(57)【要約】【課題】偏向反射面にレーザ光を２度入射するための反射手段を備えた光学走査装置において、容易に且つ精度よくレーザ光を導くこと。【解決手段】  回転軸を中心に回転又は回動する偏向反射面を有する偏向手段と、該偏向反射面に面して配置される２つの反射面を有する反射手段を備え、該偏向反射面で反射されたレーザ光を該偏向反射面と該反射手段との間で一度往復させて被走査面に該レーザ光を導く光学走査装置において、反射手段20は、一体的な金属部材にて構成され、２つの反射面22、23は、所定の角度で向き合う２面を鏡面加工することにより構成されていることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を中心に回転又は回動する偏向反射面を有する偏向手段と、前記偏向反射面に面して配置される２つの反射面を有する反射手段を備え、前記偏向反射面で反射されたレーザ光を前記偏向反射面と前記反射手段との間で一度往復させて被走査面に前記レーザ光を導く光学走査装置において、
前記反射手段は、一体的な金属部材にて構成され、
前記２つの反射面は、所定の角度で向き合う２面を鏡面加工することにより構成されていることを特徴とする光学走査装置。
【請求項２】
前記２つの反射面を有する反射手段は、前記２つの反射面の間にレーザ光の透過孔を備えたことを特徴とする請求項１記載の光学走査装置。
【請求項３】
回転軸を中心に回転又は回動する偏向反射面を有する偏向手段と、前記偏向反射面に面して配置される２つの反射面を有する反射手段を備え、前記偏向反射面で反射されたレーザ光を前記偏向反射面と前記反射手段の間で一度往復させて被走査面に前記レーザ光を導く光学走査装置において、
前記反射手段の前記２つの反射面は、第一平面鏡と第二平面鏡であり、
前記第一平面鏡と前記第二平面鏡との間に、所定の角度を有する角度ゲージ部材を組み付けて構成されることを特徴とする光学走査装置。
【請求項４】
回転軸を中心に回転又は回動する偏向反射面を有する偏向手段と、前記偏向反射面に面して配置される２つの反射面を有する反射手段を備え、前記偏向反射面で反射されたレーザ光を前記偏向反射面と前記反射手段の間で一度往復させて被走査面に前記レーザ光を導く光学走査装置において、
前記反射手段は、所定の角度で前記２つの反射面が形成されたプリズムであって、前記２つの反射面の間に前記レーザ光が透過可能な透過面が設けられていることを特徴とする光学走査装置。
【請求項５】
前記プリズムは、前記２つの反射面が互いに直交して配置された台形形状のプリズムであることを特徴とする請求項４に記載の光学走査装置。
【請求項６】
像担持体と、前記像担持体にレーザ光を露光することで静電潜像を形成するための光学走査装置と、を有する画像形成装置において、
前記光学走査装置は、請求項１乃至５のいずれかに記載の光学走査装置であ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、レーザ光を走査する回転多面鏡やガルバノミラーなどの偏向手段を有する光学走査装置、及びこれを利用してレーザ光を像担持体上に走査して画像形成するレーザビームプリンタなどの画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置において、レーザ光を高速で偏向および走査する光学走査装置が使用されている。光学走査装置における回転多面鏡などの偏向手段のレーザ光反射面の倒れを補正する手段やレーザ光の偏向角度を増やす手段として、回転多面鏡の反射面でレーザ光を２度反射する、次のような光学走査装置が提案されている。
【０００３】
まず、回転多面鏡に対向して直角プリズムを設け、１度回転多面鏡にて反射したレーザ光を直角プリズムに入射させ、再度回転多面鏡に入射する。これによって、レーザ光反射面の傾きによるレーザ光の位置ずれを補正するものである（特許文献１参照）。
【０００４】
また、回転多面鏡によって１度反射したレーザ光を２枚の平面鏡にて順に反射させて回転多面鏡に再度入射し、回転多面鏡によって偏向されたレーザ光を２枚の平面鏡の間を通して走査面に導くものである。これにより、走査線の歪みの補正や反射面の出入りによって生じる走査線ピッチずれの補正なども行うことができる（特許文献２及び特許文献３参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平２−１１１９１３
【特許文献２】特開昭６１−７８１８
【特許文献３】特開２００２−３６５５８２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のように、直角プリズムを用いて２度の反射を行う構成においては、次の問題がある。即ち、回転多面鏡に入射されたレーザ光の１度目の反射位置と、直角プリズムによって反射され２度目の偏向を行う回転多面鏡の反射位置を主走査方向もしくは副走査方向に離れた位置で行う必要がある。このため、回転多面鏡の反射面を大きくする必要があり、回転多面鏡及びこれを高速で駆動するモータが大型化し、また高価になるという問題がある。
【０００７】
また、特許文献２や特許文献３のように、２枚の平面鏡を所望の角度に精度良く取り付けるためには、精度よく設置する手段が必要である。しかしながら、前記特許文献には記載されておらず、光学走査装置内に取り付ける際にはこれら平面鏡の少なくとも一方には角度調整手段を有するなどして、所望の角度に精度良く調整する必要があり、手間と費用を要するものであった。
【０００８】
本発明の目的は、偏向反射面にレーザ光を２度入射するための反射手段を備えた光学走査装置において、容易に且つ精度よくレーザ光を導くことである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するための本発明に係る代表的な構成は、
回転軸を中心に回転又は回動する偏向反射面を有する偏向手段と、前記偏向反射面に面して配置される２つの反射面を有する反射手段を備え、
前記偏向反射面で反射されたレーザ光を前記偏向反射面と前記反射手段との間で一度往復させて被走査面に前記レーザ光を導く光学走査装置において、
前記反射手段は、一体的な金属部材にて構成され、
前記２つの反射面は、所定の角度で向き合う２面を鏡面加工することにより構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように、一体的な部材にて構成されており、同一の部材の一部を鏡面加工して２つの反射面を構成している。このため、２つの反射面は、固定する前に角度を検査すれば固定後も相対位置関係は保たれるため、相対的に大きな誤差は生じない。このため、容易且つ精度よくレーザ光を導くことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
〔第１実施形態〕
本発明の第１実施形態を図を用いて説明する。説明にあたり、画像形成装置100、光学走査装置１の概略構成を説明したのち、反射手段20の詳細説明をする。
【００１２】
（画像形成装置100）
画像形成装置100の説明を、転写材を搬送する搬送ベルトを有するカラープリンタを例示して説明する。図７は画像形成装置100の概略断面図である。
【００１３】
図７に示すように、本実施形態で使用可能な画像形成装置100は、まず、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｂ（ブラック）の各色に対応する４個の光学走査装置１（１Ｃ、１Ｍ、１Ｙ、１Ｂ）を有する。そして、像担持体としての感光体ドラム２（２Ｃ、２Ｍ、２Ｙ、２Ｂ）を有する。また、現像器３（３Ｃ、３Ｍ、３Ｙ、３Ｂ）、搬送ベルト４、搬送ベルト４を介して各感光体ドラム２に対向する位置に配設される不図示の転写手段、紙等のシートＳを積載する給送手段５を有する。また、画像形成後の画像を定着させる定着手段６、画像定着後のシートＳを排出する排出トレイ７、を有する。
【００１４】
画像形成の際には、前記帯電手段によって一様に帯電された感光体ドラム２に対して、光学走査装置１から露光が行われ、静電潜像が形成される。次に、前記静電潜像に対して現像器３からトナーが供給されて、感光体ドラム２上にトナー像が形成される。
【００１５】
一方、給送手段５上に積載されたシートＳは、給送手段５からピックアップされて搬送ベルト４上を搬送される。そして、各感光体ドラム２上の形成されたトナー像は、前記転写手段によってシートＳ上に転写される。その後、シートＳは定着手段６内に搬送され、加熱・加圧されることでトナー像がシートＳ上に定着され、永久画像になる。最後に、シートＳは、不図示の搬送手段によって装置外の排出トレイ７に排出・積載され、画像形成動作が終了する。
【００１６】
（光学走査装置１）
光学走査装置１の概略構成を説明する。図２は光学走査装置１の上面図である。
【００１７】
図２に示すように、本実施形態の光学走査装置１は、レーザ光を発射する光源装置10と、副走査方向に曲率を有するシリンドリカルレンズ13と、入射光ミラー14と、レーザ光を偏向する偏向手段としての回転多面鏡15とを有する。また、回転多面鏡15を駆動する駆動モータ16と、回転多面鏡15の反射面に対向して配置された２つの反射面を有する反射手段20と、２つの結像レンズ17、18とを有する。また、光源装置10は、半導体レーザ11やレーザ光を略平行光とするコリメータレンズ12などを有する。更にこれらの光学部材は筐体としての光学箱19に精度良く組み付けられている。
【００１８】
このような構成により、光学走査装置１は次のような動作により、レーザ光を走査光として出射する。
【００１９】
まず、光源装置10において、画像情報に応じて変調されて半導体レーザ11からレーザ光が出射し、コリメータレンズ12によりレーザ光が略平行光となる。次に、光源装置10から出射したレーザ光は、シリンドリカルレンズ13を通過し、入射光ミラー14によって反射される、回転多面鏡15方向に導かれる。
【００２０】
回転多面鏡15は駆動モータ16によって高速に回転している。回転多面鏡15の反射面上に線状に集光し、当該反射面にて偏向されたレーザ光は反射手段20に入射する。反射手段20の２つの反射面で順に反射したレーザ光は、再び回転多面鏡15の反射面に到達し、さらに幅広く偏向される。その後、レーザ光は２つの結像レンズ17、18を通過することによって感光体ドラム２上に結像し、静電潜像を形成する。
【００２１】
（反射手段20）
本実施形態の特徴部分である反射手段20について詳細に説明する。図１は第１実施形態の反射手段20の斜視図である。
【００２２】
図１に示すように、反射手段20は、アルミニウムなどのレーザ光を効率よく反射することができる平板上の金属部材により構成され、光学箱19に配置される取付部28に対して、ネジ27によって固定される。また、反射手段20には、嵌合穴25や長穴26が配設されることにより、取付部28に対して確実に、また精度良く固定される。
【００２３】
反射手段20は、その中央部分にレーザ光の主走査方向にスリット状に開口した透過孔としての開口部24がある。また、開口部24の上下の位置に互いに向き合い且つ回転多面鏡15にレーザ光を導くように配置された２つの反射面（第一反射面22、第二反射面23）が形成される。ここで、第一反射面22、23は、一体となる反射手段20において、開口部24の上下の部分に鏡面加工を施すことにより製作したものである。また、反射手段20の中央下部には、入射光ミラー14からのレーザ光を通過させるための切欠部21が形成される。
【００２４】
次に、上述のように配設された光学部材をレーザ光が通過する光路について説明する。
【００２５】
図１に示すように、まず、入射光ミラー14によって反射されたレーザ光は、反射手段20の切欠部21を通過して、入射光ミラー14よりも上方に配置されている回転多面鏡15に斜め下方から入射する。
【００２６】
次に、回転多面鏡15の反射面において偏向されたレーザ光は、反射手段20の第一反射面22、第二反射面23にて反射された後、回転多面鏡15の反射面に戻る。レーザ光は再び回転多面鏡15の反射面に入射し、２度目の偏向が行われ、反射手段20の開口部24を通過し、結像レンズ17、18へと導かれる。このように、レーザ光を２つの反射面22、23により順に反射して回転多面鏡15に戻すことによって、レーザ光を走査方向に、より広い領域に偏向することができる。
【００２７】
ここで、図３を用いて、２つの反射面の角度に相対的に誤差が生じる場合（図３（ａ）参照）と、誤差が生じない場合（図３（ｂ）参照）との違いについて説明する。尚、図３において取り付けた当初の正規の位置の反射面を、反射面22ａ、23ａで表し、角度変化後の反射面を、反射面22ｂ、23ｂで表す。
【００２８】
まず、図３（ａ）に示すように、正規の位置の反射面22ａ、23ａの位置から、外側に広がる方向に角度変化して反射面22ｂ、23ｂとなった場合、２つの反射面の角度に相対的に誤差が生じる。すると、図３（ａ）における実線で示された正規の光路と比較して、破線で示された変形後の光路が異なったものとなってしまう。このように、光路が位置ズレを起こすと、結像レンズへの入射位置が正規位置とは異なるものとなり、感光体ドラム２上での結像性能の低下や走査線の歪みが発生することもある。
【００２９】
これに対して、図３（ｂ）に示すように、第一反射面22と第二反射面23とが同じ方向にほぼ同じ角度変化をした場合、２つの反射面の角度の相対位置関係は一定に保たれ、誤差は生じない。このため、２つの変形後の反射面22ｂ、23ｂによって反射された破線で示す光路は、実線で示す正規の光路と比較して大きな位置ズレを起こさないこととなる。
【００３０】
本実施形態においては、反射手段20を一体の板状体で形成している。また、その一体の金属部材から所望の角度を有する、２つの反射面（第一反射面22、第二反射面23）を加工している。さらに、反射面22、23を加工した後、反射手段20を光学箱19に組み付ける前に、精度良く形成されているか否かを検査している。このように、あらかじめ２つの反射面を所定の角度で精度良く加工したものを光学走査装置内に組み付けることで調整手段が不要となる。
【００３１】
このように反射手段20は、十分に検査された後に光学箱19の取付部28に組みつけられ、且つ、反射手段20に嵌合穴25や長穴26が配設されることにより、取付部28に対して確実に、また精度良く固定される。このため、反射面22、23は、互いに所望の角度を有する状態で組みつけられる。そして、反射手段20が一体的な板状体で形成されているため、第一反射面22と第二反射面23との相対位置関係は、組み付け固定後も保たれる。このため、反射されるレーザ光間に相対的に大きな誤差は生じない。
【００３２】
このように、２つの反射面の間の開口部24からレーザ光を出射することができるので回転多面鏡15を大きくする必要がない。また、互いに向き合う２つの反射面の角度が精度よく加工された反射面22、23を有することにより、反射面の角度を調整する手段を必要としない。このため、調整する手段を配設するためのスペースが必要でなくなる。これにより、反射手段20を小型化することができる。また、反射手段20を回転多面鏡15により近づけることも可能であり、そのようにすることで、光学走査装置１自体を小型化することも可能である。
【００３３】
また、反射手段20を回転多面鏡15に対して近接させて配設し、次のような構成とすることもできる。その構成を図４を用いて説明する。図４は反射手段20を回転多面鏡15に近接した状態を示す説明図である。
【００３４】
図４に示すように、反射手段20を回転多面鏡15に近接して配置すると、回転多面鏡15に入射するレーザ光及び回転多面鏡15から出射するレーザ光を、共に開口部24から通過させることが可能となる。
【００３５】
このような構成において、通常、回転多面鏡15の反射面15ａで反射したレーザ光は実線で示す経路を辿って開口部24から出射する。ここで、反射面15ａの位置が、偏心により15ｂの位置に変化した場合、反射面15ｂで反射したレーザ光は破線の経路を辿り、実線の経路とは異なった経路を辿る。しかしながら、反射面15ｂで２度目の反射をした後は、実線で示す出射経路と重なって開口部24より出射することとなる。
【００３６】
このように、反射手段20と回転多面鏡15を近接して配置することで、回転多面鏡15や反射手段20を大きくすることなく、２つの反射面22、23の間の開口部24からレーザ光を入射および出射させることができる。このため、小型化ができると共に、回転多面鏡15の偏心によるレーザ光の位置ずれを補正することができる。また、切欠部21が必要でなくなり、製作の手間も省くことができる。
【００３７】
〔第２実施形態〕
図を用いて本発明の第２実施形態を説明する。前述した実施形態と同様の構成については同符号を付し、説明を省略する。
【００３８】
（反射手段50）
本実施形態の特徴部分である反射手段50について詳細に説明する。図５は第２実施形態の反射手段50の斜視図である。
【００３９】
反射手段50は、光学箱19に固定され平面鏡を取り付けるための２つの取付部54と、取付部54の傾斜部に上方から組みつけられる平面鏡53とを有する。また、角度ゲージ部材51を介して組みつけられる平面鏡52と、平面鏡52を上部から取付部54に対して押圧する板バネ55とを有する。角度ゲージ部材51は、ガラス、セラミック、高剛性の金属部材など変形の小さい部材を所望の角度に精度良く加工したもので、第一平面鏡52と第二平面鏡53とに当接するように固定され、平面鏡52と平面鏡53の相対角度を保証するものである。これにより、角度ゲージ部材51、第一平面鏡52及び第二平面鏡53は、一体的に構成される。
【００４０】
反射手段50を製造する際には、まず、光学箱に形成されている２つの反射手段の取り付部54に１つめの平面鏡53を上方から組み付ける。その上に角度ゲージ部材51を平面鏡52、53の両端各々に取り付ける。その後、２つめの平面鏡52を乗せて、上から押圧する板バネ55を組み付ける。これにより、光学箱19内に平面鏡の角度調整を必要としない反射手段を精度良く形成することができる。
【００４１】
以上のような構成により、レーザ光は次のような光路を辿る。
【００４２】
反射手段50の下方から入射するレーザ光は、ガルバノミラーなど回転軸を中心に回動する反射鏡61を有する偏向器60によって偏向され、平面鏡52と平面鏡53で順に反射されて再び反射鏡61によって偏向される。
【００４３】
本実施形態においては、角度ゲージ部材51を介して２つの平面鏡52、53を固定配設した。これにより、レーザ光の光路上の２つの反射面を相対角度を精度良く組み付けることができる。即ち、２つの反射面の相対位置関係を一定に保つことができる。このため、感光体ドラム２上でのレーザ光の結像性能を高く保つことができ、走査線の歪みを抑制することができる。また、平面鏡52、53の角度を調整する手段を省くことができ、簡素化された構成となる。
【００４４】
また、本実施形態では、偏向手段としてガルバノミラーやシリコン基板上に形成される小型の光走査モジュールを使用した。これらの偏向手段は回動可能な角度が限られている。このため、本実施形態の反射手段50と組み合わせることにより、レーザ光の偏向角度を広くすることができる。
【００４５】
〔第３実施形態〕
図を用いて本発明の第３実施形態を説明する。前述した実施形態と同様の構成については同符号を付し、説明を省略する。
【００４６】
（反射手段70）
本実施形態の特徴部分である反射手段70について詳細に説明する。図６は第３実施形態の反射手段70の側面図である。図面においては回転多面鏡15の反射面15ａで反射したレーザ光を実線で示し、反射面15ａと異なる角度（倒れ）を有する反射面15ｂで反射したレーザ光を破線にて示す。
【００４７】
反射手段70は、直交する反射面72、73と、回転多面鏡15にて走査されるレーザ光が出射する透過面74を有する台形プリズムである。反射手段70は不図示の取付手段により光学箱19に対して固定されている。
【００４８】
このような構成により、反射手段70の下方より回転多面鏡15に入射したレーザ光は、直交する反射面73、72の順で反射し、それぞれ回転多面鏡15で２度目の偏向が行なわれる。このとき、２つの反射面の相対位置関係は一定に保たれている。このような経路で反射したそれぞれのレーザ光は平行であって、反射手段70の透過面74から出射して結像レンズ17、18を透過する。このとき２つのレーザ光は平行であるため、結像レンズ17、18によって感光体ドラム２上で同一の線上に結像する。
【００４９】
このように回転多面鏡15と、直交する２つの反射面72、73を組み合わせることで、反射面の倒れによる走査線の位置ずれを補正することができる。
【００５０】
本実施形態の反射手段70である台形プリズムの反射面72、73には、アルミニウム膜などの高反射コーティングを施し、レーザ光が透過する透過面71、74には、減反射コーティングを施す。これにより、平面鏡を用いた時と同じように、効率良くレーザ光を感光体ドラム２に照射することができる。
【００５１】
更に、反射手段70が直交する２つの反射面72、73を有する台形形状のプリズムであることにより、回転多面鏡15の面倒れを補正することが可能である。また、２つの反射面72、73の間からレーザ光を透過することで、反射手段70をコンパクトに構成することができる。
【００５２】
〔他の実施形態〕
前述した実施形態においては、画像形成装置を、４つの像担持体を有するフルカラー画像形成装置としたが、これに限るものではない。即ち、単数の像担持体を配するモノカラー画像形成装置としてもよく、４つ以外の複数の像担持体を有する構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】第１実施形態の反射手段20の斜視図。
【図２】光学走査装置１の上面図。
【図３】反射面の角度変化が光路へ及ぼす影響を示す説明図。
【図４】反射手段20を回転多面鏡15に近接した状態を示す説明図。
【図５】第２実施形態の反射手段50の斜視図。
【図６】第３実施形態の反射手段70の側面図。
【図７】画像形成装置100の概略断面図。
【符号の説明】
【００５４】
Ｓ…シート、１…光学走査装置、２…感光体ドラム（像担持体、被走査面）、10…光源装置、15…回転多面鏡（偏向手段）、17…結像レンズ、18…結像レンズ、19…光学箱、20…反射手段、21…切欠部、22…第一反射面、23…第二反射面、24…開口部、25…嵌合穴、26…長穴、27…ネジ、28…取付部、50…反射手段、51…角度ゲージ部材、52…第一平面鏡、53…第二平面鏡、54…取付部、55…板バネ、60…偏向器、61…反射鏡、70…反射手段、71…透過面、72…反射面、73…反射面、74…透過面、100…画像形成装置
【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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