(57)【要約】【課題】大型化を招くことなく、複数の被走査面を複数の光束で走査する。【解決手段】制御基板３００とレーザアレイ３０１と光源駆動回路３０２と開口板とカップリングレンズと集光レンズと反射ミラーと光検出器と回動機構とをそれぞれ有する２つの光源装置（２２００ａ、２２００ｂ）を、光源装置２２００ｂが光源装置２２００ａに対して１８０度回転した姿勢で配置し、副走査対応方向に関して、光源装置２２００ａの光源３０１と光源装置２２００ｂの光源３０１との距離が、ポリゴンミラー２１０４における上段の４面鏡と下段の４面鏡との間の距離と等しくなるように配置する。これにより、２つの光源装置の占有体積を従来よりも小さくすることができる。従って、大型化を招くことなく、複数の感光体ドラムを複数の光束で走査することが可能となる。【選択図】図１２
2009217064.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光束により複数の被走査面を主走査方向に走査する光走査装置であって、
複数の発光部を有する光源と該光源を駆動する駆動回路と前記光源及び前記駆動回路が実装された回路基板とを有する第１及び第２の光源装置と；
前記第１及び第２の光源装置からの光束の光路上に配置され、主走査方向に直交する方向に積層された第１の回転多面鏡及び第２の回転多面鏡を有する偏向器と；
前記複数の被走査面に対応して設けられ、前記偏向器で偏向された光束を対応する被走査面上に集光する複数の走査光学系と；を備え、
前記第１及び第２の光源装置は、主走査方向に直交する方向に関して、前記第１の光源装置の光源と前記第２の光源装置の光源との距離が、前記第１の回転多面鏡と前記第２の回転多面鏡との距離と等しくなるように配置されていることを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記第２の光源装置は、前記第１の光源装置に対して１８０度回転した姿勢で配置されている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の光源装置では、主走査方向に直交する方向に関して、前記駆動回路は前記光源に対して第１の方向にあり、
前記第２の光源装置では、主走査方向に直交する方向に関して、前記駆動回路は前記光源に対して前記第１の方向と反対の第２の方向にあり、
前記第１の光源装置からの光束の光路上に配置され、入射光束の一部を前記第１の方向に分岐するハーフミラーを有し、入射光束を、そのまま透過する第１の光束と、主走査方向に直交する方向に関して前記第１の光束に平行な第２の光束とに分割する第１の分割光学素子と、
前記第２の光源装置からの光束の光路上に配置され、入射光束の一部を前記第２の方向に分岐するハーフミラーを有し、入射光束を、そのまま透過する第３の光束と、主走査方向に直交する方向に関して前記第３の光束に平行な第４の光束とに分割する第２の分割光学素子と、を更に備え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及び第４の光束は前記第１の回転多面鏡に向かい、前記第２及び第３の光束は前記第２の回転多面鏡に向かうことを特徴とする請求項３に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記第１の分割光学素子と前記第２の分割光学素子は、同じ光学特性を有する光学素子であり、
前記第２の分割光学素子は、前記第１の分割光学素子に対して、光軸まわりに１８０度回転した姿勢で配置されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の光走査装置。
【請求項６】
前記第１及び第２の光源装置では、主走査方向に直交する方向に関して、
前記回路基板の中心位置は、前記光源の中心と前記駆動回路の中心との間にあり、前記光源の中心よりも前記駆動回路の中心に近いことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項７】
前記第１及び第２の光源装置は、前記光源からの光束の射出方向に平行で前記光源の中心を通る軸まわりに前記回路基板を回動させる回動機構を有し、
前記回動機構は、前記回路基板の一端に固定されたアームと、該アームに押圧を加える調整部とを有し、
前記第１の光源装置のアームと前記第２の光源装置のアームは、互いに隣接していることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項８】
前記第１の光源装置の調整部と前記第２の光源装置の調整部は、一体化されていることを特徴とする請求項７に記載の光走査装置。
【請求項９】
前記第１及び第２の光源装置の光源は、いずれも面発光レーザアレイを有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項１０】
複数の像担持体と；
前記複数の像担持体に対して画像情報が含まれる光束を走査する請求項１〜９のいずれか一項に記載の光走査装置と；を備える画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光走査装置及び画像形成装置に係り、更に詳しくは、光束により複数の被走査面を走査する光走査装置及び該光走査装置を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、レーザプリンタやデジタル複写機などの画像形成装置では、印字速度の向上（高速化）及び書込密度の向上（高密度化）が望まれている。そこで、それらを達成する手段の１つとして、複数の発光部を有する光源を備えた光走査装置を用いて、１度に複数の光束により被走査面を走査することが考案された。
【０００３】
光源としては一般に半導体レーザが用いられており、従来は端面発光レーザがその主流であったが、近年、垂直共振器型の面発光レーザ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｃａｖｉｔｙ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｌａｓｅｒ  、ＶＣＳＥＬ）が登場してきた。端面発光レーザでは４発光部から８発光部程度が限界であったアレイ化に対して、面発光レーザではそれ以上のアレイ化が可能となっている。そのため、画像形成装置における高速化及び高密度化を達成するための光源として期待されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特許第３２２７２２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、面発光レーザは、その構造上、光量モニタ用の光量検出部を射出方向に設ける必要があり、光走査装置における光源装置の占有体積が大きいという不都合があった。
【０００６】
また、発光部が多くなると、面発光レーザの駆動信号を出力する出力ドライバのＩＣパッケージの大きさが、面発光レーザ素子に対して相対的に大きくなり、光源装置の大型化を招くという不都合があった。
【０００７】
さらに、発光部が多くなると、出力ドライバの発熱量が大きくなり、ＩＣパッケージ上に大型の放熱フィンを取り付ける必要があり、光源装置の更なる大型化を招くという不都合があった。
【０００８】
その結果、複数の光源装置を有する光走査装置は、画像形成装置における高速化及び高密度化に伴って、大型化する傾向にあった。
【０００９】
本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第１の目的は、大型化を招くことなく、複数の被走査面を複数の光束で走査することができる光走査装置を提供することにある。
【００１０】
また、本発明の第２の目的は、大型化を招くことなく、高品質の画像を高速で形成することができる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】
【００１１】
本発明は、第１の観点からすると、光束により複数の被走査面を主走査方向に走査する光走査装置であって、複数の発光部を有する光源と該光源を駆動する駆動回路と前記光源及び前記駆動回路が実装された回路基板とを有する第１及び第２の光源装置と；前記第１及び第２の光源装置からの光束の光路上に配置され、主走査方向に直交する方向に積層された第１の回転多面鏡及び第２の回転多面鏡を有する偏向器と；前記複数の被走査面に対応して設けられ、前記偏向器で偏向された光束を対応する被走査面上に集光する複数の走査光学系と；を備え、前記第１及び第２の光源装置は、主走査方向に直交する方向に関して、前記第１の光源装置の光源と前記第２の光源装置の光源との距離が、前記第１の回転多面鏡と前記第２の回転多面鏡との距離と等しくなるように配置されていることを特徴とする光走査装置である。
【００１２】
これによれば、第１及び第２の光源装置は、主走査方向に直交する方向に関して、第１の光源装置の光源と第２の光源装置の光源との距離が、第１の回転多面鏡と第２の回転多面鏡との距離と等しくなるように配置されているため、光源装置の占有体積を従来よりも小さくすることができる。従って、大型化を招くことなく、複数の被走査面を複数の光束で走査することが可能となる。
【００１３】
本発明は、第２の観点からすると、複数の像担持体と；前記複数の像担持体に対して画像情報が含まれる光束を走査する本発明の光走査装置と；を備える画像形成装置である。
【００１４】
これによれば、本発明の光走査装置を備えているため、結果として、大型化を招くことなく、高品質の画像を高速で形成することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図１５に基づいて説明する。図１には、本発明の一実施形態に係るカラープリンタ２０００の概略構成が示されている。
【００１６】
このカラープリンタ２０００は、４色（ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー）を重ね合わせてフルカラーの画像を形成するタンデム方式の多色カラープリンタであり、光走査装置２０１０、４個の感光体ドラム（２０３０ａ、２０３０ｂ、２０３０ｃ、２０３０ｄ）、４個のクリーニングケース（２０３１ａ、２０３１ｂ、２０３１ｃ、２０３１ｄ）、４個の帯電チャージャ（２０３２ａ、２０３２ｂ、２０３２ｃ、２０３２ｄ）、４個の現像ローラ（２０３３ａ、２０３３ｂ、２０３３ｃ、２０３３ｄ）、４個のトナーカートリッジ（２０３４ａ、２０３４ｂ、２０３４ｃ、２０３４ｄ）、転写ベルト２０４０、定着ローラ２０５０、給紙コロ２０５４、レジストローラ対２０５６、排紙ローラ２０５８、給紙トレイ２０６０、排紙トレイ２０７０、通信制御装置２０８０、及び上記各部を統括的に制御するプリンタ制御装置２０９０などを備えている。
【００１７】
感光体ドラム２０３０ａ、帯電チャージャ２０３２ａ、現像ローラ２０３３ａ、トナーカートリッジ２０３４ａ、及びクリーニングケース２０３１ａは、組として使用され、ブラックの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｋステーション」ともいう）を構成する。
【００１８】
感光体ドラム２０３０ｂ、帯電チャージャ２０３２ｂ、現像ローラ２０３３ｂ、トナーカートリッジ２０３４ｂ、及びクリーニングケース２０３１ｂは、組として使用され、シアンの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｃステーション」ともいう）を構成する。
【００１９】
感光体ドラム２０３０ｃ、帯電チャージャ２０３２ｃ、現像ローラ２０３３ｃ、トナーカートリッジ２０３４ｃ、及びクリーニングケース２０３１ｃは、組として使用され、マゼンタの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｍステーション」ともいう）を構成する。
【００２０】
感光体ドラム２０３０ｄ、帯電チャージャ２０３２ｄ、現像ローラ２０３３ｄ、トナーカートリッジ２０３４ｄ、及びクリーニングケース２０３１ｄは、組として使用され、イエローの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｙステーション」ともいう）を構成する。
【００２１】
各感光体ドラムはいずれも、その表面に感光層が形成されている。すなわち、各感光体ドラムの表面がそれぞれ被走査面である。なお、各感光体ドラムは、不図示の回転機構により、図１における面内で矢印方向に回転するものとする。また、本明細書では、ＸＹＺ３次元直交座標系において、各感光体ドラムの長手方向に沿った方向をＹ軸方向、各感光体ドラムの配列方向に沿った方向をＸ軸方向として説明する。
【００２２】
各帯電チャージャは、対応する感光体ドラムの表面をそれぞれ均一に帯電させる。
【００２３】
光走査装置２０１０は、上位装置（例えば、パソコン）からの多色の画像情報（ブラック画像情報、シアン画像情報、マゼンタ画像情報、イエロー画像情報）に基づいて、各色毎に変調された光束を、対応する帯電された感光体ドラムの表面にそれぞれ照射する。これにより、各感光体ドラムの表面では、光が照射された部分だけ電荷が消失し、画像情報に対応した潜像が各感光体ドラムの表面にそれぞれ形成される。ここで形成された潜像は、感光体ドラムの回転に伴って対応する現像ローラの方向に移動する。なお、この光走査装置２０１０の構成については後述する。
【００２４】
トナーカートリッジ２０３４ａにはブラックトナーが格納されており、該トナーは現像ローラ２０３３ａに供給される。トナーカートリッジ２０３４ｂにはシアントナーが格納されており、該トナーは現像ローラ２０３３ｂに供給される。トナーカートリッジ２０３４ｃにはマゼンタトナーが格納されており、該トナーは現像ローラ２０３３ｃに供給される。トナーカートリッジ２０３４ｄにはイエロートナーが格納されており、該トナーは現像ローラ２０３３ｄに供給される。
【００２５】
各現像ローラは、回転に伴って、対応するトナーカートリッジからのトナーが、その表面に薄く均一に塗布される。そして、各現像ローラの表面のトナーは、対応する感光体ドラムの表面に接すると、該表面における光が照射された部分にだけ移行し、そこに付着する。すなわち、各現像ローラは、対応する感光体ドラムの表面に形成された潜像にトナーを付着させて顕像化させる。ここでトナーが付着した像（トナー画像）は、感光体ドラムの回転に伴って転写ベルト２０４０の方向に移動する。
【００２６】
ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各トナー画像は、所定のタイミングで転写ベルト２０４０上に順次転写され、重ね合わされてカラー画像が形成される。
【００２７】
給紙トレイ２０６０には記録紙が格納されている。この給紙トレイ２０６０の近傍には給紙コロ２０５４が配置されており、該給紙コロ２０５４は、記録紙を給紙トレイ２０６０から１枚づつ取り出し、レジストローラ対２０５６に搬送する。該レジストローラ対２０５６は、所定のタイミングで記録紙を転写ベルト２０４０に向けて送り出す。これにより、転写ベルト２０４０上のカラー画像が記録紙に転写される。ここで転写された記録紙は、定着ローラ２０５０に送られる。
【００２８】
定着ローラ２０５０では、熱と圧力とが記録紙に加えられ、これによってトナーが記録紙上に定着される。ここで定着された記録紙は、排紙ローラ２０５８を介して排紙トレイ２０７０に送られ、排紙トレイ２０７０上に順次スタックされる。
【００２９】
各クリーニングユニットは、対応する感光体ドラムの表面に残ったトナー（残留トナー）を除去する。残留トナーが除去された感光体ドラムの表面は、再度対応する帯電チャージャに対向する位置に戻る。
【００３０】
次に、前記光走査装置２０１０の構成について説明する。
【００３１】
光走査装置２０１０は、一例として図２及び図３に示されるように、２個の光源装置（２２００ａ、２２００ｂ）、２個の光束分割プリズム（２２０２ａ、２２０２ｂ）、ポリゴンミラー２１０４、４個の液晶偏向素子（２２０３ａ、２２０３ｂ、２２０３ｃ、２２０３ｄ）、４個のシリンダレンズ（２２０４ａ、２２０４ｂ、２２０４ｃ、２２０４ｄ）、４個のｆθレンズ（２１０５ａ、２１０５ｂ、２１０５ｃ、２１０５ｄ）、８個の折り返しミラー（２１０６ａ、２１０６ｂ、２１０６ｃ、２１０６ｄ、２１０８ａ、２１０８ｂ、２１０８ｃ、２１０８ｄ）、４個のトロイダルレンズ（２１０７ａ、２１０７ｂ、２１０７ｃ、２１０７ｄ）、及び不図示の走査制御装置などを備えている。そして、これらは、ハウジング２３００（図２では図示省略、図３参照）の中の所定位置に組み付けられている。
【００３２】
なお、以下では、便宜上、主走査方向に対応する方向を「主走査対応方向」と略述し、副走査方向に対応する方向を「副走査対応方向」と略述する。
【００３３】
光源装置２２００ａは、一例として図４に示されるように、制御基板３００、レーザアレイ３０１、光源駆動回路３０２、開口板３０３、カップリングレンズ３０４、集光レンズ３０５、反射ミラー３０６、及び光検出器３０７を有している。
【００３４】
レーザアレイ３０１は、制御基板３００の一側の面に実装され、一例として図５に示されるように、マトリックス状に等間隔ｄに配列された３２個の発光部を有している。図５におけるＭ方向は主走査対応方向であり、Ｓ方向は副走査対応方向（ここでは、Ｚ軸方向と同じ）である。なお、各発光部からの光束の射出方向をＲ方向とする。
【００３５】
そして、レーザアレイ３０１は、すべての発光部をＳ方向に伸びる仮想線上に正射影したときの発光部間隔が、感光体ドラム上における所望の走査線間隔ｐに対応するように、角度γだけ傾斜して配置されている。傾斜角γと走査線間隔ｐとの関係は、光学系全系の副走査倍率βｓを用いると、次の（１）式で示される。なお、本明細書では、「発光部間隔」とは２つの発光部の中心間距離をいう。
【００３６】
ｓｉｎγ＝ｐ／ｄ・βｓ  ……（１）
【００３７】
なお、レーザアレイの加工プロセスの段階で、あらかじめ発光部の配列方向が所定角度だけ傾くようにレイアウトしても良い。
【００３８】
また、各発光部は、７８０ｎｍ帯の垂直共振器型の面発光レーザ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｃａｖｉｔｙ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｌａｓｅｒ：ＶＣＳＥＬ）である。すなわち、レーザアレイ１００は、３２個の発光部を有する面発光レーザアレイである。また、各発光部から射出される光束の偏光方向は揃っている。
【００３９】
図４に戻り、開口板３０３は、開口部を有し、レーザアレイ３０１から射出された光束の光路上に配置されている。開口部の周囲は反射部材でできており、レーザアレイ３０１から射出された光束の一部をモニタ用光束として反射する。なお、開口板３０３は、モニタ用光束がレーザアレイ３０１に戻らないように、制御基板３００に対して傾斜して配置されている。
【００４０】
集光レンズ３０５は、開口板３０３で反射されたモニタ用光束の光路上に配置され、モニタ用光束を集光する。
【００４１】
反射ミラー３０６は、集光レンズ３０５を介したモニタ用光束の光路上に配置され、モニタ用光束の光路を光検出器３０７に向かう方向に折り曲げる。
【００４２】
光検出器３０７は、制御基板３００に実装され、集光レンズ３０５及び反射ミラー３０６を介したモニタ用光束を受光する。光検出器３０７は、受光量に応じた信号（光電変換信号）を生成し、光源駆動回路３０２に出力する。なお、像面（感光体ドラムの表面）での光量と光検出器３０７の受光面での光量の比はほぼ一定である。
【００４３】
光源駆動回路３０２は、制御基板３００の他側の面（レーザアレイ３０１が実装されている面と反対の面）に実装され、レーザアレイ３０１の各発光部に駆動電流を出力する。また、光源駆動回路３０２は、走査が開始されると、書込開始前の時間に、複数の発光部を時系列に順次点灯させ、光検出器３０７の出力信号に基づいて各発光部から射出される光束の光強度を個別に検出し、基準値と比較して、各発光部から射出される光束の光強度が所定値となるように注入電流を設定する。ここで設定された注入電流は書込走査が終了するまで保持され、次の走査時に再度設定が行われる。
【００４４】
なお、レーザアレイ３０１、光源駆動回路３０２、及び光検出器３０７は、それぞれフラットパッケージ内に収容されている。
【００４５】
カップリングレンズ３０４は、開口板３０３の開口部を通過した光束の光路上に配置され、入射光束を略平行光束とする。なお、カップリングレンズ３０４は、光軸に対して各発光部が対称に配列するように、また、各発光部からの光束がいずれも略平行光束となるように、光軸に直交する面内での位置が調整されている。
【００４６】
本実施形態では、レーザアレイ３０１、光源駆動回路３０２、及び光検出器３０７が制御基板３００に実装されているため、レーザアレイ３０１と光源駆動回路３０２との間、及び光源駆動回路３０２と光検出器３０７との間にハーネスを必要としない簡潔な構造となり、外部からのノイズを低減することができる。またレーザアレイ３０１と光検出器３０７の空間的配置が固定されているため、再現性に優れた光量モニタが可能となる。
【００４７】
制御基板３００の厚さ方向からみたときの、制御基板３００上におけるレーザアレイ３０１、光源駆動回路３０２、及び光検出器３０７の位置関係が一例として図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示されている。
【００４８】
光源駆動回路３０２とレーザアレイ３０１は、それらを電気的に接続する複数の配線における長さのばらつきを小さくするため、制御基板３００の厚さ方向からみたとき、それぞれの対角線の１つがほぼ同一直線上に位置するように配置されている。これにより、高コスト化を招くことなく、複数の発光部が発光する時の立ち上がり特性を互いに等しくすることが可能となる。
【００４９】
但し、光源駆動回路３０２の一辺の長さは、その回路の複雑さにより、レーザアレイ３０１の一辺の長さの少なくとも４〜５倍程度となる。このため、制御基板３００の厚さ方向からみたとき、制御基板３００の中心位置Ｃ０は、レーザアレイ３０１の中心位置Ｃ１と異なり、かつ、Ｓ方向に関して、レーザアレイ３０１の中心よりも光源駆動回路３０２の中心に近くなる。従って、光源装置全体として、光源駆動回路３０２側の制御基板３００が突出する構成となる（図７（Ａ）及び図７（Ｂ）参照）。
【００５０】
また、変調された電流で複数の発光部（ここでは、３２個）を高速に駆動するため、光源駆動回路３０２での発熱量は、レーザアレイ３０１に対し１０倍程度大きくなる。そこで、光源駆動回路３０２の表面に不図示の大型の放熱フィンが取り付けられている。そして、制御基板３００に実装されているその他の部品（図示省略）は、光源駆動回路３０２の周囲に集中している。従って、制御基板３００の重心は光源駆動回路３０２側に寄っている。
【００５１】
一例として図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示されるように、開口板３０３、カップリングレンズ３０４、集光レンズ３０５、及び反射ミラー３０６は、ホルダ３０８に支持されている。そして、ホルダ３０８は、制御基板３００にネジ止めされている。なお、ホルダ３０８は、開口板３０３と集光レンズ３０５と反射ミラー３０６が支持されているホルダ本体３０８ａと、カップリングレンズ３０４が支持されているホルダカバー３０８ｂとから構成されている。
【００５２】
また、ホルダ３０８には、図７（Ａ）〜図８（Ｂ）に示されるように、レーザアレイ３０１からの光束の射出方向に平行でレーザアレイ３０１の中心位置Ｃ１を通る軸まわりに制御基板３００を回動させるためのアーム３１０が設けられている。なお、アーム３１０は、制御基板３００に設けられてもよい。
【００５３】
光源装置２２００ｂは、光源装置２２００ａと同じ構成を有している。
【００５４】
図２に戻り、各光束分割プリズムは、ハーフミラー及び反射ミラーを有し、入射光束を副走査対応方向（ここでは、Ｚ軸方向と同じ）に関して互いに平行な２つの光束に分割する（例えば、特開２００５−０９２１２９参照）。
【００５５】
ここでは、光源装置２２００ａからの光束が光束分割プリズム２２０２ａに入射し、光源装置２２００ｂからの光束が光束分割プリズム２２０２ｂに入射する。
【００５６】
各液晶偏向素子はいずれも、２枚の透明なガラス板の間に液晶が封入された構成であり、一方のガラス板の表面の上下に電極が形成されている。この電極間に電位差が与えられると、副走査対応方向（ここでは、Ｚ軸方向と同じ）に関して電位の傾斜が発生し、それに応じて液晶の配向が変化し、その結果、副走査対応方向に関して屈折率の傾斜が発生する。これにより、プリズムと同様に光の射出軸を副走査対応方向に関してわずかに傾けることができる。なお、液晶としては誘電異方性を有するネマティック液晶等が用いられる。
【００５７】
液晶偏向素子２２０３ａは、光束分割プリズム２２０２ａからの２つの光束のうち−Ｚ側の光束の光路上に配置され、印加電圧に応じて、光束を副走査対応方向に関して偏向することができる。
【００５８】
液晶偏向素子２２０３ｂは、光束分割プリズム２２０２ａからの２つの光束のうち＋Ｚ側の光束の光路上に配置され、印加電圧に応じて、光束を副走査対応方向に関して偏向することができる。
【００５９】
液晶偏向素子２２０３ｃは、光束分割プリズム２２０２ｂからの２つの光束のうち＋Ｚ側の光束の光路上に配置され、印加電圧に応じて、光束を副走査対応方向に関して偏向することができる。
【００６０】
液晶偏向素子２２０３ｄは、光束分割プリズム２２０２ｂからの２つの光束のうち−Ｚ側の光束の光路上に配置され、印加電圧に応じて、光束を副走査対応方向に関して偏向することができる。
【００６１】
各シリンダレンズは、少なくとも副走査対応方向に正の曲率を有している。
【００６２】
シリンダレンズ２２０４ａは、液晶偏向素子２２０３ａを介した光束の光路上に配置され、入射光束をポリゴンミラー２１０４の偏向反射面近傍で副走査対応方向（ここでは、Ｚ軸方向と同じ）に関して収束する。
【００６３】
シリンダレンズ２２０４ｂは、液晶偏向素子２２０３ｂを介した光束の光路上に配置され、入射光束をポリゴンミラー２１０４の偏向反射面近傍で副走査対応方向（ここでは、Ｚ軸方向と同じ）に関して収束する。
【００６４】
シリンダレンズ２２０４ｃは、液晶偏向素子２２０３ｃを介した光束の光路上に配置され、入射光束をポリゴンミラー２１０４の偏向反射面近傍で副走査対応方向（ここでは、Ｚ軸方向と同じ）に関して収束する。
【００６５】
シリンダレンズ２２０４ｄは、液晶偏向素子２２０３ｄを介した光束の光路上に配置され、入射光束をポリゴンミラー２１０４の偏向反射面近傍で副走査対応方向（ここでは、Ｚ軸方向と同じ）に関して収束する。
【００６６】
ポリゴンミラー２１０４は、２段構造の４面鏡を有し、各鏡がそれぞれ偏向反射面となる。そして、１段目（下段）の４面鏡ではシリンダレンズ２２０４ａからの光束及びシリンダレンズ２２０４ｄからの光束がそれぞれ偏向され、２段目（上段）の４面鏡ではシリンダレンズ２２０４ｂからの光束及びシリンダレンズ２２０４ｃからの光束がそれぞれ偏向されるように配置されている。また、１段目の４面鏡及び２段目の４面鏡は、互いに位相が４５°ずれて回転し、書き込み走査は１段目と２段目とで交互に行われる。なお、ここでは、一例として、１段目と２段目の距離は６ｍｍである。
【００６７】
各ｆθレンズはそれぞれ、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って、対応する感光体ドラム面上で光スポットが主走査方向に等速で移動するようなパワーを有する非円弧面形状を有している。
【００６８】
ｆθレンズ２１０５ａ及びｆθレンズ２１０５ｂは、ポリゴンミラー２１０４の−Ｘ側に配置され、ｆθレンズ２１０５ｃ及びｆθレンズ２１０５ｄは、ポリゴンミラー２１０４の＋Ｘ側に配置されている。
【００６９】
そして、ｆθレンズ２１０５ａとｆθレンズ２１０５ｂはＺ軸方向に積層され、ｆθレンズ２１０５ａは１段目の４面鏡に対向し、ｆθレンズ２１０５ｂは２段目の４面鏡に対向している。また、ｆθレンズ２１０５ｃとｆθレンズ２１０５ｄはＺ軸方向に積層され、ｆθレンズ２１０５ｃは２段目の４面鏡に対向し、ｆθレンズ２１０５ｄは１段目の４面鏡に対向している。
【００７０】
そこで、ポリゴンミラー２１０４で偏向されたシリンダレンズ２２０４ａからの光束は、ｆθレンズ２１０５ａ、折返しミラー２１０６ａ、トロイダルレンズ２１０７ａ、及び折返しミラー２１０８ａを介して、感光体ドラム２０３０ａを照射する（図３参照）。
【００７１】
また、ポリゴンミラー２１０４で偏向されたシリンダレンズ２２０４ｂからの光束は、ｆθレンズ２１０５ｂ、折り返しミラー２１０６ｂ、トロイダルレンズ２１０７ｂ、及び折返しミラー２１０８ｂを介して、感光体ドラム２０３０ｂを照射する（図３参照）。
【００７２】
また、ポリゴンミラー２１０４で偏向されたシリンダレンズ２２０４ｃからの光束は、ｆθレンズ２１０５ｃ、折り返しミラー２１０６ｃ、トロイダルレンズ２１０７ｃ、及び折返しミラー２１０８ｃを介して、感光体ドラム２０３０ｃを照射する（図３参照）。
【００７３】
また、ポリゴンミラー２１０４で偏向されたシリンダレンズ２２０４ｄからの光束は、ｆθレンズ２１０５ｄ、折り返しミラー２１０６ｄ、トロイダルレンズ２１０７ｄ、及び折り返しミラー２１０８ｄを介して、感光体ドラム２０３０ｄを照射する（図３参照）。
【００７４】
なお、各折り返しミラーは、ポリゴンミラー２１０４から各感光体ドラムに至る各光路長が互いに一致するとともに、各感光体ドラムにおける光束の入射位置及び入射角がいずれも互いに等しくなるように、それぞれ配置されている。
【００７５】
また、シリンダレンズと対応するトロイダルレンズとにより、偏向点と対応する感光体ドラム表面とを副走査方向に共役関係とする面倒れ補正光学系をなしている。
【００７６】
ポリゴンミラー２１０４と各感光体ドラムとの間の光路上に配置される光学系は、走査光学系とも呼ばれている。本実施形態では、ｆθレンズ２１０５ａとトロイダルレンズ２１０７ａと折り返しミラー（２１０６ａ、２１０８ａ）とからＫステーションの走査光学系が構成されている。また、ｆθレンズ２１０５ｂとトロイダルレンズ２１０７ｂと折り返しミラー（２１０６ｂ、２１０８ｂ）とからＣステーションの走査光学系が構成されている。そして、ｆθレンズ２１０５ｃとトロイダルレンズ２１０７ｃと折り返しミラー（２１０６ｃ、２１０８ｃ）とからＭステーションの走査光学系が構成されている。さらに、ｆθレンズ２１０５ｄとトロイダルレンズ２１０７ｄと折り返しミラー（２１０６ｄ、２１０８ｄ）とからＹステーションの走査光学系が構成されている。
【００７７】
光源装置２２００ｂは、図９（Ａ）〜図１０（Ｂ）に示されるように、光源装置２２００ａに対して１８０度回転した姿勢で配置されている。なお、光源装置２２００ｂにおける光束の射出方向と、光源装置２２００ａにおける光束の射出方向とは、わずかに異なっているが、便宜上、以下では同じとして説明する。
【００７８】
そして、光源装置２２００ａのアーム３１０と光源装置２２００ｂのアーム３１０は、一例として図１１に示されるように、主走査対応方向に関して、互いに隣接している。
【００７９】
各光源装置は、アーム３１０に押圧を加えるための調整機構３１１をそれぞれ有している。この調整機構３１１は、スプリング３１１ａを介して調節ネジ３１１ｂをブラケット部材３１１ｃのネジ穴に螺合させており、調節ネジ３１１ｂのねじ込み量を加減することで、アーム３１０の位置を調整する。ここでは、図１１に示されるように、各光源装置の調整機構３１１は一体化されている。
【００８０】
さらに、光源装置２２００ａと光源装置２２００ｂは、副走査対応方向に関して、光源装置２２００ａのレーザアレイ３０１の中心と光源装置２２００ｂのレーザアレイ３０１の中心との距離が、図１２に示されるように、ポリゴンミラー２１０４における各４面鏡間の距離と同じ（ここでは、６ｍｍ）となるように配置されている。
【００８１】
そこで、光束分割プリズム２２０２aは、図１３に示されるように、＋Ｚ側がハーフミラー、−Ｚ側が反射ミラーとなるように配置されている。また、光束分割プリズム２２０２ｂは、図１４に示されるように、−Ｚ側がハーフミラー、＋Ｚ側が反射ミラーとなるように配置されている。すなわち、光束分割プリズム２２０２ｂは、光束分割プリズム２０２ａに対して、光軸まわりに１８０度回転した姿勢にある。
【００８２】
従って、光束分割プリズム２２０２aのハーフミラーを透過した光束は、ポリゴンミラー２１０４の上段の４面鏡に向かい、ハーフミラー及び反射ミラーで反射された光束は、ポリゴンミラー２１０４の下段の４面鏡に向かう（図１３参照）。
【００８３】
一方、光束分割プリズム２２０２ｂのハーフミラーを透過した光束は、ポリゴンミラー２１０４の下段の４面鏡に向かい、ハーフミラー及び反射ミラーで反射された光束は、ポリゴンミラー２１０４の上段の４面鏡に向かう（図１４参照）。
【００８４】
これにより、図１５に示されるように、副走査対応方向に関して、光源装置２２００ａのレーザアレイ３０１の中心位置と光源装置２２００ｂのレーザアレイ３０１の中心位置を同じ位置とする場合に比べて、２つの光源装置の占有体積を小さくすることができる。
【００８５】
以上説明したように、本実施形態に係る光走査装置２０１０によると、２つの光源装置（２２００ａ、２２００ｂ）は、それぞれ、複数の発光部を有するレーザアレイ３０１と、レーザアレイ３０１を駆動する光源駆動回路３０２と、レーザアレイ３０１及び光源駆動回路３０２が実装された制御基板３００とを備えている。そして、２つの光源装置（２２００ａ、２２００ｂ）は、副走査対応方向に関して、光源装置２２００ａの光源３０１と光源装置２２００ｂの光源３０１との距離が、ポリゴンミラー２１０４における各４面鏡間の距離と等しくなるように配置されている。これにより、光源装置の占有体積を従来よりも小さくすることができる。従って、大型化を招くことなく、複数の感光体ドラムを複数の光束で走査することが可能となる。
【００８６】
また、光源装置２２００ｂは、光源装置２２００ａに対して１８０度回転した姿勢で配置されている。これにより、２つの光源装置（２２００ａ、２２００ｂ）として、同一の光源装置を利用することができ、更なる低コスト化を図ることができる。
【００８７】
また、２つの光源装置（２２００ａ、２２００ｂ）は、それぞれ、レーザアレイ３０１からの光束の射出方向に平行でレーザアレイ３０１の中心を通る軸まわりに制御基板３００を回動させる回動機構を有している。これにより、感光体ドラムの表面における走査線間隔を所望の走査線間隔となるように、容易に調整することができる。
【００８８】
また、各光源装置のアーム３１０が、互いに隣接しているため、回動調整の作業性を向上させることができる。
【００８９】
また、各光源装置の調整機構３１１が一体化されているため、小型化を促進することができる。
【００９０】
また、光束分割プリズム２２０２aに入射した光束の一部は、ハーフミラーで−Ｚ方向に分岐され、光束分割プリズム２２０２ｂに入射した光束の一部は、ハーフミラーで＋Ｚ方向に分岐されている。これにより、Ｚ軸方向に関して、各光束分割プリズムを同じ位置（高さ）に配置することができ、組み付け作業の簡素化を図ることが可能となる。
【００９１】
また、光束分割プリズム２２０２aでは、ハーフミラーを透過した光束は、ポリゴンミラー２１０４の上段の４面鏡に向かい、ハーフミラー及び反射ミラーで反射された光束は、ポリゴンミラー２１０４の下段の４面鏡に向かう。一方、光束分割プリズム２２０２ｂでは、ハーフミラーを透過した光束は、ポリゴンミラー２１０４の下段の４面鏡に向かい、ハーフミラー及び反射ミラーで反射された光束は、ポリゴンミラー２１０４の上段の４面鏡に向かう。これにより、偏向器前光学系の部品点数が増加するのを避けることができ、低コスト化及び小型化を図ることが可能となる。
【００９２】
また、光束分割プリズム２２０２ｂは、光束分割プリズム２２０２aに対して、光軸まわりに１８０度回転した姿勢で配置されている。これにより、各光束分割プリズムとして、同一の光束分割プリズムを利用することができ、更なる低コスト化を図ることができる。
【００９３】
また、本実施形態に係るカラープリンタ２０００によると、光走査装置２０１０を備えているため、結果として大型化を招くことなく、高品質の画像を高速で形成することが可能となる。
【００９４】
なお、上記実施形態では、レーザアレイ３０１が３２個の発光部を有する場合について説明したが、これに限定されるものではない。
【００９５】
また、上記実施形態において、レーザアレイ３０１及び光源駆動回路３０２が制御基板３００の同じ面に実装されても良い。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
以上説明したように、本発明の光走査装置によれば、大型化を招くことなく、複数の被走査面を複数の光束で走査するのに適している。また、本発明の画像形成装置によれば、大型化を招くことなく、高品質の画像を高速で形成するのに適している。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明の一実施形態に係るカラープリンタの概略構成を示す図である。
【図２】光走査装置を示す斜視図である。
【図３】光走査装置を示す側面図である。
【図４】光源装置２２００ａの構成を説明するための図である。
【図５】レーザアレイを説明するための図である。
【図６】図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、それぞれ光源装置２２００ａの制御基板上におけるレーザアレイ、光源駆動回路、及び光検出器の位置関係を説明するための図である。
【図７】図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は、それぞれ光源装置２２００ａのホルダ及びアームを説明するための斜視図である。
【図８】図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は、それぞれ光源装置２２００ａのホルダ及びアームを説明するための平面図である。
【図９】図９（Ａ）及び図９（Ｂ）は、それぞれ光源装置２２００ｂの制御基板上におけるレーザアレイ、光源駆動回路、及び光検出器の位置関係を説明するための図である。
【図１０】図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）は、それぞれ光源装置２２００ｂのホルダ及びアームを説明するための平面図である。
【図１１】光源装置２２００ａと光源装置２２００ｂの副走査対応方向に関する位置関係を説明するための図である。
【図１２】光源装置２２００ａと光源装置２２００ｂとポリゴンミラーの副走査対応方向に関する位置関係を説明するための図である。
【図１３】光束分割プリズム２２０２aを説明するための図である。
【図１４】光束分割プリズム２２０２ｂを説明するための図である。
【図１５】光源装置２２００ａと光源装置２２００ｂの副走査対応方向に関する位置関係の比較例を説明するための図である。
【符号の説明】
【００９８】
３００…制御基板（回路基板）、３０１…レーザアレイ（光源）、３０２…光源駆動回路（駆動回路）、３１０…アーム、３１１…調整機構（調整部）、２０００…カラープリンタ（画像形成装置）、２０３０ａ〜２０３０ｄ…感光体ドラム（像担持体）、２０１０…光走査装置、２１０４…ポリゴンミラー（偏向器）、２１０５ａ〜２１０５ｄ…ｆθレンズ（走査光学系の一部）、２１０６ａ〜２１０６ｄ…折り返しミラー（走査光学系の一部）、２１０７ａ〜２１０７ｄ…トロイダルレンズ（走査光学系の一部）、２１０８ａ〜２１０８ｄ…折り返しミラー（走査光学系の一部）、２２００ａ…光源装置（第１の光源装置）、２２００ｂ…光源装置（第２の光源装置）、２２０２ａ…光束分割プリズム（第１の分割光学素子）、２２０２ｂ…光束分割プリズム（第２の分割光学素子）。
【図１】
2009217064.tif 000003
【図２】
2009217064.tif 000004
【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】
2009217064.tif 000009
【図８】
2009217064.tif 000010
【図９】
2009217064.tif 000011
【図１０】
2009217064.tif 000012
【図１１】
2009217064.tif 000013
【図１２】
2009217064.tif 000014
【図１３】
2009217064.tif 000015
【図１４】
2009217064.tif 000016
【図１５】
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