JP2005201941A - 走査光学装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来のような走査光学装置の構成において走査レンズの長手方向へのスキャナモータの軸倒れを安価な方法で抑制し、高精細な記録画像を提供できる走査光学装置を実現すること。
【解決手段】光源部と、前記光源部からの光束を偏向走査する回転多面鏡と回転軸とを有する偏向走査手段と、前記偏向走査手段により偏向走査された光束を像担持体上に集光させる光学部材群と、該光学部材群を収容する筐体とを有する走査光学装置において、前記光学部材群によって前記像担持体上に集光された光束位置及び集光されたスポット形状の変動に最も敏感な前記回転軸倒れ方向に前記偏向走査手段の前記筐体への固定箇所を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、シート等の転写材（記録媒体）上に画像を形成する機能を備えた、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置に関し、特に、これらの装置に備えられる走査光学装置に関するものである。

図５は従来の画像形成装置を示す概略図である（例えば特許文献１参照）。

同図において、５０１は後述する構成より成る走査光学装置、１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ，１ＢＫは等ピッチに配置された、各々所定面としての像担持体であり、例えば感光ドラムにより構成している。以下に、図５を用いて画像形成手段による画像形成動作について説明する。

画像情報に基づいて各々光変調された各光束（レーザビーム）ＬＣ，ＬＭ，ＬＹ，ＬＢＫが走査光学装置５０１を出射し、各々対応する感光ドラム１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ，１ＢＫ面上を照射して静電潜像を形成する。この潜像は、１次帯電器２Ｃ，２Ｍ，２Ｙ，２ＢＫによって各々一様に帯電している感光ドラム１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ，１ＢＫ面上に形成されており、現像器４Ｃ，４Ｍ，４Ｙ，４ＢＫによって各々、シアン，マゼンダ，イエロー，ブラックのトナー画像に可視像化され、転写ベルト５０２上を搬送されてくる転写材Ｐに転写ローラ５Ｃ，５Ｍ，５Ｙ，５ＢＫによって順に静電転写されることによってカラー画像が形成される。

その後、感光ドラム１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ，１ＢＫ面上に残っている残留トナーはクリーナー６Ｃ，６Ｍ，６Ｙ，６ＢＫによって除去されて、次のカラー画像を形成するために再度１次帯電器２Ｃ，２Ｍ，２Ｙ，２ＢＫによって一様に帯電される。

上記転写材Ｐは、給紙トレイ５０３上に積載されており、給紙ローラ５０４によって１枚ずつ順に給紙され、レジストローラ５０５によって画像の書き出しタイミングに同期を取って転写ベルト５０２上に送り出される。転写ベルト５０２上を精度良く搬送されている間に、感光ドラム１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ，１ＢＫ面上に形成されたシアンの画像，マゼンダの画像，イエローの画像，ブラックの画像が順に転写材Ｐ上に転写されてカラー画像が形成される。駆動ローラ５０６は転写ベルトの送りを精度良く行っており、回転ムラの小さな駆動モータ（図示しない）と接続している。転写材Ｐ上に形成されたカラー画像は定着器５０７によって熱定着された後、排紙ローラ５０８等によって搬送されて装置外に出力される。

図６は従来の走査光学装置の構成を説明するための図であり、（ａ）は概略上視図、（ｂ）は概略断面図である。

光源部としての半導体レーザ６０１ａ，６０１ｂ，６０１ｃ，６０１ｄから出射されたビーム（光束）は、偏向走査手段を構成する回転多面鏡６０２，６０３の異なる面に入射し、それぞれ異なる方向に走査される。回転多面鏡６０２，６０３によって走査されたビームＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４は、それぞれ１枚目の走査レンズ６０４ａ，６０４ｂ，６０４ｃ，６０４ｄを透過し、感光ドラムピッチと同一ピッチであって、入射光束に対して同一角度になるように配置された折り返し部材としての折り返しミラー６０５ａ，６０５ｂ，６０５ｃ，６０５ｄによって方向をα°変えられて、２枚目の走査レンズ６０６ａ，６０６ｂ，６０６ｃ，６０６ｄを透過し、４つの感光ドラム上に走査光を結像できる。ここで、１枚目の走査レンズ６０４ａ，６０４ｂ，６０４ｃ，６０４ｄ、折り返しミラー６０５ａ，６０５ｂ，６０５ｃ，６０５ｄ、２枚目の走査レンズ６０６ａ，６０６ｂ，６０６ｃ，６０６ｄにより光学部材群が構成されている。１枚目の走査レンズ６０４ａ，６０４ｂ，６０４ｃ，６０４ｄは全て同一の部品であり、図２（ａ）において紙面と垂直方向を上下方向とすると６０４ａと６０４ｃとは６０４ｂと６０４ｄとを上下逆さにして配置した構成となっている。折り返しミラー６０５ａ，６０５ｂ，６０５ｃ，６０５ｄも全て同一部品であり、２枚目の走査レンズ６０６ａ，６０６ｂ，６０６ｃ，６０６ｄも全て同一部品である。

走査光学装置５０１は、回転多面鏡６０２，６０３を各々備えた偏向走査手段としてのスキャナモータ６０７，６０８を１つの筐体６０９の同一平面上に備え、且つ、その他の折り返しミラー６０５ａ，６０５ｂ，６０５ｃ，６０５ｄや走査レンズ６０４ａ，６０４ｂ，６０４ｃ，６０４ｄ，６０６ａ，６０６ｂ，６０６ｃ，６０６ｄ等の走査光学系（走査光学手段）の全てを樹脂等によって成型された筐体６０９内に備え、蓋部材としての蓋６１０によって回転多面鏡側の空間を密閉することで、騒音と汚れの巻き込みを防いでいる。

スキャナモータ６０７，６０８の筐体６０９への取り付けは、ビス６１１ａ，６１１ｂ，６１１ｃ，６１１ｄ，６１１ｅ，６１１ｆ等で、スキャナモータ６０７，６０８の回路基板を筐体６０９へ締結することにより行われる。筐体６０９における各々のビスの対向面には、ビス頭の径と同等径の面精度の良い突出した座面が形成されており、スキャナモータ６０７，６０８の締結はこの座面に対して行われる。

特開２００３−１４００７０号公報

しかしながら、上記従来技術によれば、回転多面鏡付近のスキャナモータ固定ビス６１１ａ，６１１ｂ（６１１ｃ，６１１ｄ）が、ビス６１１ａと６１１ｂとを結んだ直線と走査レンズの長手方向とが所定の角度を有して配置されている。そのため、次のような欠点がある。

スキャナモータにおいて回転多面鏡付近をビス２点で固定する構成では、２点のビスを結んだ直線方向の軸倒れを最も抑制することができる。従って、従来のスキャナモータの固定配置では、２点のビスを結んだ直線と走査レンズの長手方向とが一致していないため、走査レンズの長手方向の軸倒れは、２点のビスを結んだ直線方向の軸倒れより倒れ量が多く、走査レンズの長手方向の軸倒れを最も抑制した構成ではなかった。

走査レンズの長手方向へスキャナモータの軸が倒れていると、回転多面鏡へ入射するレーザ光束の入射角度と反射角度が変わり、走査レンズへの入射位置と入射角度がずれる。走査レンズへの入射位置と入射角度の規定量からのずれ量は、走査レンズの長手方向の各々の位置において異なるため、感光ドラム上でのレーザ光束の照射位置は規定の走査線から各々ずれることになる。つまり、走査線に許容量以上の曲がりが発生することとなる。従来の走査光学装置の構成では回転多面鏡１つで感光ドラム２つの表面を走査するが、この構成においては各々の感光ドラム上での走査線の上記曲がりが逆方向へ発生することとなり、転写材上で色ずれを起こし易く、画像品質の低下を招くことになる。

又、同様に回転多面鏡へ入射するレーザ光束の入射角度と反射角度が変化は、回転多面鏡上で形成されているレーザ光束の断面形状内でも生じる。このため、感光ドラム上でレーザ光束の所望のスポット形状が得られず、斜めに傾いたようなスポット形状となり、高精細な記録画像を得られなくなる。

以上より走査レンズの長手方向へのスキャナモータの軸倒れは厳しく抑制する必要がある。

本発明の目的は、上記従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、従来のような走査光学装置の構成において走査レンズの長手方向へのスキャナモータの軸倒れを安価な方法で抑制し、高精細な記録画像を提供できる走査光学装置を実現することにある。

上記の目的を達成するため、本発明は、光源部と、前記光源部からの光束を偏向走査する回転多面鏡と回転軸とを有する偏向走査手段と、前記偏向走査手段により偏向走査された光束を像担持体上に集光させる光学部材群と、該光学部材群を収容する筐体とを有する走査光学装置において、前記光学部材群によって前記像担持体上に集光された光束位置及び集光されたスポット形状の変動に最も敏感な前記回転軸倒れ方向に前記偏向走査手段の前記筐体への固定箇所を設けたことを特徴とする。

１つ以上の発光点を有する前記光源部が２つ設けられ、前記偏向走査手段は、前記２つの光源部からの光束を偏向走査する回転多面鏡を有しており、該２つの光源部から照射された光束を該回転多面鏡の異なる面に入射・偏向走査させて、該光束を該回転多面鏡に対して略対称に配置させた２系統の前記光学部材群を経て前記像担持体上に導光すると良い。

前記偏向走査手段の前記筐体への前記固定箇所を結んだ直線が前記回転軸の略中心を通っており、又、前記回転軸から各々の前記固定箇所までの距離が略等しいと良い。

前記固定箇所が前記光学部材群の長手方向上に設けられていると良い。

前記回転軸倒れ量を規定量に調整するための調整機構を、前記偏向走査手段を前記筐体に固定する手段部に設けると良い。

前記回転軸倒れ量を規定量に調整するための調整機構を、前記偏向走査手段内に設けると良い。

上述の構成を有する走査光学装置は、最も軸倒れの抑制が必要な方向に偏向走査手段の固定箇所を設けているため、感光ドラム上のレーザ光束の照射位置変動を最小限に抑えることが可能となる。又、偏向走査手段の固定箇所等に軸倒れ調整機構を設けることにより、感光ドラム上のレーザ光束の照射位置を変動規定量内に確実に追い込むことができる。

本発明によれば、軸倒れを抑制すべき方向上に、スキャナモータの固定箇所が設けられているため、部品精度で抑制可能な軸倒れ量を効果的に達成しており、可能な限り軸倒れ量が抑制されている。従って、感光ドラム上でのレーザ光束の照射位置変動及びスポット形状変化が低減され、各色に異なる走査光学装置が配置されたカラー画像形成装置においては色ずれ量が少なくなり、高精細な記録画像を得ることができる。

本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

＜実施の形態１＞
図１は実施の形態１によるスキャナモータ周辺の平面図である。この図において１０１は回転多面鏡を回転駆動するスキャナモータ、１０２はレーザ光束を偏向走査する回転多面鏡、１０３は回転多面鏡と一体である回転軸、１０４は回路基板、１０５は走査光学装置の各光学部品を収容する筐体、１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃはスキャナモータ１０１を筐体１０５に固定するためのビス、１０７ａ，１０７ｂは走査レンズである。その他の走査光学装置の構成は従来例と同様であり、説明は省略する。

上述の構成において、スキャナモータ１０１は、ビス１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃの３点で筐体１０５に固定されている。スキャナモータ１０１と筐体１０５の当接面は、筐体１０５からビス頭と同等径の面精度の良い座面１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｃをビスの対向側から回路基板１０４側へ突出させることにより、その座面内で形成されている。ビス１０８ａと１０８ｂとを結ぶ直線は、Ｙ方向（走査レンズ１０７ａ若しくは１０７ｂの長手方向）と略平行であり、回転多面鏡１０２の略中心を通っている。

又、回転多面鏡１０２の中心からビス１０６ａと１０６ｂとまでの距離は略同じになっている。ビス１０６ａと１０６ｂは走査レンズ１０７ａ若しくは１０７ｂの長手方向と略平行に配置されているため、回転軸１０３の長手方向への倒れを最も抑えることのできる構成となっている。

スキャナモータ１０１と筐体１０５とは座面１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｃを介して当接しているが、座面１０８ａと１０８ｂの面が傾いているとスキャナモータ１０１も傾いて固定される。しかしながら、ビス１０８ａと１０８ｂとを結ぶ直線が回転多面鏡１０２の中心を通っているため、座面の傾きによるスキャナモータ１０１の傾きが前記直線周りに生じても、回転多面鏡１０２の紙面垂直方向への移動を最小限に抑えることができる。回転多面鏡１０２の反射面にレーザ光束を確実に反射させるためには回転多面鏡１０２の紙面垂直方向への移動はなるべく抑えるのが良い。

又、スキャナモータ１０１は高速で回転多面鏡１０２を回転させ、レーザ光束を偏向走査しているが、回転中心に対して少なからずインバランス量を生じているため、スキャナモータ１０１は、回転多面鏡１０２を回転させることによって振動を発生させている。振動量は高速に回転するほど大きくなる。

しかしながら、回転多面鏡１０２はレーザ光束を偏向走査する反射面を有するため、回転多面鏡１０２の反射面外への振動は極力抑える必要がある。反射面外に振動が生じると記録画像の精細さを欠いたり、記録画像内にピッチむらを生じたりして画像品質の低減となる。ここで、本実施の形態では、回転多面鏡１０２の周辺にあるビス１０６ａ，１０６ｂを回転多面鏡１０２の中心を通して配置し、又、２つのビスを回転中心から等距離に配置しているため、回転多面鏡１０２がお辞儀するような振動をなるべく抑えることができ、つまりは反射面外への振動を極力抑えることができる。

尚、最近では画像形成装置の小型化が求められているが、それに伴い走査光学装置の小型化も求められている。そのため、スキャナモータ１０１と走査レンズ１０７ａ，１０７ｂとはなるべく近接して配置することとなり、回路基板１０４の配置スペースが限られてきた。従って、回路基板１０４は必然的に走査レンズの長手方向と同方向に長い形状の基板になってきている。このような基板形状では、スキャナモータ１０１が振動源であることを考えると前述のように回転多面鏡１０２の周辺の回路基板１０４を筐体１０５に固定するだけでは回路基板１０４の振動を抑制できず、回路基板１０４の端部の振動が大きくなり、びびり音等が発生する恐れがある。そのため、３本目のビスとしてビス１０６ｃで回路基板１０４の端部を筐体１０５へ固定している。

本実施の形態では、回転軸１０３のＹ方向（走査レンズの長手方向）への倒れを最も抑制した構成としており、Ｘ方向（走査レンズの短手方向）への回転軸１０３の倒れは或る程度生じることとなる。

しかしながら、本走査光学装置においては短手方向の軸倒れが生じてもキャンセルできる構成となっている。短手方向の軸倒れのキャンセルについて図２を用いて説明する。

図２は走査光学装置の部分断面図である。図２に示すように回転軸２０１の短手方向への軸倒れが生じると回転多面鏡２０２も同方向へ倒れを生じる。そのため、回転多面鏡２０２で反射されるレーザ光束２０３ａと２０３ｂは左右の走査レンズ２０４ａと２０４ｂへ斜めに入射する。レーザ光束の入射位置は、走査レンズ２０４ａは下側、走査レンズ２０４ｂは上側であり、その後、折り返しミラー２０５ａと２０５ｂとで反射され、走査レンズ２０６ａと２０６ｂに入射する。走査レンズ２０６ａと２０６ｂへのレーザ光束の入射方向は同方向であり、感光ドラム２０７ａと２０７ｂ上への照射位置も同位置となる。このように軸２０１が短手方向へ倒れても、感光ドラム２０７ａと２０７ｂ上へのレーザ光束の照射位置は同位置となるため、軸２０１の短手方向への軸倒れを厳しく抑制しなくても良い。

このように、走査レンズの短手方向への軸倒れ精度を緩くすることができるため、回転多面鏡周辺のビスが２点であっても、走査レンズの長手方向と略平行にビス１０６ａ，１０６ｂを配置することができ、走査レンズの長手方向の軸倒れをなるべく抑制することができる。

＜実施の形態２＞
図３は実施の形態２によるスキャナモータ周辺の側面図である。この図において３０１は回転多面鏡を回転駆動するスキャナモータ、３０２はレーザ光束を偏向走査する回転多面鏡、３０３は回転多面鏡と一体である回転軸、３０４は回転多面鏡と一体で回転するロータ、３０５は回路基板、３０６は軸受けを収容するスリーブ、３０７は走査光学装置の各光学部品を収容する筐体、３０８は回路基板３０５を押圧する弾性部材、３０９は回路基板３０５を固定するビス、３１０はビス３０９と対向側に配置された弾性部材である。

上述の構成において、スキャナモータ３０１は弾性部材３０８（例えば板バネ）とビス３０９とで筐体３０７に固定されている。スキャナモータ３０１の回転軸３０３と垂直方向の位置は、スリーブ３０６を筐体３０７に勘合気味に組み付けることにより位置決めしている。弾性部材３０８は筐体３０７に引掛け部を有し、回路基板３０５を筐体３０７に形成された座面に押圧している。ビス３０９は、回路基板３０５を筐体３０７に形成された座面に弾性部材３１０（例えば圧縮バネ）を介して押圧している。ビス３０９を締めることにより回路基板３０５は時計回りに傾き、つまりは回転軸３０３も時計回りに傾く。同様に、ビス３０９を緩めることにより回転軸３０３を反時計回りに傾かせることができる。従って、本構成ではビス３０９によって回転軸３０３の軸倒れ量を調整することが可能である。調整は、感光ドラム上相当位置におけるレーザ光束の照射位置を確認しながら照射位置が規定量に入るように行うのが良い。

又、図４は軸倒れ調整を可能とする他の構成を示した図であり、スキャナモータの部分断面図である。この図において４０１は軸受けを収容するスリーブ、４０２は回路基板、４０３はいもネジ等のビスである。ロータ等は省略してある。回路基板４０２は、スリーブ４０１にカシメ部４０１ａ等により固定されている。その際、回路基板４０２はスリーブ４０１の座面４０１ｂに当接してスリーブ４０１に対する姿勢を決めている。スキャナモータは筐体に回路基板４０２を介して固定されるため、筐体に対する軸倒れ精度を出すためには、回路基板４０２とスリーブ座面４０１ｂの面精度が非常に重要である。

しかしながら、現状において各々の面精度は加工能力の上限付近まで追い込んでおり、面精度だけで所望の軸倒れ精度を出すことは難しくなってきている。そこで、回路基板４０２にネジ穴を開け、いもネジ等のビス４０３を挿入し、スリーブ座面４０１ｂにビス４０３の先端を突き当てるような構成としている。ビス４０３は軸倒れを抑制したい方向に回転軸を挟んで少なくとも２箇所設けられている。ビス４０３を締めることにより回路基板４０２のカシメ部４０１ａを略回転中心として回路基板４０２とスリーブ座面４０１ｂの角度が開いていく。つまり、回転軸が反時計回りに倒れることとなる。同様に対向側のビスを締めれば回転軸が時計回りに倒れるよう調整が可能である。

このように軸倒れの精度が必要な場合は、ビスや弾性部材を用いて回転軸の倒れ量を調整し、規定量内に追い込むことが可能である。

本発明は、シート等の転写材（記録媒体）上に画像を形成する機能を備えた、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置に備えられる走査光学装置に対して適用可能である。

本発明の実施の形態１に係るスキャナモータ周辺の上面図である。 本発明の実施の形態１に係る走査光学装置の部分断面図である。 本発明の実施の形態２のスキャナモータ周辺の側面図である。 本発明の実施の形態２のスキャナモータの部分断面図である。 従来の画像形成装置を示す概略図である。 従来の走査光学装置の構成を説明するための図であり、（ａ）は概略上視図、（ｂ）は概略断面図である。

符号の説明

１０１，３０１ スキャナモータ
１０２，２０２，３０２，６０２，６０３ 回転多面鏡
１０３，２０１，３０３ 回転軸
１０４，３０５，４０２，６０７，６０８ 回路基板
１０５，３０７，６０９ 筐体
１０６ａ〜１０６ｃ，３０９，４０３，６１１ａ〜６１１ｆ ビス
１０７ａ，１０７ｂ，２０４ａ，２０４ｂ，２０６ａ，２０６ｂ，６０４ａ〜６０４ｄ，６０６ａ〜６０６ｄ 走査レンズ
１０８ａ〜１０８ｃ 座面（筐体）
２０３ａ，２０３ｂ レーザ光束
２０５ａ，２０５ｂ，６０５ａ〜６０５ｄ 折り返しミラー
２０７ａ，２０７ｂ 感光ドラム
３０４ ロータ
３０６，４０１ スリーブ
３０８ 板バネ
３１０ 圧縮バネ
４０１ａ カシメ部
４０２ｂ 座面（スリーブ）
５０１ 走査光学装置
５０２ 転写ベルト
５０３ 給紙トレイ
５０４ 給紙ローラ
５０５ レジストローラ
５０６ 駆動ローラ
５０７ 定着器
５０８ 排紙ローラ
６０１ａ〜６０１ｄ 半導体レーザ
６１０ 蓋

Claims (6)

1. 光源部と、前記光源部からの光束を偏向走査する回転多面鏡と回転軸とを有する偏向走査手段と、前記偏向走査手段により偏向走査された光束を像担持体上に集光させる光学部材群と、該光学部材群を収容する筐体とを有する走査光学装置において、
   前記光学部材群によって前記像担持体上に集光された光束位置及び集光されたスポット形状の変動に最も敏感な前記回転軸倒れ方向に前記偏向走査手段の前記筐体への固定箇所を設けたことを特徴とする走査光学装置。
2. １つ以上の発光点を有する前記光源部が２つ設けられ、前記偏向走査手段は、前記２つの光源部からの光束を偏向走査する回転多面鏡を有しており、該２つの光源部から照射された光束を該回転多面鏡の異なる面に入射・偏向走査させて、該光束を該回転多面鏡に対して略対称に配置させた２系統の前記光学部材群を経て前記像担持体上に導光することを特徴とする請求項１記載の走査光学装置。
3. 前記偏向走査手段の前記筐体への前記固定箇所を結んだ直線が前記回転軸の略中心を通っており、前記回転軸から各々の前記固定箇所までの距離が略等しいことを特徴とする請求項１又は２記載の走査光学装置。
4. 前記固定箇所が前記光学部材群の長手方向上に設けられていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の走査光学装置。
5. 前記回転軸倒れ量を規定量に調整するための調整機構を、前記偏向走査手段を前記筐体に固定する手段部に設けたことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の走査光学装置。
6. 前記回転軸倒れ量を規定量に調整するための調整機構を、前記偏向走査手段内に設けたことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の走査光学装置。

Images