JP2000221429A - タンデム方式の走査光学装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光学部品の組み付け誤差等により発生した各
走査光学系毎に走査線の湾曲(ボウ)を、容易な調整によ
り補正することができるタンデム方式の走査光学装置を
提供することを課題とする。 【解決手段】 第２レンズ１３２，２３２，３３２，４
３２は、感光体ドラム上に形成される走査線の湾曲(ボ
ウ)を補正するため、主走査方向に平行な回転軸回りに
回動調整可能に配置されている。第１の走査光学系の第
２レンズ１３２は、抑えバネ１５０により上筐体１０の
底壁側に押圧されており、光軸方向に沿った一方側は底
壁に対して２点で支持され、他方側はあおり角調整機構
を構成する調整ねじ１５１により１点で支持されてい
る。ドライバーにより調整ネジ１５１の突出量を調整す
ることにより、第２レンズ１３２を回動調整することが
でき、感光体ドラム３１上に形成される走査線の湾曲の
度合いを変化させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、カラーレーザー
プリンタ等に利用されるタンデム方式の走査光学装置の
改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】タンデム方式の走査光学装置は、半導体
レーザーから発するレーザー光をポリゴンミラーにより
偏向し、ｆθレンズを介して走査線を形成する走査光学
系と、走査光学系に対応して配置された感光体ドラムと
を各色成分毎に複数組備え、１枚のシートに多重印刷す
ることによりカラー画像を形成する。高い描画品質を維
持するためには、各走査線をできる限り湾曲のない直線
として形成することが望ましい。特に、タンデム方式の
カラープリンタでは、走査線の湾曲が色成分毎に異なる
と、印刷結果に色ずれが生じるため、各走査光学系によ
り形成される走査線の湾曲をきわめて低く抑える必要が
ある。

【０００３】そこで、光学系の設計段階では走査線の湾
曲が許容範囲に収まるよう各レンズ、ミラー等を設計す
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光学系
を構成するレンズやミラー等が設計値とおりに作成され
たとしても、各部品の組み付けに誤差があれば設計通り
の性能を得ることができない。

【０００５】この発明は、上述した従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、光学部品の組み付け誤差等
により発生した各走査光学系毎に走査線の湾曲(ボウ)
を、容易な調整により補正することができるタンデム方
式の走査光学装置を提供することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明にかかるタンデ
ム方式の走査光学装置は、上記の目的を達成させるた
め、光源から発するレーザー光を偏向器により偏向し、
結像光学系を介して走査線を形成する走査光学系と、走
査光学系に対応して配置された感光体ドラムとを複数組
備え、１枚のシートに多重印刷するタンデム方式の装置
において、各走査光学系について、結像光学系のうち少
なくとも主走査、副走査の両方向に対してパワーを持つ
被調整レンズを、主走査方向と平行な軸回りに微小角度
回動調整するためのあおり角調整機構を設け、このあお
り角調整機構を、被調整レンズの光軸に対して主走査方
向に偏心した位置に配置したことを特徴とする。

【０００７】上記の構成によれば、あおり角調整機構を
用いて被調整レンズを回動調整することにより、感光体
ドラム上に形成される走査線の湾曲の度合いを変化させ
ることができる。したがって、部品組み付け後、検査に
より走査線の湾曲が検出された場合には、回動調整機構
を利用することにより、容易に湾曲を補正することがで
きる。また、各部の調整は、光源を発光させ、レーザー
光が光軸に一致する状態でレーザー光の位置を確認しな
がら行われるが、あおり角調整機構は光軸から偏心して
いるため、これを操作する工具が測定用のレーザー光を
遮るのを防ぐことができる。

【０００８】タンデム式の走査光学装置では、省スペー
ス化のため、感光体ドラムを支持するドラム支持台上に
下筐体、上筐体を重ね、それぞれの筐体に少なくとも一
組の走査光学系を配置する場合がある。このような場
合、上下の筐体を組み付けた状態で下筐体に配置された
走査光学系のあおり角調整機構を操作できるように、上
筐体の底壁に工具を挿入するための調整穴を形成するこ
とが望ましい。被調整レンズは、例えば、抑えバネによ
り筐体底壁側に押圧されており、光軸方向に沿った一方
側は底壁に対して２点で支持され、他方側はあおり角調
整機構により１点で支持されている。あおり角調整機構
としては、筐体に螺合して頭部で被調整レンズの一端に
当接してこれを支持する調整ねじを用いることができ
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、この発明に係るタンデム方
式の走査光学装置の実施形態について説明する。図１は
実施形態の走査光学装置の断面図である。この装置は、
ブラック、シアン、イエロー、マゼンタの各色成分につ
いてそれぞれ独立した走査光学系と感光体ドラムとを備
え、１枚のシートに多重印刷することによりカラープリ
ントを得るタンデム方式のカラープリンタである。

【００１０】実施形態のタンデム方式の走査光学装置
は、図１に示すように、上筐体１０及び下筐体２０、そ
してドラム支持台３０を備えている。上筐体１０には、
第１，第２の走査光学系１００，２００の主要部分が配
置され、下筐体２０には第３，第４の走査光学系３０
０，４００が配置されている。また、ドラム支持台３０
には、各走査光学系により走査線が形成される第１，第
２，第３，第４の感光体ドラム３１，３２，３３，３４
が設けられている。感光体ドラム３１，３２，３３，３
４は、回転軸が互いに平行となるように４本並列して設
けられている。感光体ドラムの周囲には、走査光学系に
よる露光プロセスの他、現像、転写、クリーニングの各
プロセスを実行するためのユニットが配置されるが、こ
こでは図示を省略する。

【００１１】プリント用紙は、例えば図１中左側から供
給され、それぞれの色成分のトナーにより現像された第
３の感光体ドラム３３、第１の感光体ドラム３１、第４
の感光体ドラム３４、第２の感光体ドラム３２の順にパ
ターンが転写され、これらが多重印刷されて用紙上にカ
ラー画像が形成される。

【００１２】最初に、各走査光学系の光学部品の配置に
ついて図１〜図３に基づいて説明する。図２は上筐体１
０、図３は下筐体２０を示す平面図である。第１の走査
光学系１００は、図１及び図２に示すように、平行なレ
ーザー光を発する光源部１１０と、この光源部１１０か
ら発したレーザー光を主走査方向に偏向する偏向器であ
るポリゴンミラー１２０と、ポリゴンミラー１２０によ
り偏向されたレーザー光を感光体ドラム３１上に結像さ
せて走査線を形成する結像光学系であるｆθレンズとを
備えている。

【００１３】光源部１１０は、半導体レーザーと、半導
体レーザーから発する発散光を平行光にするコリメート
レンズとを備えている。光源部１１０とポリゴンミラー
１２０との間には、副走査方向にのみパワーを有するシ
リンドリカルレンズ１１５が設けられている。

【００１４】ｆθレンズは、上筐体１０内に配置された
第１レンズ１３１及び第２レンズ１３２と、下筐体２０
内に配置された第３レンズ１３３とから構成されてい
る。ポリゴンミラー１２０で反射され、ｆθレンズの第
１，第２レンズ１３１，１３２を透過したレーザー光
は、ミラー１３５によりほぼ直角に反射、偏向され、第
３レンズ１３３を介して感光体ドラム３１に達する。ポ
リゴンミラー１２０は、図２中時計回りに回転し、反射
光束は矢印ｙで示す方向に走査される。

【００１５】光源部１１０から平行光として射出された
レーザー光は、主走査方向においては平行光のままポリ
ゴンミラー１２０で反射され、ｆθレンズのパワーによ
って感光体ドラム３１上に結像する。また、副走査方向
においては、シリンドリカルレンズ１１５によりポリゴ
ンミラー１２０の近傍で一旦結像し、発散光としてｆθ
レンズに入射し、ｆθレンズのパワーにより感光体ドラ
ム３１上に結像する。このようにレーザー光をポリゴン
ミラー１２０の近傍で一旦結像させることにより、ポリ
ゴンミラーの反射面の傾き(面倒れ)による走査位置のず
れを防ぐことができる。

【００１６】第２レンズ１３２とミラー１３５との間に
は、感光体ドラム３１上での走査範囲外の光束をモニタ
ー光として分離する分離ミラー１４０が配置されてお
り、この分離ミラー１４０により反射されたモニター光
は、モニター用集光レンズ１４１を介してモニターセン
サ１４２上に集光する。モニター光は、レーザー光が入
射するポリゴンミラー１４の反射面が切り替わる毎に、
感光体ドラム３１上のレーザー光が走査範囲に入る手前
でモニターセンサー１４２を図中の矢印ｘ方向に走査
し、モニターセンサー１４２からは一走査毎の書き始め
タイミングを決める同期信号が出力される。

【００１７】モニター用集光レンズ１４１は、副走査方
向に主たるパワーを持つ第３レンズを介さずに分離され
たモニター光をモニターセンサ１４２上に集光させるた
め、副走査方向に収束パワーを有するシリンドリカルレ
ンズとして構成されている。

【００１８】図４は、モニタセンサ１４２のセンサ基板
１４３への取り付け状態を示す拡大図であり、(Ａ)が正
面図、(Ｂ)が側面図である。モニターセンサ１４２は、
長方形平板状のセンサ基板１４３の長手方向の一方側に
固定され、このセンサ基板１４３は、その長手方向の中
央付近で、上筐体１０にネジ止めされた断面Ｌ字型の取
り付け板１４４に第１、第２のネジ１４５ａ，１４５ｂ
により固定されている。

【００１９】固定部であるネジ１４５ａ，１４５ｂは、
モニター光の走査方向ｘに沿ってモニターセンサ１４２
と並列してセンサの一方側にのみ設けられており、走査
方向の手前側にモニターセンサ１４２、後ろ側に固定部
という順序で配列している。ここで、モニターセンサ１
４２中心と第２のネジ１４５ｂの中心との距離をＬとす
る。

【００２０】同様にして、第２の走査光学系２００も、
光源部２１０、ポリゴンミラー２２０、ｆθレンズを構
成する第１，第２，第３レンズ２３１，２３２，２３
３、ミラー２３５を備えており、第２の感光体ドラム３
２上に走査線を形成する。

【００２１】また、分離ミラー２４０により分離された
モニター光は、モニター用集光レンズ２４１を介してモ
ニターセンサ２４２上に集光する。モニターセンサ２４
２は、図４に示したのと同一の構成でセンサ基板２４３
を介して上筐体１０に固定された取り付け板２４４にネ
ジ２４５ａ，２４５ｂにより固定されている。モニター
光の走査方向に対するモニターセンサ２４２と固定部と
の配列順序、固定部とセンサとの距離Ｌも第１の走査光
学系におけるのと同一に設定されている。

【００２２】下筐体２０に配置された第３、第４の走査
光学系３００，４００は、図２及び図３に示すように、
基本的な構成においては第１の走査光学系１００と同一
であり、光路の取り回しのみが若干異なる。すなわち、
第３の走査光学系３００では、光源部３１０から発して
ポリゴンミラー３２０で反射されｆθレンズの第１，第
２レンズ３３１，３３２を透過したレーザー光は、第１
ミラー３３５により図中斜上側に向けてポリゴンミラー
３２０側へ反射された後、第１レンズ３３１の図中上側
に配置された第２ミラー３３６により反射され、第３レ
ンズ３３３を介して感光体ドラム３３に達する。

【００２３】また、分離ミラー３４０により分離された
モニター光は、モニター用集光レンズ３４１を介してモ
ニターセンサ３４２上に集光する。ポリゴンミラー３２
０が図３において時計回りに回転すると、モニター光は
図中のｙ方向に走査する。モニターセンサ３４２は、図
４に示したのと同一の構成でセンサ基板３４３を介して
下筐体１０に固定された取り付け板３４４に２本のネジ
により固定されている。モニター光の走査方向に対する
モニターセンサ３４２と固定部との配列順序、固定部と
センサとの距離Ｌも第１の走査光学系におけるのと同一
に設定されている。

【００２４】同様にして、第４の走査光学系４００も、
光源部４１０、ポリゴンミラー４２０、ｆθレンズを構
成する第１，第２，第３レンズ４３１，４３２，４３
３、第１，第２ミラー４３５，４３６を備えており、第
４の感光体ドラム３４上に走査線を形成する。

【００２５】第４の走査光学系４００のモニター光学系
も、第３の走査光学系３００におけるのと同様に分離ミ
ラー４４０、モニター用集光レンズ４４１、モニターセ
ンサ４４２を有し、モニターセンサ４４２は、センサ基
板４４３を介して下筐体１０に固定された取り付け板４
４４に固定されている。モニター光の走査方向に対する
モニターセンサ４４２と固定部との配列順序、固定部と
センサとの距離Ｌも第１の走査光学系におけるのと同一
に設定されている。

【００２６】このように各走査光学系についてモニター
センサの取り付け状態を共通にすることにより、センサ
基板が温度変化により膨張、収縮した場合にも、全ての
走査光学系についてセンサは同一方向に同一量だけシフ
トすることになる。したがって、温度変化前とはセンサ
の出力タイミングは変化するものの、この出力タイミン
グの変化は全ての走査光学系について同一に現れるた
め、モニターセンサの出力信号によって決定される各走
査光学系毎の書き出し位置のバラツキを抑えることがで
きる。

【００２７】次に、ｆθレンズの第２，第３レンズを用
いた調整機構について説明する。各走査光学系のｆθレ
ンズを構成する第２レンズ１３２，２３２，３３２，４
３２は、感光体ドラム上に形成される走査線の湾曲(ボ
ウ)を補正するため、主走査、副走査の両方向に対して
パワーを持つ被調整レンズとして、主走査方向に平行な
回転軸回りに微小角度回動調整可能に配置されている。
すなわち、第１の走査光学系１００について見ると、図
１、図２及び拡大図である図５に示したように、第２レ
ンズ１３２は、抑えバネ１５０により上筐体１０の底壁
側に押圧されており、光軸方向に沿った一方側(第１レ
ンズ１３１側)は底壁に対して２点で支持され、他方側
はあおり角調整機構を構成する調整ねじ１５１により１
点で支持されている。

【００２８】調整ネジ１５１は、上筐体１０に斜めに形
成されたネジ穴に螺合しており、その頭部が第２レンズ
１３２に当接している。調整ネジ１５１は、図２に示さ
れるように、第２レンズ１３２の光軸Ａｘ１に対して図
中左側に偏心した位置に配置されている。

【００２９】上の構成によれば、ドライバーにより調整
ネジ１５１を回して上筐体１０からの突出量を調整する
ことにより、第２レンズ１３２を主走査方向と平行な軸
回りに微小角度回動調整することができ、これにより感
光体ドラム３１上に形成される走査線の湾曲の度合いを
変化させることができる。したがって、部品組み付け
後、検査により走査線の湾曲が検出された場合には、調
整ネジ１５１を回動調整することにより、容易に湾曲を
補正することができる。

【００３０】また、第２レンズ１３２の調整を含む各部
の調整は、光源部１１０を発光させ、レーザー光が光軸
に一致する状態でレーザー光の位置を確認しながら行わ
れるが、調整ネジ１５１は光軸から偏心しているため、
調整ネジ１５１を操作するドライバーが測定用のレーザ
ー光を遮るのを防ぐことができ、レーザー光の位置を確
認しながら調整することができる。

【００３１】同様にして、第２、第３、第４の走査光学
系においても、第２レンズ２３２，３３２，４３２は、
それぞれ抑えバネ２５０，３５０，４５０により筐体の
底面側に押しつけられ、光軸方向の一方側が、あおり角
調整機構としての調整ネジ２５１，３５１，４５１によ
り支持されている。

【００３２】また、下筐体２０に設けられた第３、第４
の走査光学系の第２レンズ３３２，４３２を支持する調
整ネジ３５１，４５１を、上筐体１０を組み付けた状態
で操作できるように、上筐体１０の底面にはドライバー
を挿入するための調整穴１０ａ，１０ｂが形成されてい
る。

【００３３】このように、全ての走査光学系についてあ
おり角調整機構を設けることにより、それぞれの感光体
ドラム３１，３２，３３，３４に形成される走査線の湾
曲(ボウ)を独立して補正することができ、結果として全
ての系において湾曲の少ない走査線を形成することがで
きる。したがって、カラー印刷の際の色ずれの発生を防
ぐことができる。

【００３４】一方、各走査光学系のｆθレンズを構成す
る第３レンズ１３３，２３３，３３３，４３３は、感光
体ドラム上に形成される走査線の傾き(スキュー)を補正
するため、副走査方向に主たるパワーを有するアナモフ
ィックな被調整レンズとして、当該レンズの光軸と平行
な回転軸回りに回動調整可能に配置されている。

【００３５】すなわち、第３の走査光学系３００につい
て見ると、第３レンズ３３３は、図５に示したように、
下筐体２０に形成された取り付け穴２０ａに図中下側か
ら挿入され、その長手方向の両端で下筐体２０にネジ止
めされた第１の板バネ３６０により図中上側に付勢され
ることにより下筐体２０に対して移動可能に取り付けら
れている。また、第３レンズ３３３は、取り付け穴２０
ａ内に設けられたＬ字型の第２の板バネ３６１によって
副走査方向の一方側(ここでは図中の右方向)に付勢され
ている。第３レンズ３３３を挟んで第２の板バネ３６１
と対向する側には、第３レンズ３３３に当接する調整板
３６２が配置されている。

【００３６】調整板３６２は、第３レンズ３３３を回動
調整する回動調整機構としての機能を有している。すな
わち、調整板３６２は、下筐体２０の底面図である図６
に示すように、主走査方向の中央付近の２カ所と両端と
の４カ所で第３レンズ３３３に当接しており、副走査方
向の反対側では取り付け穴２０ａの主走査方向中央にレ
ンズ側に突出して形成されれた突起２０ｂに当接してい
る。

【００３７】調整板３６２は、使用時には両端で長穴に
挿入されたネジ３６３により下筐体２０に固定される。
そして、調整時にはネジを緩めた状態で長手方向の一方
側に形成された係合穴３６４に偏心ピンを挿入して回転
させることにより、突起２０ｂとの接点を支点として回
動する。第３レンズ３３３は、第２の板バネ３６１によ
り調整板３６２に押しつけられているため、調整板３６
２の回動に応じて回動し、これにより、感光体ドラム３
３上に形成される走査線の傾きを変化させることができ
る。

【００３８】同様にして、第１、第２、第４の走査光学
系においても、第３レンズ１３３，２３３，４３３は、
それぞれ第１の板バネ１６０，２６０，４６０により下
筐体２０の取り付け穴２０ａ内に取り付けられており、
第２の板バネ１６１，２６１，４６１により副走査方向
に対向して設けられた調整板１６２，２６２，４６２に
押しつけられ、偏心ピンを用いて調整板を回動調整する
ことにより、光軸と平行な回転軸回りに微小角度回動す
る。

【００３９】このように、全ての走査光学系について第
３レンズの回動調整機構を設けることにより、それぞれ
の感光体ドラム３１，３２，３３，３４に形成される走
査線の傾き(スキュー)を独立して補正することができ、
結果として全ての系において傾きの少ない走査線を形成
することができる。したがって、カラー印刷の際の色ず
れの発生を防ぐことができる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、部品の取付誤差等により走査線に湾曲(ボウ)が生じ
た場合にも、あおり角調整機構を利用することにより、
容易に補正することができる。この調整により、各走査
光学系について湾曲のない走査線を形成することがで
き、カラープリンター等に適用した場合の色ずれを防ぐ
ことができる。

【００４１】また、各部の調整は、光源を発光させ、レ
ーザー光が光軸に一致する状態でレーザー光の位置を確
認しながら行われるが、あおり角調整機構は光軸から偏
心しているため、これを操作する工具が測定用のレーザ
ー光を遮るのを防ぐことができ、レーザー光の位置を確
認しながら調整することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施形態にかかるタンデム方式の
走査光学装置の光学部品の配置を示す断面図。

【図２】 図１の装置の上筐体内の光学部品の配置を示
す平面図。

【図３】 図１の装置の下筐体内の光学部品の配置を示
す平面図。

【図４】 図１の装置のモニターセンサの取り付けを示
す正面図(Ａ)、及び側面図(Ｂ)。

【図５】 図１の一部拡大断面図。

【図６】 図１の装置の下筐体の底面図。

【符号の説明】

１０ 上筐体 ２０ 下筐体 ３０ ドラム支持台 ３１，３２，３３，３４ 感光体ドラム １００，２００，３００，４００ 走査光学系 １１０，２１０，３１０，４１０ 光源部 １２０，２２０，３２０，４２０ ポリゴンミラー １３１，２３１，３３１，４３１ 第１レンズ １３２，２３２，３３２，４３２ 第２レンズ １３３，２３３，３３３，４３３ 第３レンズ １５１，２５１，３５１，４５１ 調整ネジ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源から発するレーザー光を偏向器によ
   り偏向し、結像光学系を介して走査線を形成する走査光
   学系と、当該走査光学系に対応して配置された感光体ド
   ラムとを複数組備え、１枚のシートに多重印刷するタン
   デム方式の走査光学装置において、 前記各走査光学系について、前記結像光学系のうち、少
   なくとも主走査、副走査の両方向に対してパワーを持つ
   被調整レンズを、主走査方向と平行な軸回りに微小角度
   回動調整するためのあおり角調整機構を備え、該あおり
   角調整機構は、前記被調整レンズの光軸に対して主走査
   方向に偏心した位置に配置されていることを特徴とする
   タンデム方式の走査光学装置。
2. 【請求項２】 前記感光体ドラムを支持するドラム支持
   台上に順に重ねて配置された下筐体、上筐体を備え、こ
   れらの上下の筐体にはそれぞれ少なくとも一組の走査光
   学系の主要部が配置され、前記上筐体の底壁には、前記
   下筐体に配置された走査光学系の前記あおり角調整機構
   を操作する工具を挿入するための調整穴が形成されてい
   ることを特徴とする請求項１に記載のタンデム方式の走
   査光学装置。
3. 【請求項３】 前記被調整レンズは、抑えバネにより筐
   体底壁側に押圧されており、光軸方向に沿った一方側は
   前記底壁に対して２点で支持され、他方側は前記あおり
   角調整機構により１点で支持されていることを特徴とす
   る請求項２に記載のタンデム方式の走査光学装置。
4. 【請求項４】 前記あおり角調整機構は、前記筐体に螺
   合して頭部で前記被調整レンズの一端に当接してこれを
   支持する調整ねじを備えることを特徴とする請求項３に
   記載のタンデム方式の走査光学装置。