JP2005201973A - 走査光学装置及びカラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体レーザの自己発熱によるレーザホルダの熱変形で印刷画質が劣化するのを低減させること。
【解決手段】半導体レーザとコリメータレンズを具備した光源ユニットと、光源ユニットから出射されたレーザ光束を偏向する偏向手段と、偏向手段により偏向されたレーザ光束を感光体上に結像走査する結像光学系と、結像光学系らを収容する光学箱とを有し、光源ユニットは光学箱に対し光軸方向には少なくとも２箇所以上の位置で当接し、半導体レーザ内部に有する発光点の位置は２箇所以上の当接位置に挟まれる範囲内にあることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＢＰやデジタル複写機、デジタルＦＡＸ等の電子写真装置においてレーザビームを使用して光書き込みを行う走査光学装置に関するものである。

従来、走査光学装置は、特許文献１に記載されているように、マルチビーム半導体レーザを用いる場合では、レーザを保持するレーザホルダを、光学箱の上方向から組付け固定部材と光学箱とにより挟持固定し、組立て性を向上させるという工夫がなされている。

特開平１１−３８３４２号公報

しかしながら、上記従来例では光軸方向にはレーザホルダと光学箱が当接する位置に発光点が配置されることもあり得る構成であったため、以下のような欠点があった。

即ち、半導体レーザの発熱によってレーザホルダが熱変形し、レーザユニットが光学箱に対して傾いてしまう。これによってレーザ光軸が傾いてしまい、回転多面鏡や結像光学系上も設計値からずれた場所を通過して感光体ドラム上に照射され、印刷画質が劣化するという欠点があった。

本発明の目的は上述の問題を解消し、半導体レーザの自己発熱によるレーザホルダの熱変形で印刷画質が劣化するのを低減させることである。

上記目的を達成するため、本発明は、半導体レーザとコリメータレンズを具備した光源ユニットと、光源ユニットから出射されたレーザ光束を偏向する偏向手段と、偏向手段により偏向されたレーザ光束を感光体上に結像走査する結像光学系と、結像光学系らを収容する光学箱とを有し、光源ユニットは光学箱に対し光軸方向には少なくとも２箇所以上の位置で当接し、半導体レーザ内部に有する発光点の位置は２箇所以上の当接位置に挟まれる範囲内にあることを特徴とする。

光源ユニットを複数有し、複数の光源ユニットからのレーザ光束は偏向手段によって各々の光源ユニット毎に互いに異なる方向に反射偏向され、これら偏向されたレーザ光束は各々光源ユニット毎に対応した複数の結像光学系を通過しても良い。

走査光学装置から出射されたレーザ光束を、複数の結像光学系に各々対応した像坦持体上に導光し、各々の像坦持体面に互いに異なった色の画像を形成してカラー画像を形成しても良い。

本発明によれば、２箇所の支持部の間に発光点を配置することによって、２箇所の支持部で発生するレーザホルダの熱膨張の相対差が小さくなり、レーザユニットのおじぎ量が小さくなる。これによって、その後のレンズ系でビームの通過する位置がずれにくくなって感光ドラム上でのピント・照射位置のずれが緩和され、延ては静電潜像での印刷画質劣化が低減できるという効果が期待できる。

以下に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２は本発明の実施の形態に係るカラー画像形成装置を示す図である。

本実施の形態においては、画像情報に基づいて各々光変調された各ビームＬＣ，ＬＭ，ＬＹ，ＬＫが各々の光学箱３６から出射し、各々対応する感光ドラム４６Ｃ，４６Ｍ，４６Ｙ，４６ＢＫ面上を照射して潜像を形成する。この潜像は一次帯電器４７Ｃ，４７Ｍ，４７Ｙ，４７ＢＫによって各々一様に帯電している感光ドラム４６Ｃ，４６Ｍ，４６Ｙ，４６ＢＫ面上に形成されており、現像器１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ，１ＢＫによって各々シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの画像に可視像化され、転写ベルト４４上に送り出される。

転写ベルト４４上を精度良く搬送されている間に感光ドラム４６Ｃ，４６Ｍ，４６Ｙ，，４６ＢＫ面上に形成されたシアンの画像、マゼンタの画像、イエローの画像、ブラックの画像が順に転写材４５上に転写されてカラー画像が形成される。駆動ローラ５２は、転写ベルト４４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（図示せず）と接続している。転写材４５上に形成されたカラー画像は、定着器５３によって熱定着された後、排紙ローラ５４等によって搬送されて装置外に出力される。

図３は本実施の形態における走査光学装置の構成を説明した図である。

半導体レーザ３９Ｃ，３９Ｍから出射されたビームは、ポリゴンミラー３１ａによって異なる方向に走査される。ポリゴンミラー３１ａによって走査されたビームは、それぞれ走査レンズ３２Ｃ，３２Ｍを透過し、折り返しミラー３３Ｃ，３３Ｍによって反射されて、感光ドラム４６Ｃ，４６Ｍ，４６Ｙ，４６ＢＫに結像する。このような走査光学系を２対並列に並べることで、４つの感光ドラム上に走査光を導いている。

図４は本実施の形態におけるレーザユニット３０の構成を説明した図である。

半導体レーザ３９は、レーザホルダ４に圧入固定され、コリメータレンズ３８は、コリメータ鏡筒５に接着固定されている。そして、レーザホルダ４に対しコリメータ鏡筒５をピント方向と光軸に垂直な照射位置ＸＹ方向の計３次元方向に対して寸法公差内に入るように高精度に位置を調整し接着固定することでユニット化（レーザユニット３０）している。

図５は本実施の形態における半導体レーザ３９の構成を説明した図である。

半導体レーザ３９の内部には端面発光型のレーザチップ４０からのレーザ光が窓４１を通してコリメートレンズ３８側に取り出されてコリメートされたレーザビームとなり、一方、レーザチップ４０からの背面レーザ光はパッケージに内蔵したフォトダイオード９により検出され、光量を一定に保つ所謂ＡＰＣ動作に利用される。これらＡＰＣ動作はレーザ駆動電流に対してレーザ光とがほぼ等価的に変化することを利用するものであって、通常は走査レーザ光による有効書込み領域外で、走査回毎の書込み開始直前に行うか、通紙する頁間隔の期間にこれら光量調整は行われている。

図６は本実施の形態における光源部の構成を説明した斜視図である。

レーザユニット３０は、板バネ３でもって光学箱３６に固定されるが、板バネ３は光学箱３６に対してビス６止め等の手段を用いて締結される。光学箱３６は、光軸方向には２箇所の支持部７を有し、これら支持部７によってレーザユニット３０を支持している。

図７は本実施の形態の反対例を示す図であり、光源部の構成を説明した上面図と断面図である。半導体レーザ３９の内部にある発光点４３は光軸方向には２箇所の支持部７で挟まれる範囲よりも外に配置されている。

画像形成装置が印字を開始すると半導体レーザ３９が発光する際の自己発熱が発生し、これによりレーザホルダ４は、半導体レーザ３９に最も近い部分で最も加熱されて熱膨張が最も大きくなる。すると、レーザホルダ４は、光学箱３６に２箇所の支持部７で接しているため、２箇所の支持部７で挟まれる範囲の外に発光点４３を配置している本形態では、レーザユニット３０が所謂おじぎをする光軸傾きが発生してしまう。すると、レーザユニット３０から出射されたビームは、その後のレンズ系でも設計位置からずれた位置を通過して、感光ドラム４６Ｃ，４６Ｍ，４６Ｙ，４６ＢＫ上でピント・照射位置が設計値からずれる。即ち、静電潜像で印刷画質が劣化してしまう。

そこで、本実施の形態では、図１に示すように、半導体レーザ３９の内部にある発光点４３を光軸方向には２箇所の支持部７で挟まれる範囲の間に配置する。

図１に示すように、２箇所の支持部７の間に発光点４３を配置した場合、レーザホルダ４の熱膨張が２箇所の支持部７の間で相対差が小さくなり、結果的にレーザユニット３０のおじぎが小さくなる。これによりその後のレンズ系でもビームの通過する位置が設計値からずれにくくなり、感光ドラム４６Ｃ，４６Ｍ，４６Ｙ，４６ＢＫ上でピント・照射位置もずれが小さくなる。延ては静電潜像での印刷画質劣化が低減できるという効果が期待できる。

本発明は、ＬＢＰやデジタル複写機、デジタルＦＡＸ等の電子写真装置においてレーザビームを使用して光書き込みを行う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に係る走査光学装置の光源部を説明する上面図及びその断面図である。 本発明の実施の形態１に係る画像形成装置を説明する断面図である。 本発明の実施の形態１に係る走査光学装置を説明する上面図及びその断面図である。 本発明の実施の形態１に係る光源部のレーザユニット構成を説明する斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る光源部の半導体レーザ周りの構成を説明する斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る走査光学装置の光源部を説明する斜視図である。 本発明の実施の形態１の反対例である走査光学装置の光源部を説明する上面図及びその断面図である。

符号の説明

１ 現像器
２ 転写ローラ
３ 板バネ
４ レーザホルダ
５ コリメータ鏡筒
６ ビス
７ 支持部
３０ レーザユニット
３１ ポリゴンミラー
３２ 走査レンズ
３３ 折り返しミラー
３６ 光学箱
３７ シリンダレンズ
３８ コリメートレンズ
３９ 半導体レーザ
４０ レーザチップ
４２ フォトダイード
４３ 発光点
４４ 転写ベルト
４５ 転写材
４６ 感光ドラム
４７ １次帯電器
４８ クリーナ
４９ 給紙トレイ
５０ 給紙ローラ
５１ レジストローラ
５２ 駆動ローラ
５３ 定着器
５４ 排紙ローラ

Claims (3)

1. 半導体レーザとコリメータレンズを具備した光源ユニットと、光源ユニットから出射されたレーザ光束を偏向する偏向手段と、偏向手段により偏向されたレーザ光束を感光体上に結像走査する結像光学系と、結像光学系らを収容する光学箱とを有し、光源ユニットは光学箱に対し光軸方向には少なくとも２箇所以上の位置で当接し、半導体レーザ内部に有する発光点の位置は前記２箇所以上の当接位置に挟まれる範囲内にあることを特徴とする走査光学装置。
2. 前記光源ユニットを複数有し、複数の前記光源ユニットからのレーザ光束は前記偏向手段によって各々の光源ユニット毎に互いに異なる方向に反射偏向され、これら偏向されたレーザ光束は各々光源ユニット毎に対応した複数の前記結像光学系を通過することを特徴とする請求項１記載の走査光学装置。
3. 走査光学装置から出射されたレーザ光束を、複数の前記結像光学系に各々対応した像坦持体上に導光し、各々の像坦持体面に互いに異なった色の画像を形成してカラー画像を形成することを特徴とする請求項１〜２記載のカラー画像形成装置。

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