光学系の作用は以下のようになる。
【００１９】
光源部と入射結像系からなる入射部（不図示）を副走査断面内に上下に並べ、ポリゴンミラー４の偏向反射面上に主断面に対して所望の角度±θで入射させ、主断面に対して対称となっている。それぞれの光束はほぼ偏向反射面上で焦線を結ぶように入射結像系を構成している。
【００２０】
偏向反射面に入射した光束はそれぞれ主断面に対して角度をもって反射され、偏向走査される。その後、二つの光束は共通の第１結像手段である第一結像レンズ５に入射する。第１結像レンズ５を出射した各光束は、第１反射ミラー７ａにより各光路に分離される。第１反射ミラー７ａによって反射された光束Ｌ２は第２結像レンズ６を通過後、第２反射ミラー７ｂによって反射し、自身の光路と交差している。さらに第１、第２の反射ミラーで折り返されることで別の光束の光路Ｌ１とも１回交差して感光ドラム１に達する。
【００２１】
主に主走査方向にパワーを有するアナモフィックの第一結像レンズ５は、レンズ面形状は既知の関数表現で示すことができる非球面形状である。副走査方向に対してはノンパワーもしくは略ノンパワーであり、例えば両面が副走査方向にフラットな主走査シリンダー形状である。入射した光束に対し主に主走査方向の結像及びｆθ特性を担当するものである。
【００２２】
一方の第２結像レンズ６は主に副走査方向にパワーを持つアナモフィックレンズである。こちらもやはり、主走査方向の形状はパワーを有するアナモフィック非球面レンズであり、レンズ面形状は既知の関数表現で示すことができる非球面形状である。主走査方向に対しては略ノンパワーである。入射した光束に対し主に副走査方向の結像及び主走査方向の若干の歪曲収差を補正している。第１＆第２結像手段による副走査方向の結像関係は、偏向反射面と被走査面が略共役関係となる所謂倒れ補正系となっている。
【００２３】
第１結像レンズはＬ１，Ｌ２で共用され、第２結像レンズはＬ１，Ｌ２にそれぞれ別々設けられている。
【００２４】
Ｌ２の光路では、第１反射ミラー７ａは、図１で被走査面である感光ドラム１に向かう光路より右、すなわち、ポリゴンミラー４とは反対の方向に設けられている。さらに第１反射ミラー７ａは図１の上下方向において、ポリゴンミラーよりも被走査面（感光ドラム１）側に設けられている。この第１反射ミラー７ａにより光束Ｅ２は感光ドラムから離れる方向かつ、ポリゴンミラーに近付く方向に反射される。
【００２５】
さらに第２反射ミラー７ｂは図１のようにポリゴンミラーと第１反射ミラー７ａの間に設けられ、入射した光束を感光ドラム１に向けて反射する構成になっている。この構成により、光路を空間的にオーバーラップして利用できたり、またミラーの使用枚数を減らして、コンパクトな装置構成が可能になる。
【００２６】
更に第１反射ミラー７ａと第２反射ミラー７ｂの間には第２結像レンズ６が設けられている。こうすることで、第１反射ミラー７ａと第２反射ミラー７ｂの間に生じた空間を有効に使いコンパクトにまとめる事ができる。
【００２７】
Ｌ１の光路は、第１結像レンズ５を出射した各光束の片方が、第１反射ミラー７ａの脇を通過し、第１反射ミラー７ａで反射されたＬ２と光路分離される。第１反射ミラー７ａの脇を通過した光束Ｌ１は第２結像レンズ６を通過後、第３の反射ミラー７ｃによって反射し感光ドラム１に達する。
【００２８】
図１のように領域Ａ１側においては副断面において下方の光束側を折り返しミラーを用いて上方の光束から分離しよりポリゴン側の感光体ドラムに導光し、上方側の光束を外側の感光ドラムに折り返しミラーを用いて導光している。これに対し領域Ａ２側においては逆に副断面において上方の光束に対し折り返しミラーを配置し、下方の光束と分離し、ポリゴン側の感光体ドラムに導光し、下方の光束を外側の感光体ドラムに導光している。
【００２９】
本実施例においては図３のように走査光学装置を所定角度傾斜させ配置する場合にはＡ１側が画像形成装置中では当接面となるためこのように光束を取り回すことによって画像形成装置内にける設置面に平行な方向に光走査装置を収納する光学箱の当接部位にスペースができ、この部位を光走査装置の画像形成装置内での取り付け角に合わせて削ることが可能となるため結果として画像形成装置の外形の小型化を図ることができる。本実施例においては領域Ａ１側のみに本発明を適用したが領域Ａ２側も同様の構成をとることも可能である。しかしながら、実際の配置を考えた場合においては本実施例における領域Ａ１側のような配置構成の場合には通常の折り返しミラーを使用した場合には領域Ａ２側に対して光線分離のための公差が厳しくなるために副走査断面での斜入射角を大きく取る必要がある。副走査断面における斜入射角が大きくなると良好な結像性能を得ることが困難となるばかりか、斜入射系であるがゆえにその特性としてポリゴンミラーの加工誤差によりポリゴンの回転中心から各偏向面までの距離がことなること（以後、面偏心と称す）により走査線間隔が走査線ごとに変動し画像の劣化の原因となるピッチムラが大きくなってしまう。そこで、本実施例においては斜入射角を大きくすることなく構成するために図１のように斜面取りミラーを使用している。
【００３０】
本実施例においては副走査斜入射の系について述べたが、偏向面内入射の系においても本発明は有効である。
【００３１】
また、本実施例においては結像光学系は２枚系で構成されているが、２枚系に限定されるものではなく、単玉あるいは３枚系であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の走査光学装置を説明する図
【図２】本発明の走査光学装置の一部拡大図
【図３】本発明の画像形成装置を説明する図
【図４】従来例の画像形成装置を説明する図
【図５】従来例の画像形成装置を説明する図
【符号の説明】
【００３３】
１  感光体ドラム
４  ポリゴンミラー
５  トーリックレンズ
６  長尺トーリックレンズ
７ａ〜７ｄ  折り返しミラー（光路分離手段）
８ａ〜８ｄ  折り返しミラー（光路分離手段）
９  クリーナー
１０  光学箱
２１  走査光学装置
２２  現像機
２３  転写ベルト
２４  給紙カセット
２６  排紙トレイ
２８  手差しトレイ
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４  走査光束
【図１】
2005091966.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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