JP2000258715A - タンデム方式の走査光学装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 走査光学系が収納された筐体と感光体ドラム
が収納されたドラム支持体とで発熱状態が異なる場合に
も、各感光体ドラムに対する走査線の位置を一定に揃え
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】 ミラー２３５，３３６は、温度が上昇し
て筐体１０，２０が膨張すると、調整板の作用により第
３レンズ２３３，３３３の移動と同一方向に、その移動
量より大きく外側に移動する。第３レンズ２３３，３３
３は副走査方向に正のパワーを有するため、入射光の中
心軸がその光軸に対して外側に偏心すれば、射出光は内
側に向けて偏向する。この偏向による走査線の移動と、
筐体１０，２０とドラム支持台３０との膨張量の差によ
る走査線の移動とが打ち消し合うよう調整板の膨張率、
サイズを設定することにより、温度変化に関わらず走査
線の位置を一定に揃えることができる。

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。

【０００３】このようなタンデム方式のカラープリンタ
では、感光体ドラムに対する各走査線の副走査方向の位
置を一定に揃えることにより、色ずれのない印刷結果を
得ることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、走査光
学系が設けられた筐体と、感光体ドラムが収められたド
ラム支持台とでは、内蔵する機器の発熱状態の違いに応
じて使用時の温度が異なる場合が多い。このため、筐体
と支持台とで収縮・膨張の量が異なり、温度変化によっ
て感光体ドラムに対する走査線の副走査方向の位置が各
色成分毎にずれ、印刷結果に色ずれが生じるという問題
がある。

【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、走査光学系が収納された筐
体と感光体ドラムが収納されたドラム支持体とで使用時
の内蔵機器の発熱状態が異なる場合にも、各感光体ドラ
ムに対する走査線の位置を一定に揃えることができるタ
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、光源から発するレーザー光を
偏向器により偏向し、結像光学系及び平面ミラーを介し
て走査線を形成する走査光学系と、この走査光学系に対
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装置において、複数の走査光学系
の少なくとも１つには、走査光学系が固定された筐体と
は熱膨張率が異なり、温度変化による膨張／収縮により
平面ミラーを筐体に対して副走査方向に移動させる調整
部材が備えられ、この調整部材は、筐体の熱変形に基づ
く各感光体ドラム上での走査線の副走査方向のずれを補
正すべく平面ミラーを移動させるよう設定されているこ
とを特徴とする。

【０００７】上記の構成によれば、温度変化により筐体
と感光体ドラムを保持するドラム支持台との位置関係が
変化した場合にも、この変化による感光体ドラム上での
走査線の副走査方向の移動を、調整部材に取り付けられ
た平面ミラーの移動により補正することができる。

【０００８】調整部材の筐体への固定位置、サイズは、
筐体とドラム支持台との間の熱変形による相対移動が生
じない変形基準位置を設定した場合、この変形基準位置
と各走査光学系の被調整レンズとの副走査方向の位置関
係により定めることができる。なお、変形基準位置に近
い感光体ドラムに対応する走査光学系については、筐体
の熱変形による走査線の移動量が小さいため、調整部材
による補正をしなくとも足りる場合がある。例えば、４
本の感光体ドラムが、回転軸が互いに平行となるように
変形基準位置を挟んで対称に２本づつ設けられている場
合には、変形基準位置から離れた外側の２本の感光体ド
ラムに対応する走査光学系についてのみ平面ミラーを移
動させる調整部材を設けるようにしてもよい。

【０００９】調整部材による平面ミラーの移動方向は、
平面ミラーと感光体ドラムとの間に副走査方向に正のパ
ワーを持つ最終レンズが含まれる場合と含まれない場合
とで異なる。最終レンズが含まれる場合には、調整部材
は、温度変化による最終レンズの副走査方向の光軸移動
と同一方向に、その光軸移動量より大きく平面ミラーを
移動させる。最終レンズが含まれない場合には、筐体の
変形によっても平面ミラーのドラム支持台に対する位置
が変化しないよう筐体に対して相対的に平面ミラーを移
動させればよい。

【００１０】

【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。

【００１１】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。

【００１２】上筐体１０及び下筐体２０、そしてドラム
支持台３０は、例えばアルミ等の同一の材質で形成され
ており、図１に一点鎖線で示す基準線Ｓの位置(変形基
準位置)で全体が位置決めされている。すなわち、上下
の筐体、及びドラム支持台は、温度が変化すると基準線
Ｓを中心に相対的に膨張／収縮し、基準線Ｓの位置では
熱変形による相対移動が生じない。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】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。

【００１６】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(最終レンズ)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。

【００１７】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。

【００１８】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１２０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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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、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。

【００２３】下筐体２０に配置された第３、第４の走査
光学系３００，４００は、図１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。

【００２４】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。モニターセンサ３４
２は、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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】次に、上記の走査光学装置における温度補
償の手段について説明する。実施形態の走査光学装置
は、上下の筐体１０，２０内に光源部、ポリゴンミラー
(モータ)等の発熱源があり、ドラム支持台３０内にも定
着器等の発熱源が存在する。筐体、支持台は同一材質で
形成されているため、温度変化が同一であれば、熱変形
量も等しくなるため、走査線のずれの問題は生じない。
しかし、実施形態のような構成では、一般に、使用時に
筐体側の温度がドラム支持台の温度より高くなる傾向が
ある。

【００２８】そこで、実施形態の装置では、４つの走査
光学系のうちの外側に位置する感光体ドラム３２，３３
に対応する第２，第３の走査光学系２００，３００につ
いて、平面ミラー２３５，３３６を、温度変化に応じて
筐体に対して副走査方向に相対移動させることにより、
感光体ドラム上に形成される走査線の移動を防ぐように
している。

【００２９】まず、第２の走査光学系２００について見
ると、図４に拡大して示したように、ミラー２３５は、
板バネ２７１によりミラー支持台２７２に固定され、こ
のミラー支持台２７２がボルト２７３により調整板２７
４に固定されている。調整板２７４は、上筐体１０より
大きな熱膨張率を有するプラスチック等の材料で形成さ
れており、その副走査方向の基準線Ｓ側でボルト２７５
により上筐体１０に固定されている。調整板２７４は、
温度変化による膨張／収縮によりミラー２３５を上筐体
１０に対して副走査方向に移動させる機能を有してい
る。すなわち、温度が上昇した場合には、調整板２７４
が上筐体１０よりも大きな割合で膨張し、ミラー２３５
は上筐体１０に対して図４中右側に移動する。温度が下
降すると、調整板２７４が上筐体１０よりも大きな割合
で収縮し、ミラー２３５は上筐体１０に対して図４中左
側に移動する。

【００３０】他方、第３の走査光学系３００について見
ると、図５に拡大して示したように、第２ミラー３３６
は、板バネ３７１によりミラー支持台３７２に固定さ
れ、このミラー支持台３７２がボルト３７３により調整
板３７４に固定されている。調整板３７４は、下筐体２
０より大きな熱膨張率を有するプラスチック等の材料で
形成されており、その副走査方向の基準線Ｓ側でボルト
３７５により下筐体２０に固定されている。調整板３７
４は、上記と同様に、温度が上昇した場合には第２ミラ
ー３３６を下筐体１０に対して図５中左側に移動させ、
温度が下降すると第２ミラー３３６を下筐体２０に対し
て図５中右側に移動させる。

【００３１】調整板２７４，３７４の熱膨張率及びサイ
ズ(ボルト２７３と２７５との間、ボルト３７３と３７
５との間の距離)は、上下の筐体１０，２０の熱変形に
基づく感光体ドラム３２，３３上での走査線の副走査方
向のずれを補正できるように定められている。これを図
６に基づいて説明する。

【００３２】図６において、筐体１０，２０とドラム支
持台３０との温度が等しい場合、各筐体１０，２０は実
線で示すようにドラム支持台３０の大きさに一致し、各
走査光学系からの光束は図中実線で示した光路を通って
各感光体ドラム上で所定の位置に走査線を形成する。次
に、筐体１０，２０の温度が相対的に上昇し、各筐体が
ドラム支持台３０に対して基準線Ｓを中心にして二点鎖
線で示すように膨張した場合を想定する。各走査光学系
の光学素子は、いずれも破線で示したように基準線Ｓか
ら離れる方向に外側に移動し、その移動量は基準線Ｓか
らの距離が大きいほど大きくなる。なお、図６では、説
明のため膨張量を誇張して示している。

【００３３】ここで、ミラー２３５，３３６が筐体１
０，２０の膨張のみにより移動したと仮定すると、すな
わち、調整板２７４，３７４が設けられていない場合を
想定すると、ミラー２３５，３３６は破線で示した位置
に設定される。それぞれのミラー２３５，３３６の移動
量は各第３レンズ２３３，３３３の移動量と等しくなる
ため、相対的に同一の位置関係を保ちつつ、ミラーとレ
ンズとが共に外側に移動することとなる。この場合、感
光体ドラム３２，３３に達する光束は図中破線で示した
ように正規の位置に対して外側にずれることとなる。

【００３４】このずれを各ミラー２３５，３３６の移動
により補正するためには、各ミラー２３５，３３６を図
中二点鎖線で示すように、各第３レンズ２３３，３３３
の移動と同一方向に、その移動量より大きく外側に移動
させればよい。すなわち、第３レンズ２３３，３３３は
副走査方向に正のパワーを有するため、入射光の中心軸
がその光軸に対して外側に偏心すれば、射出光は二点鎖
線で示すように内側に向けて偏向する。この偏向による
走査線の移動と、筐体１０，２０とドラム支持台３０と
の膨張量の差による走査線の移動とが打ち消し合うよう
調整板２７４，３７４の膨張率、サイズを設定すれば、
筐体とドラム支持台との間に温度差が生じた場合にも、
感光体ドラム３２，３３上の正規の位置に走査線を形成
することができる。

【００３５】なお、上記の実施形態では、調整部材によ
りミラー支持台に取り付けられた平面ミラーを副走査方
向に移動させることにより、筐体の熱変形による走査線
の移動を補正するようにしているが、ミラー支持台のミ
ラー当てつけ部分を調整部材とし、温度変化により平面
ミラーの角度を変化させることにより走査線の移動を補
正するようにしてもよい。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、各走査光学系に含まれる平面ミラーの副走査方向の
位置を温度変化に応じて変更することにより、走査光学
系が設けられた筐体と感光体ドラムが収納されたドラム
支持台との温度変化による膨張／収縮量が異なる場合に
も、各感光体ドラム上での走査線のズレを防ぐことがで
きる。したがって、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。

【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の第２の走査光学系部分の一部拡大断面
図。

【図５】 図１の第３の走査光学系部分の一部拡大断面
図。

【図６】 図１の装置の温度補償作用を示す説明図。

【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 ２７４，３７４ 調整板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C362 AA10 BA50 BA51 BA87 BB46 DA03 DA04 2H030 AA01 AB02 AD16 BB02 BB16 2H045 AA01 CA93 DA02 DA04 2H076 AB05 AB12 AB18 AB22 AB61 AB68 EA01 5C072 AA03 BA19 DA02 DA04 DA21 MB10 XA01 XA05

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、結像光学系及び平面ミラーを介して走査線を
   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、 前記複数の走査光学系の少なくとも１つには、前記走査
   光学系が固定された筐体とは熱膨張率が異なり、温度変
   化による膨張／収縮により前記平面ミラーを前記筐体に
   対して副走査方向に移動させる調整部材が備えられ、該
   調整部材は、前記筐体の熱変形に基づく前記各感光体ド
   ラム上での走査線の副走査方向のずれを補正すべく前記
   平面ミラーを移動させるよう設定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保持するドラム支持
   台と前記筐体との間の熱変形による相対移動が生じない
   変形基準位置が設定され、各走査光学系の平面ミラーの
   前記変形基準位置に対する副走査方向の位置関係によ
   り、前記調整部材の前記筐体への固定位置、サイズが定
   められ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】 前記複数の感光体ドラムは、回転軸が互
   いに平行となるように前記変形基準位置を挟んで対称に
   ２本づつ４本並列して設けられており、前記調整部材
   は、前記変形基準位置から離れた外側の２本の感光体ド
   ラムに対応する走査光学系について設けられていること
   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】 前記結像光学系は、前記調整部材に取り
   付けられた前記平面ミラーと前記感光体ドラムとの間
   に、副走査方向に正のパワーを持つ最終レンズを含み、
   前記調整部材は、温度変化による前記最終レンズの副走
   査方向における光軸移動と同一方向に、該光軸移動量よ
   り大きく前記平面ミラーを移動させることを特徴とする
   請求項１〜３のいずれかに記載のタンデム方式の走査光
   学系。