(57)【要約】【課題】  タンデム方式において作像ユニットとの間に形成される無駄なスペースを解消して画像形成装置の小型化を達成できるレーザ走査光学装置を得る。【解決手段】  単一のポリゴンミラー５で偏向された複数のビームＢＹ，ＢＭ，ＢＣ，ＢＫを、走査光学系２０を介して各感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ上に露光するレーザ走査光学装置。走査光学系は全てのビームが透過する第１走査レンズ２１と、各ビームに対応した個別の第２走査レンズ２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋと、光路を折り返す平面ミラーとで構成されている。各第２走査レンズと感光体ドラムとの距離は、Ｌｙ＝Ｌｍ＝Ｌｃ＜Ｌｋの関係に設定されている。【選択図】  図２
2007148044.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単一の偏向器で偏向された複数のビームを、走査光学系を介してそれぞれ異なる被走査面上に露光するレーザ走査光学装置において、
前記走査光学系は、前記複数のビームに対応した少なくとも１面が平面でない個別光学素子を前記走査光学系の終端部に備え、
前記個別光学素子のうち少なくとも一つは被走査面からの距離が他の個別光学素子の被走査面からの距離とは異なること、
を特徴とするレーザ走査光学装置。
【請求項２】
前記個別光学素子が副走査方向に主にパワーを有することを特徴とする請求項１に記載のレーザ走査光学装置。
【請求項３】
前記個別光学素子のうち被走査面からの距離の異なる個別光学素子以外の他の個別光学素子は被走査面からの距離がそれぞれ等しいことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のレーザ走査光学装置。
【請求項４】
前記個別光学素子の被走査面からの距離がそれぞれ異なることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のレーザ走査光学装置。
【請求項５】
前記個別光学素子の被走査面からの距離が被走査面の配列方向に対して順に増加又は順に減少していることを特徴とする請求項４に記載のレーザ走査光学装置。
【請求項６】
前記走査光学系を保持する筐体の画像形成装置本体に対する取付け座面が、複数の被走査面の軸を含む平面に対して傾斜してい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レーザ走査光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ走査光学装置、特に、電子写真方式の複写機やプリンタなどカラー画像形成用の画像形成装置に搭載されるレーザ走査光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、複写機やプリンタなどの電子写真方式によるフルカラー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ドラムを並置し、各感光体ドラム上に形成された各色の画像を中間転写体に転写して合成するタンデム方式が主流になっている。
【０００３】
この種のタンデム方式の画像形成装置に搭載されるレーザ走査光学装置として、従来、特許文献１，２には、四つのビームを単一のポリゴンミラーの１面に集光して同時に偏向する、いわゆる片側偏向方式を採用し、走査光学系を四つの光路に共通の共通走査レンズと各光路ごとに異なった個別走査レンズとで構成し、各個別走査レンズから各感光体ドラムまでの距離をそれぞれ等しく設定した構成が開示されている。
【０００４】
また、特許文献３には、走査光学系の副走査倍率がそれぞれの光路で異なり、かつ、最終光学素子（感光体ドラムに最も近い光学素子）を平板ミラーとした構成が開示されている。
【０００５】
特許文献１，２に記載のレーザ走査光学装置の概略構成を図６に示す。この装置１００はポリゴンミラー１０１で偏向されたレーザビームを共通の走査レンズ１０２を透過させ、平面ミラー１０４Ｙ，１０４Ｍ，１０５Ｍ，１０４Ｃ，１０５Ｃ，１０４Ｋ，１０５Ｋで折り返すとともに、個別の走査レンズ１０３Ｙ，１０３Ｍ，１０３Ｃ，１０３Ｋを透過させて感光体ドラム１１０Ｙ，１１０Ｍ，１１０Ｃ，１１０Ｋのそれぞれを露光している。
【０００６】
ところで、タンデム方式は、モノクロプリントモードでの使用も多いために、ブラック画像を形成する作像ユニットのトナーホッパ１１１Ｋは他の作像ユニットのトナーホッパ１１１Ｙ，１１１Ｍ，１１１Ｃよりも大型化され、図示しないが廃トナーボトルも大型化されている。
【０００７】
しかしながら、図６に示したレーザ走査光学装置１００では、走査光学系の終端部に配置された個別走査レンズ１０３Ｙ，１０３Ｍ，１０３Ｃ，１０３Ｋから各感光体ドラム１１０Ｙ，１１０Ｍ，１１０Ｃ，１１０Ｋまでの距離を全て等しく設定することを前提としている。それゆえ、ブラック画像形成用の作像ユニットを大型化すると、作像ユニットとレーザ走査光学装置１００との間にデッドスペースＤが発生し、結果的に画像形成装置本体が大型化してしまうという問題点を有していた。
【０００８】
また、特許文献３に記載のように、走査光学系の終端部に光学的にパワーを持たない平板ミラーを配置すると、必然的に走査光学系の副走査方向の倍率が大きくなるために、共通の走査レンズの副走査方向の幅が大きくなり、コストアップにつながったり、光路を分離するうえでの障害が大きくなるといった問題点を有していた。なお、この点に関しては図５を参照して後に詳述する。
【特許文献１】特開２００３−５１１３号公報
【特許文献２】特開２００４−２２６４９７号公報
【特許文献３】特開２０００−１８０７４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明の目的は、タンデム方式において作像ユニットとの間に形成される無駄なスペースを解消して画像形成装置の小型化を達成できるレーザ走査光学装置を提供することにある。さらに、前記目的に加えて、カラー画像の再現性の良好なレーザ走査光学装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以上の目的を達成するため、本発明は、単一の偏向器で偏向された複数のビームを、走査光学系を介してそれぞれ異なる被走査面上に露光するレーザ走査光学装置において、前記走査光学系は、複数のビームに対応した少なくとも１面が平面でない個別光学素子を走査光学系の終端部に備え、個別光学素子のうち少なくとも一つは被走査面からの距離が他の個別光学素子の被走査面からの距離とは異なること、を特徴とする。
【００１１】
本発明に係るレーザ走査光学装置においては、走査光学系の終端部に配置した少なくとも１面が平面でない個別光学素子のうち少なくとも一つは被走査面からの距離が他の個別光学素子の被走査面からの距離とは異なるため、個別光学素子の配置の自由度が大きくなり、作像ユニットとレーザ走査光学装置との間に生じるデッドスペースを解消することができ、画像形成装置の小型化に寄与することになる。
【００１２】
本発明に係るレーザ走査光学装置においては、個別光学素子が副走査方向に主にパワーを有することが好ましい。走査光学系の副走査方向の倍率を低くすることができ、これにて、複数のレーザビームに共通の光学素子の副走査方向の幅を短くすることができ、コストダウンを図ることができ、光路の分離が容易になる。
【００１３】
本発明に係るレーザ走査光学装置において、個別光学素子のうち被走査面からの距離の異なる個別光学素子以外の他の個別光学素子は被走査面からの距離がそれぞれ等しく配置してもよく、あるいは、個別光学素子の被走査面からの距離がそれぞれ異なるように配置してもよい。後者の場合、個別光学素子の被走査面からの距離が被走査面の配列方向に対して順に増加するように配置してもよく、また、順に減少するように配置してもよい。
【００１４】
さらに、走査光学系を保持する筐体の画像形成装置本体に対する取付け座面が、複数の被走査面の軸を含む平面に対して傾斜していてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係るレーザ走査光学装置の実施例について、添付図面を参照して説明する。
【００１６】
（第１実施例、図１及び図２参照）
本発明の第１実施例であるレーザ走査光学装置１Ａは、図１及び図２に示すように、電子写真法によるタンデム方式の画像形成装置の画像露光用として構成され、並置された四つの作像ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの各感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋに対してレーザビームＢＹ，ＢＭ，ＢＣ，ＢＫを走査する。なお、レーザビームの走査によって各感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ上に形成された画像（静電潜像）は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーによって現像され、図示しない中間転写体上に１次転写／合成され、さらに転写材上に２次転写される。この種のタンデム方式による画像形成プロセスは周知であり、その説明は省略する。
【００１７】
レーザ走査光学装置１Ａは、図示しない四つのレーザダイオードを含む光源ユニットと、単一のポリゴンミラー５と、該ポリゴンミラー５から各感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋまでの光路を形成する走査光学系２０とで構成されている。走査光学系２０は、四つの光路に共通な走査レンズ（以下、第１レンズ２１と記す）と、平面ミラー２３Ｙ，２３Ｍ，２４Ｍ，２３Ｃ，２４Ｃ，２３Ｋ，２４Ｋと、走査光学系２０の終端部に位置して四つの光路に個別に配置された個別走査レンズ（以下、第２レンズ２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋと記す）とで構成されている。
【００１８】
光源ユニットからはポリゴンミラー５に対して副走査方向Ｚに所定の角度を有するレーザビームが放射され、該レーザビームはポリゴンミラー５の回転に基づいて主走査方向Ｙに等角速度で偏向される。図１及び図２において、ＢＹ，ＢＭ，ＢＣ，ＢＫはポリゴンミラー５で偏向されたビームを示し、走査光学系２０の光軸を符号Ｐで示す。第１及び第２レンズ２１，２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋは、各ビームにｆθ特性を与えるとともに収差を補正する機能を有している。
【００１９】
各レーザビームＢＹ，ＢＭ，ＢＣ，ＢＫは第１レンズ２１を透過した後、ビームＢＹは平面ミラー２３Ｙで反射され、第２レンズ２２Ｙを透過して感光体ドラム１１Ｙを露光する。ビームＢＭは平面ミラー２３Ｍ，２４Ｍで反射され、第２レンズ２２Ｍを透過して感光体ドラム１１Ｍを露光する。ビームＢＣは平面ミラー２３Ｃ，２４Ｃで反射され、第２レンズ２２Ｃを透過して感光体ドラム１１Ｃを露光する。ビームＢＫは平面ミラー２３Ｋ，２４Ｋで反射され、第２レンズ２２Ｋを透過して感光体ドラム１１Ｋを露光する。
【００２０】
ここで、ブラック画像を形成する作像ユニット１０Ｋは、モノクロモードの頻度が多いことから、カラー画像を形成する作像ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃに比べて、トナーホッパ１２Ｋなどが大容量とされて大型化している。そこで、本第１実施例では、第２レンズ２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃは感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃからの距離Ｌｙ，Ｌｍ，Ｌｃを等しくし、第２レンズ２２Ｋは感光体ドラム１１Ｋからの距離Ｌｋを大きく配置した（Ｌｋ＞Ｌｙ＝Ｌｍ，Ｌｃ）。
【００２１】
第２レンズ２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋをこのような関係に配置することにより、筐体３０の形状を工夫することで、図１に示すように、図６に示した従来のデッドスペースＤに代わるスペースＳが生じることになる。このスペースＳは従来のデッドスペースＤに比べて筐体３０の上部、即ち、画像形成装置本体の上部に位置するため、例えば、本体の上部に配置される画像形成済み転写材の排出トレイのスペースとして利用することができてデッドスペースとはならず、画像形成装置の小型化に寄与する。また、筐体３０には防塵用のウインドウガラス３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋ（図２参照）が設けられている。但し、このウインドウガラスは必ずしも設ける必要はない。
【００２２】
（第２実施例、図３及び図４参照）
本発明の第２実施例であるレーザ走査光学装置１Ｂは、図３及び図４に示すように、第２レンズ２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋを感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋからの距離Ｌｙ，Ｌｍ，Ｌｃ，Ｌｋがそれぞれ異なるように配置したものであり、Ｌｙ＜Ｌｍ＜Ｌｃ＜Ｌｋの関係にある。他の構成は前記第１実施例と同様であり、同じ部品には同じ符号を付し、重複した説明は省略する。
【００２３】
さらに、本第２実施例では、図４に示すように、各光学素子を保持する筐体３５の底部を第２レンズ２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋの配置高さに沿った傾斜状態とし、台板３６が設けられている。この台板３６を取付け座面として画像形成装置本体のフレーム（図示せず）に固定する。また、台板３６には各ビームＢＹ，ＢＭ，ＢＣ，ＢＫが透過する防塵用ウインドウガラス３７Ｙ，３７Ｍ，３７Ｃ，３７Ｋが設置されている。
【００２４】
本第２実施例では、各第２レンズ２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋの対応する感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋからの距離を感光体ドラムの配列方向に対して順に増加するようにしたため、各レーザビームＢＹ，ＢＭ，ＢＣ，ＢＫの収差ずれ（色ずれ）が目立たなくなる。
【００２５】
また、台板３６が段差のない傾斜平面であるため、装置本体内部での気流がスムーズに流れることになり、飛散トナー、紙粉による汚れを軽減できる。なお、図３では、Ｌｙ＜Ｌｍ＜Ｌｃ＜Ｌｋの関係にある例を図示したが、Ｌｙ＞Ｌｍ＞Ｌｃ＞Ｌｋの関係に設定してもよい。また、距離Ｌｙ，Ｌｍ，Ｌｃ，Ｌｋがランダムに異なるように設定することも可能である。
【００２６】
（第２レンズのパワー、図５参照）
前記第１及び第２実施例において、第２レンズは出射面（走査光学系としては第４面）副走査方向にパワーを有するものが使用されている。図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、走査光学系において第１レンズ２１の光軸Ｐからの幅寸法Ｌを副走査方向Ｚの倍率から検討すると、倍率の絶対値が小さい場合（図５（Ａ）参照）のほうが大きい場合（図５（Ｂ）参照）よりも、偏向角がα１＜α２、ｕ１＜ｕ２の関係になるため、幅寸法もＬ１＜Ｌ２になる。
【００２７】
第２レンズに副走査方向のパワーを持たせると、走査光学系の副走査方向Ｚの倍率を低くすることができ、第１レンズ２１の幅寸法をＬ２からＬ１へと小さくすることができ、第１レンズ２１が安価に製作でき、かつ、光路の分離が容易になる。なお、第２レンズは入射面（走査光学系としては第３面）に副走査方向にパワーを有していてもよい。
【００２８】
（走査光学系の構成データ）
次に、前記第１及び第２実施例での走査光学系の構成データを示す。なお、各構成データのうち自由曲面は式（１）に示す自由曲面式にて算出される。
【００２９】
【数１】
2007148044.tif 000003
【００３０】
第１実施例に関して以下の表１〜表４にその構成データを示し、表５〜表８に各光路における第１及び第２レンズの自由曲面係数データを示す。
【００３１】
【表１】
2007148044.tif 000004
【００３２】
【表２】
2007148044.tif 000005
【００３３】
【表３】
2007148044.tif 000006
【００３４】
【表４】
2007148044.tif 000007
【００３５】
【表５】
2007148044.tif 000008
【００３６】
【表６】
2007148044.tif 000009
【００３７】
【表７】
2007148044.tif 000010
【００３８】
【表８】
2007148044.tif 000011
【００３９】
また、第２実施例に関して以下の表９〜表１２にその構成データを示し、表１３〜表１６に各光路における第１及び第２レンズの自由曲面係数データを示す。
【００４０】
【表９】
2007148044.tif 000012
【００４１】
【表１０】
2007148044.tif 000013
【００４２】
【表１１】
2007148044.tif 000014
【００４３】
【表１２】
2007148044.tif 000015
【００４４】
【表１３】
2007148044.tif 000016
【００４５】
【表１４】
2007148044.tif 000017
【００４６】
【表１５】
2007148044.tif 000018
【００４７】
【表１６】
2007148044.tif 000019
【００４８】
さらに、Ｌｙ＜Ｌｍ＜Ｌｃ＜Ｌｋの関係にある走査光学系に関して以下の表１７〜表２０にその構成データを示し、表２１〜表２４に各光路における第１及び第２レンズの自由曲面係数データを示す。
【００４９】
【表１７】
2007148044.tif 000020
【００５０】
【表１８】
2007148044.tif 000021
【００５１】
【表１９】
2007148044.tif 000022
【００５２】
【表２０】
2007148044.tif 000023
【００５３】
【表２１】
2007148044.tif 000024
【００５４】
【表２２】
2007148044.tif 000025
【００５５】
【表２３】
2007148044.tif 000026
【００５６】
【表２４】
2007148044.tif 000027
【００５７】
（他の実施例）
なお、本発明に係るレーザ走査光学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。
【００５８】
例えば、走査光学系を構成する第１レンズ及び第２レンズはそれぞれ複数のレンズで構成されていてもよい。特に、１面が平面でない個別光学素子はレンズに限定するものではない。また、各光路を折り返す平面ミラーの配置、構成は任意であり、各実施例に示した構成に限定するものではない。さらに、作像ユニットの配置順序は任意であり、各実施例に示したように黒色画像形成用の作像ユニットが左端に位置する必要はない。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第１実施例を示す概略構成図である。
【図２】前記第１実施例の走査光学系を示す構成図である。
【図３】本発明の第２実施例の走査光学系を示す概略構成図である。
【図４】前記第２実施例の筐体を示す断面図である。
【図５】副走査方向の倍率と第１レンズの幅寸法との関係を示す説明図である。
【図６】従来のレーザ走査光学装置の一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００６０】
１Ａ，１Ｂ…レーザ走査光学装置
５…ポリゴンミラー
１０…作像ユニット
１１…感光体ドラム
２０…走査光学系
２１…第１レンズ（共通走査レンズ）
２２…第２レンズ（個別走査レンズ）
ＢＹ，ＢＭ，ＢＣ，ＢＫ…レーザビーム
【図１】
2007148044.tif 000028
【図２】
2007148044.tif 000029
【図３】
2007148044.tif 000030
【図４】
2007148044.tif 000031
【図５】
2007148044.tif 000032
【図６】
2007148044.tif 000033