(57)【要約】【課題】画質低下を抑制しつつ一つの受光素子で水平同期信号を取得することができる光走査装置を提供する。【解決手段】複数の光源２４Ｙ，２４Ｍから放射された各ビーム光束を偏光器２５ＹＭの異なる反射面を用いて反射後の光軸進行方向が略１８０°になる方向に偏光走査した後に被走査面上に結像する走査光学系２６を備え、偏光器２５ＹＭの反射面の分割精度をδ、走査光学系２６の主走査方向の焦点距離をｆ、偏向器２５ＹＭの使用する反射面のピッチに関して基準面から順次隣接する反射面毎に増える整数の定数をＰ、画像形成処理後の画像ズレ許容値に関する定数をＫ、画像形成処理解像度をＲ（ｄｐｉ）、ビーム光束のビームピッチを２５．４／Ｒ、としたとき、２×Ｐ×ｆ×δ＜Ｋ×２５．４／Ｒを満たすように設定する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光源から放射された各ビーム光束を複数の反射面を備えた偏光器のそれぞれ異なる反射面を用いて反射後の光軸進行方向が略１８０°になる方向に偏光走査した後に被走査面上に結像する走査光学系と、
前記偏光器によって偏向走査したビーム光束のうち一方の前記反射面の有効走査領域を走査する偏向角以外の角度でのビーム光束を受光素子へと導いて水平同期信号を検出する検出光学系と、を備え、
前記偏光器の前記複数の反射面の分割精度をδ（ｒａｄ）、前記走査光学系の主走査方向の焦点距離をｆ（ｍｍ）、前記偏向器の使用する前記反射面のピッチに関して基準面から順次隣接する反射面毎に増える整数の定数をＰ、画像形成処理後の画像ズレ許容値に関する定数（ドット数）をＫ、画像形成処理解像度をＲ（ｄｐｉ）、ビーム光束のビームピッチを２５．４／Ｒ、としたとき、
２×Ｐ×ｆ×δ＜Ｋ×２５．４／Ｒ…式１
を満たすことを特徴とする光走査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タンデム方式のカラー画像形成装置等に搭載されて、複数の光源から放射された各ビーム光束を複数の反射面を備えた偏光器のそれぞれ異なる反射面を用いて反射後の光軸進行方向が略１８０°になる方向に偏光走査した後に被走査面上に結像する走査光学系と、前記偏光器によって偏向走査したビーム光束のうち一方の前記反射面の有効走査領域を走査する偏向角以外の角度でのビーム光束を受光素子へと導いて水平同期信号を検出する検出光学系と、を備えた光走査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電子写真方式のカラー画像形成装置では、多くの場合、シアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの各色トナーのプロセスユニットを用い、これら４色を必要に応じて重ね合わせてカラー画像を得ている。
【０００３】
また、このような電子写真方式のカラー画像形成装置のち、プロセスユニットをタンデム方式としたカラー画像形成装置では、各色用（四つ）の偏光器で複数のビーム光束を偏光走査する光走査装置では、各プロセスユニット毎に光学ユニットを配置するには、その配置スペースの確保が困難であるうえ、主要部品コストが高騰するという問題が生じる。
【０００４】
そこで、一つの偏向器で複数のビーム光束を反射後の光軸進行方向が略１８０°になる方向に走査して各プロセスユニットを走査する光走査装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
一方、一つの偏向器で複数のビーム光束を走査する方法では、高価な偏向器の数を削減してコストダウンを図ることができるものの、複数の偏光走査を一度に行い、その走査線の曲がりを合わせ込む難しさが課題となる。
【０００６】
すなわち、偏光器で反射したビーム光束は、ｆθレンズを透過させて走査速度が一定となるように調整されているが、このｆθレンズにもビーム光束は斜め方向から入射することになる。
【０００７】
このため、ｆθレンズを透過して描かれる走査線が湾曲して、いわゆるボウと呼ばれる現象を生じる虞がある。
【０００８】
特に、カラー画像形成装置のように、４本の走査線を転写媒体で合致させて画像を形成しなければならないものでは、上述したボウの存在によって走査線が合致せず、不鮮明な画像が生成されてしまう。さらに、偏光器に斜め方向からビーム光束を入射させる場合には、ボウが発生し易いという問題が生じる。
【０００９】
そこで、このようなボウの発生を抑制する手段として、ボウ調整機構を搭載することが考えられる（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２０００−２６７０２７号公報
【特許文献２】特開２００４−３０１９７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところが、上記の如く構成された光走査装置にあっては、一つの偏向器で複数のビーム光束を偏光走査すると、それぞれの水平同期信号を取るために各水平同期信号同士のタイミング調整が必要となるうえ、そのタイミング調整のための複雑な制御用回路が必要となる。
【００１１】
また、水平同期信号を取得するための光電効果素子（受光素子）を複数個必要とするため、その検出光学系の光路配置空間の確保する必要があるうえ、水平同期信号検出用の受光素子が複数個必要となる。
【００１２】
さらに、四つのユニットを別々に搭載するものよりも偏光器の数が減る分だけ部品コストを削減することができるものの、検出光学系を構成する他の光学素子が増える分、部品コストは高騰してしまう。
【００１３】
本発明は、上記事情を考慮し、複数のビーム光束を一つの偏向器の異なる反射面を用いて偏光走査する際、画質低下を抑制しつつ一つの受光素子で水平同期信号を取得することができ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】
【００１４】
本発明の光走査装置は、複数の光源から放射された各ビーム光束を複数の反射面を備えた偏光器のそれぞれ異なる反射面を用いて反射後の光軸進行方向が略１８０°になる方向に偏光走査した後に被走査面上に結像する走査光学系と、前記偏光器によって偏向走査したビーム光束のうち一方の前記反射面の有効走査領域を走査する偏向角以外の角度でのビーム光束を受光素子へと導いて水平同期信号を検出する検出光学系と、を備え、前記偏光器の前記複数の反射面の分割精度をδ（ｒａｄ）、前記走査光学系の主走査方向の焦点距離をｆ（ｍｍ）、前記偏向器の使用する前記反射面のピッチに関して基準面から順次隣接する反射面毎に増える整数の定数をＰ、画像形成処理後の画像ズレ許容値に関する定数（ドット数）をＫ、画像形成処理解像度をＲ（ｄｐｉ）、ビーム光束のビームピッチを２５．４／Ｒ、としたとき、
２×Ｐ×ｆ×δ＜Ｋ×２５．４／Ｒ…式１
を満たすことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の光走査装置は、複数のビーム光束を一つの偏向器の異なる反射面を用いて偏光走査する際、画質低下を抑制しつつ一つの受光素子で水平同期信号を取得することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、本発明の一実施形態に係る光走査装置について、図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は本発明の一実施形態に係る光走査装置を搭載した画像形成装置の説明図、図２は本発明の一実施形態に係る光走査装置の要部の光学説明図、図３は本発明の一実施形態に係る光走査装置における偏光器の反射面数に対する定数Ｐの説明図、図４は本発明の一実施形態に係る光走査装置における偏光器の分割精度δの説明図である。
【００１８】
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る光走査装置を搭載した画像形成装置としてのタンデム方式のカラープリンタ１１は、プリンタ本体１２の内部に、転写紙（図示せず）を収納する給紙カセット１３と、給紙カセット１３から転写紙を取り出す給紙部１４と、給紙カセット１３又は図示を略する手差トレイから供給された転写紙に画像形成処理を行う画像形成処理部１５と、給紙カセット１３又は手差トレイから供給された転写紙を転写紙搬送経路１６で案内しつつ画像形成処理部１５で画像形成処理したトナー像を転写する転写部１７と、転写後のトナー像を定着する定着部１８と、を備えている。
【００１９】
画像形成処理部１５は、例えば、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナー（現像剤）を用いて画像形成処理を行うタンデム方式が採用され、これら各色の補給用トナーを収納した複数のトナーコンテナ１９Ｙ，１９Ｍ，１９Ｃ，１９Ｋと、これら各色のトナーをパーソナルコンピュータ（図示せず）等から送信された印刷データに含まれる画像データに基づいてトナー像を形成するドラム状の感光体２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋと、各感光体２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋにトナーを供給する現像器２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋと、感光体２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋに形成されたトナー像が転写される無端状の中間転写ベルト２２とを備えている。
【００２０】
各感光体２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋは、その表面に露光器ユニット２３から出射されたビーム光束に基づいて各色のトナー像を担持して中間転写ベルト２２にトナー像を転写するためのものであり、現像器２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋと共に中間転写ベルト２２の下方に配置されている。
【００２１】
各現像器２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋは、基本的に同一構成のものが中間転写ベルト２２の下方に回動移動方向に沿って隣接配置されている。尚、現像器２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋの詳細な構成の説明は省略する。
【００２２】
中間転写ベルト２２は、プリンタ本体１２内で水平方向に延びて配置された無端ベルトであり、画像形成動作に伴って循環駆動される。また、中間転写ベルト２２上に転写されたトナー像は、給紙カセット１３又は手差トレイから転写紙搬送経路１６を通って搬送されてきた転写紙に対し転写部１７で転写する。
【００２３】
尚、転写部１７でトナー像を転写した転写紙は転写紙搬送経路１６を通って定着部１８で定着された後、転写紙搬送経路１６の終端部へと案内されてプリンタ本体１２の上面として兼用する排紙トレイ１２ａに向けて排出される。
【００２４】
露光器ユニット２３は、各感光体２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋに対応した複数の光源２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｋから放射された各ビーム光束を、２つに分割されたユニット、即ち、光源２４Ｙと光源２４Ｍ及び光源２４Ｃと光源２４Ｋを対としてそれぞれ共用するポリゴンミラー等の偏光器２５ＹＭ，２５ＣＫで偏光走査しつつ感光体２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋにビーム光束を結像する。
【００２５】
具体的には、図２に示すように（分割ユニットの一方の要部のみ図示）、ビーム光束を放射するレーザダイオード等の光源２４Ｙ，２４Ｍから放射された各ビーム光束を複数の反射面を備えた偏光器２５ＹＭのそれぞれ異なる反射面を用いて偏向器２５ＹＭの中心から見て反射後の光軸進行方向が略１８０°になる方向に偏光走査した後に被走査面上としての感光体２０Ｙ，２０Ｍに結像する走査光学系２６と、偏光器２５ＹＭによって偏向走査したビーム光束のうち一方の反射面の有効走査領域を走査する偏向角以外の角度でのビーム光束を受光素子２７へと導いて水平同期信号を検出する検出光学系２８とを備えている。
【００２６】
走査光学系２６は、各光源２４Ｙ，２４Ｍから放射されたビーム光束をカップリングして平行光束とするコリメートレンズ２９Ｙ，２９Ｍと、コリメートレンズ２９Ｙ，２９Ｍを透過したビーム光束を主走査方向に長く略線状に集光させるように副走査方向にのみ正のパワーを持つ複数のシリンドリカルレンズ３０Ｙ，３０Ｍと、シリンドリカルレンズ３０Ｙ，３０Ｍからのビーム光束を偏向する偏光器２５ＹＭと、偏光器２５ＹＭ側に凹面を有する正メニスカスレンズ３１Ｙ，３１Ｍと、走査面側に凸球面を有し且つ主走査方向に正のパワーを有する面倒れ補正用のアナモルフィックレンズ３２Ｙ，３２Ｍとを備えている。尚、これら２枚のレンズ３１Ｙとレンズ３２Ｙ、及びレンズ３１Ｍとレンズ３２Ｍはｆθレンズ３３Ｙ，３３Ｍを構成している。
【００２７】
検出光学系２８は、偏光器２５ＹＭの反射面に入射したビーム光束の一方（例えば、光源２４Ｍ側）に対する反射面の有効走査領域を走査する偏向角以外の角度でのビーム光束を受光素子２７へと導くもので、アナモルフィックレンズ３２Ｍを透過したビーム光束を反射する反射ミラー３４と、その反射ミラー３４で反射したビーム光束を受光素子２７に結像する受光レンズ３５とを備えている。
【００２８】
ここで、光源２４Ｙ，２４Ｍから放射された各ビーム光束の一方の一部みを検出光学系２８に導いて水平同期信号を検出するため、本発明の偏光器２５ＹＭは、偏光器２５ＹＭの複数の反射面の分割精度をδ（ｒａｄ）、走査光学系２６の主走査方向の焦点距離をｆ（ｍｍ）、偏向器２５ＹＭの使用する反射面のピッチに関して基準面から順次隣接する反射面毎に増える整数の定数をＰ、画像形成処理後の画像ズレ許容値に関する定数（ドット数）をＫ、画像形成処理解像度をＲ（ｄｐｉ）、ビーム光束のビームピッチを２５．４／Ｒ、としたとき、
２×Ｐ×ｆ×δ＜Ｋ×２５．４／Ｒ…式１
を満たすように分割精度δ、反射面設定及び光学設計値ｆを設定する。
【００２９】
尚、式１の右辺式（Ｋ×２５．４／Ｒ）はドットズレの距離、式１の左辺式（２×Ｐ×ｆ×δ）は、その右辺より小さくするように本発明の分割精度δを規定するための式である。また、式１の左辺式は、像高をｙ、焦点距離をｆ、半画角をθ（後述する図４の角度θとは異なる）とするｆθレンズとしての公知式（ｙ＝ｆθ）に基づいており、θの代わりになるのが２×δである。そして、その２×δに変数として使用する反射面のピッチ数（定数）Ｐと焦点距離ｆとを乗算する。
【００３０】
この際、上述した定数Ｐは、例えば、図３に示すように、複数の反射面（本実施の形態では正六面体Ｐ０〜Ｐ５）のうち一方の光源２４Ｍから放射されたビーム光束の一部を利用して水平同期信号を検出する場合、他方の光源２４Ｙから放射されたビーム光束の反射面を基準面（Ｐ０）とし、一方の反射面（Ｐ２）まで順次隣接する面数に相当する。
【００３１】
また、上述した分割精度δ（ｒａｄ）は、具体的には、図４に示すように、偏向器２５ＹＭの中心から一つの反射面の有効領域、即ち頂点間とでなす角度θ（３６０°／ｎ（ｎ＝偏光器２５ＹＭの反射面数））に対する加工交差を示す。この分割精度δは、本来、偏光器２５ＹＭが正多角形である場合に意味のある数値であり、偏光器２５ＹＭの各反射面の法線のなす角度が面数によってきまる角度とのズレを示す。また、分割精度δは、接触式の３次元測定器や光学式の測定器等を用い、反射面を測定することで把握することができる。
【００３２】
さらに、定数Ｋは、画像形成処理後の画像ズレ許容値に関する定数であり、画像形成装置の機種毎（解像度毎）に異なる。例えば、解像度６００ｄｐｉのカラー機で各色のズレ量が、高解像機の製品仕様に定める８４．７μｍ以下であればＫ＝２．０（ドット）以下となり、一般的な卓上プリンタの製品仕様で定める１００μｍ以下であればＫ＝２．３６（ドット）以下となる。また、同様に、例えば、解像度１２００ｄｐｉではＫ＝１．５（ドット）以下となり、３００ｄｐｉではＫ＝２．５（ドット）以下となる。
【００３３】
尚、本実施の形態では、カラープリンタ１１として比較的市場に多い解像度６００ｄｐｉのカラー機の場合では、解像度に依存するズレ許容値として定数Ｋ＝２．０としている場合が多い。
【００３４】
このように、本発明の光走査装置によれば、一つの偏向器２５ＹＭの異なる反射面に複数の光源２４Ｙ，２４Ｍから放射されたビーム光束を入射して反射後の光軸進行方向が略１８０°になる方向に走査する場合に、一つの偏向器２５ＹＭに対して受光素子２７を一つとし、複数の光源２４Ｙ，２４Ｍから放射されたビーム光束の一方の一部を利用して水平同期信号を検出したとしても、ドットズレを許容範囲に押えられることができ、画像品質の低下を招くことなく部品コストと組立・調整工数の削減を可能とすることができる。
【００３５】
ところで、上記実施の形態では、本発明の光走査装置をカラープリンタ１１に適用して説明したが、例えば、カラー複写専用機やカラー複合機等のように、画像形成装置全般に適用することができることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施形態に係る光走査装置を搭載した画像形成装置の説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る光走査装置の要部の光学説明図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る光走査装置における偏光器の反射面数に対する定数Ｐの説明図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る光走査装置における偏光器の分割精度δの説明図である。
【符号の説明】
【００３７】
２４Ｙ…光源
２４Ｍ…光源
２４Ｃ…光源
２４Ｋ…光源
２５ＹＭ…偏光器
２５ＣＫ…偏光器
２６…走査光学系
２７…受光素子
２８…検出光学系
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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