JP2001208996A

JP2001208996A - 光走査装置

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Publication number: JP2001208996A
Application number: JP2000019371A
Authority: JP
Inventors: Akihisa Itabashi; 彰久板橋
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2000-01-27
Filing date: 2000-01-27
Publication date: 2001-08-03
Anticipated expiration: 2020-01-27
Also published as: JP4113645B2

Abstract

(57)【要約】【課題】基板に配列された複数光走査モジュールの偏
向器の振動を有効に防止して画像の劣化を防止する。【解決手段】本発明の光走査装置は、発光源１と、こ
の発光源１からの光ビームを偏向し繰り返し走査する偏
向器５を有する光学系とを同一の保持枠体に収容してな
る複数の光走査モジュール１０１〜１０３を同一の基板
１０４の上に配列した光走査装置において、偏向器５は
基板１０４の振動時における振動の腹となる位置から所
定距離だけ離隔した位置に配置されている。なお、偏向
器５は基板１０４の振動時における振動の節となる位置
または節の近傍に配置してもよい。また、光走査モジュ
ール１０１〜１０３は基板の上に非対称に配列してもよ
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリンタ、デジタ
ル複写機、デジタルファクシミリ装置あるいはデジタル
印刷機などの画像形成装置に用いられる光走査装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、光走査装置は、デジタル複写
機等の電子写真式画像形成装置の書込光学系として用い
られている。従来の光走査装置が用いられた電子写真式
画像形成装置は、メインモータを駆動源として定速で回
転する感光体ドラムを備えている。この感光体ドラムの
周囲には、チャージコロトロンと光走査装置と現像装置
とトランスファコロトロンおよびクリーニング装置が配
置されている。チャージコロトロンは、感光体ドラムの
表面に電荷を一様に帯電する。光走査装置は、一様に帯
電された感光体ドラムの表面に光ビーム（レーザービー
ム）を照射して静電潜像を形成する。現像装置は、感光
体ドラムの表面に形成された静電潜像にトナーを与えて
現像する。トランスファコロトロンは、現像後に感光体
ドラムの表面に形成されたトナー像を用紙に転写する。
クリーニング装置は、トナー像の転写後に感光体ドラム
の表面に残っているトナーを回収する。クリーニング装
置によって清掃された後の感光体ドラムの表面に、再び
チャージコロトロンによって帯電が行われ、これによっ
て画像の形成を繰り返し行うことができる。光走査装置
の内部には、光走査ユニット（光走査モジュール）が配
置されている。この光走査ユニットは、箱体と、この箱
体の内部に配置され光ビームの発生、変調および偏向を
行う走査光学系とからなる。光走査ユニットから出力さ
れる光ビームは、光走査装置の内部に配置された反射ミ
ラーのミラー面を走査する。反射ミラーによって反射さ
れる光ビームは、前記したように感光体ドラムの表面を
感光体ドラムの軸方向に平行に繰り返し走査することに
なる。この感光体ドラムの軸方向に平行な走査方向は、
主走査方向と呼ばれている。感光体ドラムの表面の移動
方向は、副走査方向と呼ばれている。前記走査光学系
は、レーザーダイオードと、コリーメータレンズと第１
のシリンダレンズとポリゴンミラーとｆθレンズおよび
第２のシリンダレンズとを有している。

【０００３】ところで、このような光走査装置を有する
電子写真式画像形成装置においては、この電子写真式画
像形成装置の本体の振動が光走査装置の走査光学系に伝
わった場合に、光走査装置の走査光学系が振動され、バ
ンディングを呼ばれる副走査方向に現れる画像濃度の縞
状のむらの発生原因となる。そこで、従来から走査光学
系の振動に起因する画像濃度のむらを防止するために各
種の光走査装置が提案されている。このうち特開平９−
３３８４４号公報に記載の光走査装置は、光ビームを発
生する光ビーム発生器と、この光ビーム発生器から出力
される光ビームを偏向する偏向器と、前記光ビームの進
路に影響を与える振動を発生するおそれのある所定の振
動発生部品と、この振動発生部品の本体外周と嵌合する
穴部を有する支持板と、この支持板の縁部から立設する
ように配置された側壁と、前記支持板と接すると共に所
定の高さで前記穴部から側壁に向けて放射状に配置され
た複数本のリブとを有し、少なくとも前記光偏向器と振
動発生部品とを収容した光学箱とを具備している。この
光走査装置は、前記支持板と接すると共に所定の高さで
前記穴部から側壁に向けて放射状に配置された複数本の
リブによって支持板の剛性を維持して振動に起因する画
像濃度のむらを防止している。従来の光走査装置におい
ては、支持板に１つの走査光学系が配置されている場合
には、前述のように支持板の剛性を維持して振動に起因
する画像濃度のむらを防止することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
光走査装置においては、支持板（基板）に複数の光走査
モジュール（光走査ユニット）が配列されている場合で
あって、各光走査モジュールが支持板（基板）の振動時
における振動の腹または腹の近傍に配置されている場合
には各走査光学系の全体が振動するから、振動に起因す
る画像の劣化を防止することができないという問題があ
る。例えば、図７に示すように、光走査装置が基板３０
４に配列された３つの走査モジュール３０１、３０２、
３０３を有し、かつ、これらの光走査モジュールの偏向
器（ポリゴンミラー）が曲線２０１で示す基板３０４の
振動の腹に対応した部分ａ１，ｂ１，ｃ１に位置してい
る場合には、図８に示すように各走査モジュール３０
１、３０２、３０３の走査線３０５、３０６、３０７が
副走査方向にずれるから各光走査モジュール３０１、３
０２、３０３の走査線３０５、３０６、３０７のつなぎ
部がつながらなくなって画像の劣化を引き起こすという
問題がある。この各光走査モジュール３０１、３０２、
３０３の走査線３０５、３０６、３０７のつなぎ部がつ
ながらなくなる画像の劣化は、基板３０４の振動に起因
するから周期的なずれとして画像に現れるため人間の目
で認識できるものである。また、各光走査モジュール３
０１、３０２、３０３の走査線３０５、３０６、３０７
の間隔も図８に示すように不均一になって濃度むらを発
生させるという問題がある。本発明の目的は、基板に複
数の光走査モジュールが配列されている光走査装置にお
いて、光走査モジュールの偏向器の振動を有効に防止し
て画像の劣化を防止することができる光走査装置を提供
することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、請求項１に記載の発明は、発光源と、この発光源か
らの光ビームを偏向し繰り返し走査する偏向器を有する
光学系とを同一の保持枠体に収容してなる複数の光走査
モジュールを同一の基板の上に配列した光走査装置にお
いて、前記偏向器は前記基板の振動時における振動の腹
となる位置から所定距離だけ離隔した位置に配置されて
いることを特徴とする。請求項２に記載の発明は、発光
源と、この発光源からの光ビームを偏向し繰り返し走査
する偏向器を有する光学系とを同一の保持枠体に収容し
てなる複数の光走査モジュールを同一の基板の上に配列
した光走査装置において、前記偏向器は前記基板の振動
時における振動の節となる位置または節の近傍に配置さ
れていることを特徴とする。請求項３に記載の発明は、
発光源と、この発光源からの光ビームを偏向し繰り返し
走査する偏向器を有する光学系とを同一の保持枠体に収
容してなる複数の光走査モジュールを同一の基板の上に
配列した光走査装置において、前記光走査モジュールは
基板の上に相互に非対称に配列されていることを特徴と
する。請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいず
れか１つの項に記載の光走査装置において、前記光走査
モジュールは同一の基板の上に光ビームの走査方向を合
わせて配列されていることを特徴とする。

【０００６】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の１つの実施
の形態に係る光走査装置を構成する走査光学系の基本的
構成を示す斜視図である。図２は本発明の１つの実施の
形態としての光走査装置の複数の光走査モジュールのキ
ャップ部を外した状態を示す斜視図である。図１に示す
ように、本発明の光走査装置の走査光学系は、光源１と
カップリングレンズ２と絞り部材３と線像結像光学系４
と偏向器５とｆθレンズ６と長尺レンズ７とミラー８と
を有している。光源１は発散性の光束を放射する。光源
１から出射された光ビームは、カップリングレンズ２を
透過した後に略平行光束となり絞り部材３により光束径
を規制される。絞り部材３を透過した光ビームは、副走
査方向に屈折力を有する線像結像光学系４により偏向器
５の偏向反射面５ａの近傍に主走査方向に長い線状に結
像される。偏向器５は、線像結像光学系４から入射され
る光ビームを等角速度的に偏向する。偏向器５からの光
ビームは、ｆθレンズ６と長尺レンズ７およびミラー８
により被走査媒体９に結像される。偏向器５の回転によ
り光ビームが被走査媒体９において主走査方向に走査さ
れる。光源１から出射した光ビームは、カップリングレ
ンズ２を透過した後、収束光束でも、発散光束であって
もかまわない。また、光走査装置としての走査光学系
は、ミラー１０と、結像素子１１と、同期センサ１２と
を有している。ミラー１０は、偏向器４からの光ビーム
を反射して結像素子１１に入射させる。結像素子１１
は、入射された光ビームを同期センサ１２に導く。この
同期センサ１２と結像素子１１およびミラー１０は、他
の走査光学系との間で走査タイミングの同期をとるため
のものである。

【０００７】次に、本発明の光走査装置を図２に基づい
て説明する。図２に示すように、本発明の光走査装置
は、回路基板１０４と、この回路基板１０４の上に主走
査方向に所定距離をおいて配列されている複数の光走査
モジュール（光走査ユニット）１０１、１０２、１０３
とを有している。各光走査モジュール１０１、１０２、
１０３は、セラミックまたはエポキシ系樹脂製の保持枠
体（パッケージ）１０１ａ、１０２ａ，１０３ａと、こ
れらの保持枠体１０１ａ、１０２ａ，１０３ａの各々に
収容されている図１に示した光源１と、カップリングレ
ンズ２と、絞り部材３と、線像結像光学系４と、偏向器
５と、ｆθレンズ６と、ミラー８（偏向器５およびｆθ
レンズ６のみが図示されている）とを有している。基板
１０４の外側には、長尺レンズ１０９が回路基板１０４
と所定距離をおいて配置されている。この長尺レンズ１
０９は、図１の長尺レンズ７と対応するものである。光
源１は、レーザーダイオードで構成されている。偏向器
５は、ポリゴンミラーで構成されている。また、保持枠
体１０１ａ、１０２ａ，１０３ａには、種々の回路が収
容されている。保持枠体１０１ａ〜１０３ａの側縁に
は、複数のリード端子１１９が設けられている。光源１
の駆動回路（図示せず）および偏向器５の駆動回路（図
示せず）は、リード端子１１９により保持枠体１０１ａ
〜１０３ａ内の前記各回路に接続されている。光走査モ
ジュール１０１〜１０３の保持枠体１０１ａ〜１０３ａ
は、回路基板１０４上に形成された前記回路にリード端
子１１９をハンダ付けすることにより回路基板１０４に
固定されている。保持枠体１０１ａ〜１０３ａを回路基
板１０４に固定する際に、感光体表面等の被走査面１０
５における光走査モジュール１０１、１０２、１０３の
走査線１０６、１０７、１０８の傾きおよび副走査方向
の位置を監視しながら、保持枠体１０１ａ〜１０３ａの
底面を回路基板１０４の上面に沿わせてθ方向およびｙ
方向における位置決めを行って各走査線１０６、１０
７、１０８を同一直線上に合わせる。なお、実施の形態
では光走査モジュール１０１〜１０３を１つの回路基板
１０４に配列したが、光走査モジュール１０１〜１０３
を回路を有しない同一平面の基板に配列してもよい。例
えば、光走査モジュール１０１〜１０３の各々の記録幅
は約８０ｍｍであり、実施の形態ではＡ４幅用として３
つの光走査モジュール１０１〜１０３が配置される。こ
のように、実施の形態においては、１ラインを主走査方
向に複数に分割して走査を行うが、必ずしも同一直線上
に合わせる必要はなく、飛び越しラインの走査によりタ
イミング制御によって重ね合わせてもよい。

【０００８】各光走査モジュール１０１〜１０３から射
出された光ビームは、副走査方向に集束作用があるトロ
イダルレンズ面を走査方向に連続して成形した長尺レン
ズ１０９を介して被走査面１０５にスポット状に結像さ
れる。各走査領域は若干の重なり部を有するように走査
され、走査領域外の光ビームはミラー１１０、１１１、
１１２、１１３により反射される。各光走査モジュール
１０１〜１０３の走査方向の両端には、同期センサ１１
４、１１５、１１６、１１７が配置されている。これら
の同期センサ１１４、１１５、１１６、１１７は、光走
査モジュール１０１〜１０３の走査領域の走査始端およ
び走査終端で光ビームを検出するようにしている。光走
査モジュール１０１〜１０３は、それぞれ走査領域の走
査始端および走査終端を検出する２個の同期センサを有
するようにしてもよいが、図示した実施の形態において
は隣り合った光走査モジュール１０１〜１０３は走査始
端と走査終端を検出する同期センサを共有するようにし
ている。なお、図示した実施の形態においてはミラー１
１０、１１１、１１２、１１３は長尺レンズ１０９の直
前に配置され、これにより走査範囲を規制して長尺レン
ズ１０９の隣接するレンズ面への光ビームの入射を阻止
している。図３は回路基板の上に３つの光走査モジュー
ルを主走査方向に沿って配置した光走査装置の略側面図
である。図３に示すように、回路基板１０４は、Ａ２部
およびＢ２部により所定の支持部材に締結されている。
光走査モジュール１０１〜１０３内の各部分ａ２、ｂ
２、ｃ２に偏向器５が配置されている。光走査モジュー
ル１０１〜１０３を支持した回路基板１０４がＡ２部お
よびＢ２部を支点として曲線２０２で示すような振動モ
ードを有している場合に、光走査モジュール１０１〜１
０３における部分ａ２、ｂ２、ｃ２に位置する各偏向器
５が回路基板１０４の振動時における振動の節となる位
置に配置されている。この場合には、各偏向器５は回路
基板１０４の振動の節となる位置に配置されているか
ら、回路基板１０４の振動の影響をほとんど受けない。

【０００９】図４は、図３に示す各光走査モジュールに
よる被走査面における走査線の軌跡をモデル化して示す
図である。図４に示すように、各光走査モジュール１０
１〜１０３による被走査面１０５における走査線１０
６、１０７、１０８は、回路基板１０４の振動の影響を
ほとんど受けない。なお、光走査モジュール１０１〜１
０３は、偏向器５を回路基板１０４の振動時における振
動の節の近傍に配置してもよく、また、偏向器５を回路
基板１０４の振動時における振動の腹から所定距離だけ
離隔した位置に配置してもよい。この場合には、偏向器
５は回路基板１０４の振動の影響をあまり受けない。さ
らに、複数の光走査モジュール１０１〜１０３は、回路
基板１０４の上に相互に非対称に配列してもよい。例え
ば、複数の光走査モジュール１０１〜１０３の隣り合う
２つのものは、相互に１８０度だけ回転した状態で配置
してもよい。この場合にも、偏向器５は振動時における
振動の腹から所定距離だけ離れるから回路基板１０４の
振動の影響をあまり受けない。図５は本体および回路基
板の振動の状態を示す図である。曲線２０５は電子写真
式画像形成装置の本体の振動モードを示している。偏向
器５が起こす振動の偏向周波数と本体の振動周波数が共
振する場合には曲線２０６で示すように回路基板１０４
の振動の振幅は拡大する。偏向器５の偏向周波数と本体
の振動周波数が互いに打ち消す場合には曲線２０７で示
すように回路基板１０４の振動の振幅は小さくなる。図
６は、偏向器および本体の固有振動数を示す図である。
偏向器５の固有振動数はＸで示す値であり、本体の固有
振動数はＹで示す値である。図６に示すように、偏向器
５の固有振動数と本体の固有振動数とは、所定値以上だ
け離す必要がある。なお、図２に示すように、複数の光
走査モジュール１０１〜１０３を同一の回路基板１０４
の上に光走査線の走査方向を合わせて配置することによ
り、長尺レンズ１０９の一体化が可能となり、被走査面
１０５と回路基板１０４との間にミラー１１０〜１１３
を配置する場合にはミラー１１０〜１１３の配置が容易
であり、かつ、隣り合った光走査モジュール１０１〜１
０３が走査線の走査始端と走査終端を検出するためのミ
ラーを共有することができる。本発明は、プリンタ、デ
ジタル複写機、デジタルファクスあるいはデジタル印刷
機等の電子写真式画像形成装置の書込み光学系のみでな
く、光走査装置を用いるあらゆる装置について適用する
ことができる。

【００１０】

【発明の効果】以上のように、請求項１に記載の発明
は、偏向器が基板の振動時における振動の腹となる位置
から所定距離だけ離隔した位置に配置されているから、
偏向器が基板の振動の影響をあまり受けないので、バン
ディングを低減し、複数の光走査モジュールによる走査
線のつなぎ部の副走査方向におけるずれを低減すること
ができるため画像の劣化を防止することができる。請求
項２に記載の発明は、偏向器が基板の振動時における振
動の節となる位置または節の近傍に配置されているか
ら、偏向器が基板の振動の影響をほとんど受けないの
で、バンディングを低減し、複数の光走査モジュールに
よる走査線のつなぎ部の副走査方向におけるずれを低減
することができるため画像の劣化を防止することができ
る。。請求項３に記載の発明は、光走査モジュールが基
板の上に相互に非対称に配列されているから、偏向器が
基板の振動の影響をあまり受けないので、バンディング
を低減し、複数の光走査モジュールによる走査線のつな
ぎ部の副走査方向におけるずれを低減することができる
ため画像の劣化を防止することができる。請求項４に記
載の発明は、請求項１乃至３の１つに記載の光走査装置
において、光走査モジュールは同一の基板の上に光ビー
ムの走査方向を合わせて配列されているから、偏向器が
基板の振動の影響をほとんど受けないので、バンディン
グを低減し、複数の光走査モジュールによる走査線のつ
なぎ部の副走査方向におけるずれを低減することができ
るため画像の劣化を防止することができ、かつ、光学系
を容易に配置することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１つの実施の形態としての光走査装置
の走査光学系の基本的構成を示す斜視図である。

【図２】本発明の１つの実施の形態としての光走査装置
の複数の光走査モジュールのキャップ部を外した状態を
示す斜視図である。

【図３】回路基板の上に３つの光走査モジュールを配置
した本発明の１つの実施の形態としての光走査装置の略
側面図である。

【図４】図３に示す各光走査モジュールによる被走査面
における走査線の軌跡をモデル化して示す図である。

【図５】図２の光走査装置における本体および回路基板
の振動の状態を示す図である。

【図６】図２の光走査装置における偏向器および本体の
固有振動数を示す図である。

【図７】回路基板の上に３つの光走査モジュールを配置
した従来の光走査装置の略側面図である。

【図８】図７に示す従来の光走査装置の各光走査モジュ
ールによる被走査面における走査線の軌跡をモデル化し
て示す図である。

【符号の説明】

１光源、２カップリングレンズ、３絞り部材、４
線像結像光学系、５偏向器、６ｆθレンズ、７長
尺レンズ、８ミラー、９被走査媒体、１０ミラ
ー、１１結像素子、１２同期センサ、１−１〜１０
３光走査モジュール、１０４回路基板、１０５被
走査面、１０６〜１０８走査線、１０９長尺レン
ズ、１１０〜１１３ミラー、１１４〜１１７同期セ
ンサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発光源と、この発光源からの光ビームを
偏向し繰り返し走査する偏向器を有する光学系とを同一
の保持枠体に収容してなる複数の光走査モジュールを同
一の基板の上に配列した光走査装置において、前記偏向
器は前記基板の振動時における振動の腹となる位置から
所定距離だけ離隔した位置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】発光源と、この発光源からの光ビームを
偏向し繰り返し走査する偏向器を有する光学系とを同一
の保持枠体に収容してなる複数の光走査モジュールを同
一の基板の上に配列した光走査装置において、前記偏向
器は前記基板の振動時における振動の節となる位置また
は節の近傍に配置されていることを特徴とする光走査装
置。
【請求項３】発光源と、この発光源からの光ビームを
偏向し繰り返し走査する偏向器を有する光学系とを同一
の保持枠体に収容してなる複数の光走査モジュールを同
一の基板の上に配列した光走査装置において、前記光走
査モジュールは基板の上に相互に非対称に配列されてい
ることを特徴とする光走査装置。
【請求項４】請求項１乃至３のいずれか１つの項に記
載の光走査装置において、前記光走査モジュールは同一
の基板の上に光ビームの走査方向を合わせて配列されて
いることを特徴とする光走査装置。