JP2006154091A - 光書込装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 構成の簡素化、低コスト化およびコンパクト化が図れると共に、画像の記録位置を精度よく整合させて色ずれなどの不良画像が発生しないようにできる構成を備えた光書込装置を提供する。
【解決手段】 複数のレーザ光源から出射された光ビームを偏向手段および結像手段を介してスポット照射させる光書込装置８であって、スポット照射位置に向けて光ビームをスポット状に結像させる結像手段１４３をその厚さ方向で層状に重ねて配置し、複数のレーザ光源をこれの支持部においてそれぞれ異なる位置に配置するとともにレーザ光源から偏向手段１４２に至る光ビームの入射路のうちでビームの反射手段１４５ａを設ける入射路と反射手段を設けない入射路とを設定して偏向手段１４２に対する主走査方向の入射角を異ならせることにより結像手段１４３から出射する光ビームを主走査方向で互いに発散させるようにしたことを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、光書込装置およびこれを用いる画像形成装置に関し、さらに詳しくは、光ビームの照射機構に関する。

複写機やプリンタあるいはファクシミリ装置などの画像形成装置においては、潜像担持体として用いられる感光体への静電潜像を形成する装置の一つとしてレーザ光などの光ビームを用いる光書込装置が用いられる場合がある（例えば、特許文献１，２）。

一方、光書込装置には、複数のレーザ光源を用いてこれら光源から出射された光ビームを偏向手段および結像手段を介してそれぞれ複数設けられた感光体に導き、各感光体上にて画像情報に応じた画像を形成することができる多色画像形成装置も提案されている（例えば、特許文献３）。

多色画像を形成することができる画像形成装置に用いられる光書込装置の構成には、複数の光ビームを１つの偏光器に入射させ、各走査手段を階層状に構成して走査手段の設置スペースが大きくなるのを防止するようにした構成が提案されている（例えば、特許文献４）。

特開平６−１４８５５３号公報 特開平１０−２３２３６０号公報 特開２００２−１１６４００号公報 特開平４−１２７１１５号公報

特許文献４に開示されている構成では、偏向器を一つですませることができる反面、各光ビームを高さ方向に隔てて偏向走査する必要があるため、偏向器として用いられる回転多面鏡も縦方向での厚さを増加せざるを得ない。このため、これを駆動するモータへの負荷が増加し、高速回転が困難となる虞がある。

また、特許文献４に開示されている構成においては、一つの偏向器の両側から振り分け走査を行なう場合、一方は文頭から、もう一方は文末からというように各側で走査方向が異なるため、各々走査開始側で同期をとる光源の波長変化や温度変化に伴う結像手段の曲率変化等により倍率差（走査幅の変化）が生じた場合、各々の記録位置が走査方向にずれることがあり、これによって画像品質が劣化してしまう。

さらに、ｆθレンズ等を積層して配置する場合、レンズ通過後のビームを各々別の方向へ分離して、対応する感光体まで導く必要がある。
従来、この種光書込装置において光ビームは、レンズ光軸面内で平行に入射されるためレンズ透過後も平行に射出され、レンズ通過後に各ビーム毎にミラーを配置して分離している。しかしながら、そのスペースを確保するため積層できる間隔は８〜１０ｍｍ以上も必要となることがあり、この場合には、特に高さ方向で大型化してしまい、ポリゴンミラーも複数段に積み重ねるか、厚みを増して構成されるため、これによってもモータへの負荷増加やアンバランス量が増大し高速化に不利であった。
また、同期検知を行うための各ビームを別々の反射ミラー及び同期検知にて各ビームの書き出し位置を検出する場合に、偏向器の駆動モータ、いわゆるポリゴンモータ等の発熱によって各同期検知反射ミラー位置及び角度が微小に変化する。又、各々のビームを別の同期検知で測定する場合にもお互いの位置関係が微小に変化し、各ビームレジスト位置変化することがあり、これによって、照射スポット位置がずれてしまう虞がある。

本発明の目的は、上記従来の光書込装置における問題に鑑み、構成の簡素化、低コスト化およびコンパクト化が図れると共に、画像の記録位置を精度よく整合させて色ずれなどの不良画像が発生しないようにできる構成を備えた光書込装置および画像形成装置を提供することにある。

請求項１記載の発明は、複数のレーザ光源から出射された光ビームを偏向手段および結像手段を介してスポット照射させる光書込装置であって、
前記光ビームをスポット状に結像させる結像手段をその厚さ方向で層状に重ねて配置し、前記複数のレーザ光源をこれの支持部においてそれぞれ異なる位置に配置するとともに該レーザ光源から前記偏向手段に至る光ビームの入射路として、ビームの反射手段を設ける入射路と反射手段を設けない入射路とを設定して前記偏向手段に対する主走査方向の入射角を異ならせることにより前記結像手段から出射する光ビームを主走査方向で互いに発散させるようにしたことを特徴としている。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の光書込装置において、前記スポット照射位置近傍に設けられた照射開始タイミング検知手段を備え、前記照射開始タイミング検知手段は、前記結像手段から主走査方向で互いに発散される光ビームを同一位置に収束させる収束手段を備え、前記収束手段には、前記発散された複数の光ビームが入射するビーム検出器と、該ビーム検出器に対して発散された光ビームを導いて収束させる反射部材および結像部材とが備えられていることを特徴としている。

請求項４記載の発明は、請求項３記載の画像形成装置において、複数の潜像担持体を備え、各潜像担持体がスポット照射位置の対象部とされ、該潜像担持体での書込開始タイミングがスポット照射開始タイミングに相当させてあることにより、複数の色画像を各潜像担持体において形成することを特徴としている。

請求項５記載の発明は、請求項４記載の画像形成装置において、前記書込開始タイミングが、各潜像担持体における画像形成領域外に設けられて、結像手段から主走査方向で互いに発散される光ビームを同一位置に収束させる収束手段によって割り出されることを特徴としている。

請求項１記載の発明によれば、複数のレーザ光源をこれの支持部においてそれぞれ異なる位置に配置するとともに該レーザ光源から前記偏向手段に至る光ビームの入射路が、ビームの反射手段を設ける入射路と反射手段を設けない入射路とを設定されているので、偏向手段を通過した後に光ビームを分離する手段が必要なくなる。しかも、反射手段を設ける入射路と設けない入射路とを設定するだけで済むことにより偏向手段の厚さを増大化させることなく光ビームの分離が行えることにより偏向手段の駆動負荷増大化を防止できるので、高速回転を可能にすることができる。

請求項２，４および５記載の発明によれば、結像手段から主走査方向で互いに発散される光ビームを同一位置に収束させる収束手段を備え、前記収束手段には、発散された複数の光ビームが入射するビーム検出器と、該ビーム検出器に対して発散された光ビームを導いて収束させる反射部材および結像部材とが備えられているので、層状に重ねられた結像手段を用いた場合でも、発散された光ビームの照射開始タイミング、つまり、潜像担持体における主走査方向での光ビームの書込開始タイミングを同時に検出することが可能となる。

請求項３記載の発明によれば、複数のレーザ光源を用いた場合に光ビームを分離する構成を設けるスペースを小型化することができると共に、色ずれの原因となる書込開始位置の検出精度を確保できることにより色ずれ等の不良画像の発生を防止することが可能となる。

以下、図示実施例により本発明を実施するための最良の形態について説明する。

図１は、本発明実施例による光書込装置が適用される画像形成装置を示しており、同図に示した画像形成装置は、複数の色画像を形成する作像部がベルトの展張方向に沿って並置されたタンデム方式を用いるカラープリンタあるが、本発明はこの方式に限ることはなく、またプリンタだけではなく複写機やファクシミリ装置などを対象とすることも可能である。

図１において画像形成装置１００は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色に色分解された色にそれぞれ対応する像としての画像を形成可能な像担持体としての感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋを並設したタンデム構造が採用されている。
図１に示す構成の画像形成装置１００は、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋに形成された可視像が、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋに対峙しながら矢印Ａ１方向に移動可能な無端ベルトが用いられる中間転写体（以下、転写ベルトという）１１に対して１次転写行程を実行してそれぞれの画像が重畳転写され、その後、記録シートなどが用いられる転写紙Ｓに対して２次転写行程を実行することで一括転写されるようになっている。

各感光体ドラムの周囲には、感光体ドラムの回転に従い画像形成処理するための装置が配置されており、いま、ブラック画像形成を行う感光体ドラム２０Ｂｋを対象として説明すると、感光体ドラム２０Ｂｋの回転方向に沿って画像形成処理を行う帯電装置３０Ｂｋ，現像装置４０Ｂｋ、１次転写ローラ１２Ｂｋおよびクリーニング装置５０Ｂｋが配置されている。帯電後に行われる書き込みは、後述するように、光書込装置８が用いられる。

転写ベルト１１に対する重畳転写は、転写ベルト１１がＡ１方向に移動する過程において、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋに形成された可視像が、転写ベルト１１の同じ位置に重ねて転写されるよう、転写ベルト１１を挟んで各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋに対向して配設された１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｂｋによる電圧印加によって、Ａ１方向上流側から下流側に向けてタイミングをずらして行われる。

各感光体ドラム感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋは、Ａ１方向の上流側からこの順で並んでいる。各感光体ドラム感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋは、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの画像をそれぞれ形成するための画像ステーションに備えられている。

画像形成装置１００は、各色毎の画像形成処理を行う４つの画像ステーションと、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋの上方に対向して配設され、転写ベルト１１及び１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｂｋを備えた転写ベルトユニット１０と、転写ベルト１１に対向して配設され転写ベルト１１に従動し、連れ回りする転写部材としての転写ローラである２次転写ローラ５と、転写ベルト１１に対向して配設され転写ベルト１１上をクリーニングする中間転写ベルトクリーニング装置１３と、これら４つの画像ステーションの下方に対向して配設された光書き込み装置としての光書込装置８とを有している。
本実施例における光書込装置８は、光源としての半導体レーザ、カップリングレンズ、ｆθレンズ、トロイダルレンズ、折り返しミラーおよび偏向手段としての回転多面鏡などを装備しており、各感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋに対して色毎に対応した書き込み光Ｌｂ（図１では、便宜上、ブラック画像の画像ステーションのみを対象として符号が付けてあるが、その他の画像ステーションも同様である）を出射して感光体ドラム２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｂｋに静電潜像を形成する構成とされている。なお、光書込装置に関する構成については後で詳述する。

画像形成装置１００には、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋと転写ベルト１１との間に向けて搬送される転写紙Ｓを積載した給紙カセットとしてのシート給送装置６１と、シート給送装置６１から搬送されてきた記録紙Ｓを、画像ステーションによるトナー像の形成タイミングに合わせた所定のタイミングで、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋと転写ベルト１１との間の転写部に向けて繰り出すレジストローラ対４と、転写紙Ｓの先端がレジストローラ対４に到達したことを検知する図示しないセンサとが設けられている。

画像形成装置１００には、トナー像が転写された転写紙Ｓにトナー像を定着させるためのローラ定着方式の定着ユニットとしての定着装置６と、定着済みの転写紙Ｓを画像形成装置１００の本体外部に排出する排紙ローラ７と、画像形成装置１００の本体上部に配設され排出ローラ７により画像形成装置１００の本体外部に排出された転写紙Ｓを積載する排紙トレイ１７と、排紙トレイ１７の下側に位置し、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナーを充填されたトナーボトル９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ、９Ｂｋとが備えられている。

転写ベルトユニット１０は、転写ベルト１１、１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｂｋの他に、転写ベルト１１が掛け回されている駆動ローラ７２及び従動ローラ７３を有している。

従動ローラ７３は、転写ベルト１１に対する張力付勢手段としての機能も備えており、このため、従動ローラ７３には、バネなどを用いた付勢手段が設けられている。このような転写ベルトユニット１０と、１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｂｋと、２次転写ローラ５と、クリーニング装置１３とで転写装置７１が構成されている。

シート給送装置６１は、画像形成装置１００の本体下部に配設されており、最上位の転写紙Ｓの上面に当接する給紙ローラとしての給送ローラ３を有しており、給送ローラ３が反時計回り方向に回転駆動されることにより、最上位の転写紙Ｓをレジストローラ対４に向けて給送するようになっている。

定着装置６は、熱源を内部に有する定着ローラ６２と、定着ローラ６２に圧接された加圧ローラ６３とを有しており、トナー像を担持した転写紙Ｓを定着ローラ６２と加圧ローラ６３との圧接部である定着部に通すことで、熱と圧力との作用により、担持したトナー像を転写紙Ｓの表面に定着するようになっている。

転写装置７１に装備されているクリーニング装置１３は、詳細な図示を省略するが、転写ベルト１１に対向、当接するように配設されたクリーニングブラシとクリーニングブレードとを有しており、転写ベルト１１上の残留トナー等の異物をクリーニングブラシとクリーニングブレードとにより掻き取り、除去して、転写ベルト１１をクリーニングするようになっている。クリーニング装置１３はまた転写ベルト１１から除去した残留トナーを搬出し廃棄するための図示しない排出手段を有している。なお、図１に示す構成の画像形成装置１００では、転写ベルト１１に対して各感光体ドラムで形成された画像を順次転写することで色画像が重畳されたものを２次転写ローラ５により転写紙Ｓに一括転写する方式であるが、これに代えて、転写ベルト１１に転写紙Ｓを担持し、この転写紙Ｓを各感光体ドラムに対峙させて各色の画像を直接転写紙Ｓ上で重畳する方式とすることも可能である。

図２は、光書込装置８を示す図であり、同図において光書込装置８は、筐体１３１と、保持部材としての光学素子保持部材１３２とを有している。

筐体１３１は、後述する光学素子を防塵する機能を発揮するもので、上面開口の筐体本体１３１ａと、筐体本体１３１ａの開口部分を閉止する蓋カバー１３１ｂ（図３参照）とから構成されている。
筐体本体１３１ａ及び蓋カバー１３１ｂは、樹脂製であり、安価で軽量な構造とされている。
図３において筐体本体１３１ａの底部中央には、後述する光学部材の一部を保持する保持部１３１ｃが凸設されている。

蓋カバー１３１ｂには、図３において符号Ｌで示すレーザー光が通過する４つの開口１３３が形成されており、これらの開口１３３にはレーザー光Ｌの透過を許容して塵挨の侵入を規制する防塵部材１３４が取り付けられている。この防塵部材１３４としては、例えば、平板ガラスを用いることができる。
図２において、筐体本体１３１ａの側面には、筐体１３１を本体のフレームに連結するための連結部１３５が形成され、この連結部３５をフレームに形成された凹部に嵌合させることにより、光書込装置８が本体に連結される。

光学素子保持部材１３２は、本体のフレームと同じ材料である金属製、具体的には鉄で形成された枠状部材であり、略平行に対向する一対の端部保持部材としての側面部１３２ａと、側面部１３２ａの略中央部において各側面部１３２ａを連結する連結部材としてのステー１３２ｂとを有している。光学素子保持部材１３２は金属製、具体的には鉄製であるため、その線膨張係数は樹脂で形成された筐体１３１の線膨張係数より小さい。
光学素子保持部材１３２は、筐体１３１内に収容され、図示しないネジにより、筐体１３１に、その同一内側面の２箇所において固定されている。光学素子保持部材１３２と筐体１３１との連結位置は、図２において符号１３５で示す筐体１３１の連結部近傍とされている。

光書込装置８は、光ビームたるビームを発振する４つの光源としてのＬＤユニットたる光源ユニット１４１Ｙ、１４１Ｃ、１４１Ｍ、１４１Ｂｋと、各光源ユニット１４１Ｙ、１４１Ｃ、１４１Ｍ、１４１Ｂｋから出射されたビームを対称な２方向に振り分けて偏向し走査する偏向手段としての光偏向器１４２と、光偏向器１４２が偏向走査した光ビームを感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋ（図３参照）の被走査面上で所望の大きさに結像させる一対のｆθレンズである走査レンズ１４３とを有している。

また、光源ユニット１４１Ｙ、１４１Ｃ、１４１Ｍ、１４１Ｂｋと光偏向器１４２との間には、面倒れ補正用のアパーチャ１５２、シリンダレンズ１５３が配置されている。

本実施例においては、光偏向器１４２における片側から２つの光ビームを独立してそれぞれ入射させるための構成として、片側に対応する光源ユニットから光偏向器１４２に至る光ビームの入射路に、折返しミラー１４５ａを設ける入射路と折り返しミラー１４５ａを設けない入射路とが設定されている。これにより、光偏向器１４２に対する主走査方向での入射角度を片側に入射する光ビーム同士で異ならせることができ、光ビームを成形してスポット照射位置である感光体ドラムに対する結像手段をなすｆθレンズを用いた走査レンズ１４３からの光ビームを発散させるようになっている。この結果、光偏向器１４５ａに対して入射する２つの光ビームが主走査方向で互いに分離されることとなる。このように、光偏向器１４２に対する片側に対応する２つの光ビームを分離させることにより、ｆθレンズからなる走査レンズ１４３を厚さ方向に重ねた場合でもそれぞれの走査レンズ１４３に対して光ビームを発散させることが可能となる。従って、走査レンズ１４３を高さ方向に間隔を置いて独立した光ビームを出射させる場合と違って、走査レンズ１４３の厚さ方向での設置スペースを低減することができる。

しかも、走査レンズ１４３と同様に、厚さ方向で各光ビームを独立して入射する光偏向器１４２においても同じ入射面での入射角を異ならせるだけの簡単な構成により異なる方向に光ビームを発散させることができるので、光偏向器１４２の厚さ方向の丈を大きくする必要がなくなる。これにより、厚さ方向での丈を大きくした場合に発生する駆動モータへの回転負荷の増大化を防止して高速回転を可能にすることができる。

一方、折り返しミラーは、上述した光偏向器１４２への入射路のみを対象とするのでなく、これ以外にも感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋへの入射路にも、図２において符号１４５ｂで示すように設けられている。
従って、アパーチャ１５２、シリンダレンズ１５３、走査レンズ１４３、折返しミラー１４５ａ、１４５ｂ、１４５ｃは、各ビームが経る各組において、当該ビームを感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋの被走査面に結像させるための光学素子群を形成している。

光学素子保持部材１３２は、光書込装置８に備えられた光学部材すなわち光源ユニット１４１Ｙ、１４１Ｃ、１４１Ｍ、１４１Ｂｋ、アパーチャ１５２、シリンダレンズ１５３、光偏向器１４２、走査レンズ１４３、折返しミラー１４５ａ、１４５ｂ、１４５ｃ、同期検知光学系素子１４４のうち、折返しミラー１４５ｂのみを保持し、その他の光学部材は、筐体１３１に保持されている。

これにより、光学素子保持部材１３２は、上述した光学素子群を構成する複数の光学素子たるアパーチャ１５２、シリンダレンズ１５３、走査レンズ１４３、折返しミラー１４５ａ、１４５ｂ、１４５ｃのうち、折返しミラー１４５ｂのみを、被保持光学素子として保持している。
各折り返しミラー１４５ｂは長尺形状のミラーであり、光学素子保持部材１３２は、側面部１３２ａにおいて、各折り返しミラー１４５ｂの各端部を保持している。

筐体１３１は、保持部１３１ｃの上面に、上述の光学部材のうちアパーチャ１５２、シリンダレンズ１５３、光偏向器１４２、走査レンズ１４３、折り返しミラー１４５ａ、同期検知光学系素子１４４を保持している。折り返しミラー１４５ｃは長尺形状のミラーであり、各端部を筐体本体３１ａの対向する内側面に支持されている。

筐体１３１は、光書込装置８に備えられた光学部材すなわち光源ユニット１４１Ｙ、１４１Ｃ、１４１Ｍ、１４１Ｂｋ、アパーチャ１５２、シリンダレンズ１５３、光偏向器１４２、走査レンズ１４３、折返しミラー１４５ａ、１４５ｂ、１４５ｃ、同期検知光学系素子１４４のすべてを収容し、これらを防塵している。なお、光源ユニット１４１Ｙ、１４１Ｃ、１４１Ｍ、１４１Ｂｋにおいて符号１４７で示す部材は、半導体レーザから射出された発散光を略平行化するコリメートレンズ１４７を示している。

光偏向器４２は、２段の偏向部材としての回転多面鏡であるポリゴンミラー１４９と、ポリゴンミラー１４９を２０，０００〜５０，０００ｒｐｍの高速で回転させる駆動手段としてのポリゴンモータ１５０と、ポリゴンモータ１５０の図示しない駆動回路とを有している。光偏向器１４２の上方で、光偏向器１４２に対向する位置には、ステー１３２ｂが位置している。ポリゴンミラー１４９の周囲は、３０，０００ｒｐｍを超える高速回転時に発生する騒音漏洩防止のための防音ガラス１４９ａ等によって覆われて密封されている。

同期検知光学系素子１４４はそれぞれ、同期検知用ミラー１４４ａと、結像レンズ１４４ｂと、光電素子１４４ｃと、光電素子１４４ｃを一体に有する電気回路基板１４４ｄと、これら同期検知用ミラー１４４ａ、結像レンズ１４４ｂ、光電素子１４４ｃおよび光電素子１４４を保持する図示しない検知光学系保持部材とを有している。なお、検知光学系保持部材に関しては、図４以降の図において説明する。

このような構成の光書込装置８においては、画像形成装置１００の外部、たとえばパーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ、ファクシミリの受信部等の画像データ出力装置から受信し入力された、画像情報に対応する色分解された画像データを光源駆動用の信号に変換し、それに従い各光源ユニット４１Ｙ、４１Ｃ、４１Ｍ、４１Ｂｋ内の半導体レーザ４６を駆動してビームを出射する。なお、画像形成装置１００がスキャナー等の原稿読取装置を備えている場合には、原稿読取装置において読み取った画像に基づき、その画像情報に対応する色分解された画像データを光源駆動用の信号に変換し、各半導体レーザを駆動してビームを出射する。

各光源ユニット１４１Ｙ、１４１Ｃ、１４１Ｍ、１４１Ｂｋから出射された光ビームは、アパーチャ１５２、シリンダレンズ１５３、折返しミラー１４５ａ（光源ユニット１４１Ｙ、１４１Ｋから出射されたビームのみ）を介して光偏向器１４２に至り、ポリゴンモータで等速かつ高速に回転されているポリゴンミラー１４９で対称な２方向に偏向走査される。このとき、片側に位置する２つの光源ユニットからの光ビームは、折り返しミラー１４５ａにより反射されるビームがこのミラー１４５ａを介さないで光偏向器１４２に入射する光ビームと主走査方向での入射角を異ならせることで異なる方向に発散させることになる。

ポリゴンミラー１４９で２ビームずつ２方向に偏向走査された光ビームは、走査レンズ１４３をそれぞれ通過し、折返しミラー１４５ｂにより折り返され、さらに光源ユニット１４１Ｃ、１４１Ｍから出射されたビームのみ折返しミラー１４５ｃにより折り返され、防塵部材１３４を透過して、レーザー光Ｌとして感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋ上にスポット照射されて静電潜像を書き込む。このとき、４つのレーザー光Ｌの感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋに対する照射角度は、ほぼ同一である。

一方、書込み開始のタイミングを決定するための同期検知光学系素子１４４は、走査レンズ１４３を通過したビームを同期検知用ミラー１４４ａで折り返して結像レンズ１４４ｂを経て光電素子１４４ｃにて受光し、走査開始の同期信号を出カする。ここで、同期検知の本来の意味は、走査光のタイミングを取ることであるので、同期検知光学系素子４４は、通常走査に先立ってビームを受光するように設置されていれば良いが、更に、１走査の速度あるいは時間の変動を検知するために、走査後端においても検知するようにしても良く、本実施例では、そのような、走査の前後で同期を取る構成を採用している。

図４は、同期検知装置１４４に備えられている同期検知用ミラー１４４ａと結像レンズ１４４ｂとの配置関係を模式的に示す図であり、同図において同期検知装置１４４に用いられる光電素子１４４ｃは、感光体ドラムでの書込開始タイミングに相当するスポット照射開始タイミングを割り出す手段に相当しており、また、スポット成形する結像手段に相当しているｆθレンズからなる走査レンズ１４３からの光ビームを光電素子１４４ｃにおける同一位置に収束させる手段として、同期検知ミラー１４４ａと結像レンズ１４４ｂとが用いられる。

本実施例では、前述したように、ｆθレンズからなる走査レンズ１４３が厚さ方向で層状に重ねられて構成されていることにより走査平面が階層状に上下方向で重ねた状態とされている。走査レンズ１４３は、図３に示すように、下側のものが筐体１３１側に位置する凸部１３１ｃの表面に固定され、上面に搭載した状態で厚さ方向に重ねて構成されている。このため、光偏向器１４２から発散される光ビームは、異なる方向で発散されているので、この方向に対応させて結像レンズ１４４ｂを介した光電素子１４４ｃにおいて同一位置に収束させることができるように同期検知用ミラー１４４ａが傾斜させてある。本実施例では、同期検知用ミラー１４４ａが下方に向けて３°程度傾けてある。

図５は、同期検知用ミラー１４４ａから出射した光ビームの光路を示しており、同期検知用ミラー１４４ａが筐体１３１に対して垂直線から３°程度傾けられることにより光ビームが下方に向けて反射する。
同期検知用ミラー１４４ａにおいて反射した光ビームは、結像レンズ１４４ｂに入射することにより上側のものが下方に向けて、そして下側のものが上方に向けて屈折され、出射位置に配置されている光電素子１４４ｂにおいて同一位置に収束される。これにより、異なる方向の発散された光ビーム同士は、光電素子１４４ｂに入射するタイミングが同一時期とされることになる。結像レンズ１４４ｂは、光ビーム同士を収束させるだけでなくスポット径も小さくして光電素子１４４ｂでの感度低下を防止している。

このように、異なる方向に発散する光ビームが存在している場合には光電素子１４４ｂに対する光ビームの到達時期が異なることになるのを防止してスポット照射開始タイミング、いわゆる、感光体ドラムへの書き出しタイミングを正確に割り出すことができる。

図４乃至図７において、同期検知装置１４４の構成部材の詳細を説明すると次の通りである。
まず、結像レンズ１４４ｂを保持部材１４４ｅに装着する構成として、保持部材１４４ｅにおける結像レンズ１４４ｂの上下位置に対応する位置に、結像レンズ１４４ｂのレンズケースの上面を係止するレンズ突き当て突起１４４ｈおよび可撓性を有してレンズケースの下面を押圧可能なレンズ固定爪１４４ｋがそれぞれ設けられている。結像レンズ１４４ｂはレンズ固定爪１４４ｋの撓み剛性を利用して上面がレンズ突き当て突起１４４ｈに突き当たることで上下方向での動きが規制される。また、レンズ固定爪１４４ｋには、その幅方向中央部に位置決め突起１４４ｎが設けられており、この位置決め突起１４４ｎには、図５に示すように、結像レンズ１４４ｂのレンズケースにおける前面下縁に形成された位置決め凹部１４４ｍが嵌合できるようになっている。これにより、結像レンズ１４４ｂは、上下方向での押圧による固定および位置決め突起１４４ｎと位置決め凹部１４４ｍとの嵌合による左右方向の位置決がそれぞれほぼ同時に行われることになる。なお凸部と凹部の関係は上述したものに限らないこともちろんである。

一方、保持部材１４４ｅは、レンズ保持面が入射する光ビームに略垂直な状態が得られる対面角度が設定される構成とされ、また、これと一体化される同期検知基板１４４ｄは保持部材１４４ｅに対して平面視において垂直な状態で一体化されるようになっている。

同期検知基板１４４ｄに一体化される保持部材１４４ｅには、その一面に、同期検知装置１４４を下方から見た図である図６に示すように、保持部材１４４ｅの縦方向略中央にねじ穴１４４ｊが設けられており、このねじ穴１４４ｊを挟んで縦方向両側に位置決め穴１４４ｆが設けてある。これにより、筐体１３１に同期検知基板１４４ｄと一体化された保持部材１４４ｅを取り付ける際には、筐体１３１側に設けられている位置決め突起を位置決め穴１４４ｆに嵌合させた状態でねじ穴１４４ｊに対して筐体１３１側の底面部外側から挿通されたネジにより締結することで筐体１３１側に取り付けられる。

筐体１３１への同期検知装置１４４の取り付けは、上述した保持部材１４４ｅに形成されているねじ穴１４４ｊへの締結作業のみでよく、作業性を向上させることができる。なお、結像レンズ１４４ｂのレンズケースと同期検知基板１４４ｄとの間には、締結作業の便宜を図る上でネジやドライバを入れることができる空間が設けられている。

また、同期検知基板１４４ｄと保持部材１４４ｅとの一体化は、図７に示すように、保持部材１４４ｅの背面に設けてある位置決めボス１４４ｐを同期検知基板１４４ｄ側に形成されている位置決め穴１４４ｇに嵌合させた状態で同期検知基板１４４ｄ側に形成されているネジ挿通孔１４４ｙにネジ１４４ｒを挿通して締結することにより一体化することができる。

本発明の実施例による光書込装置を備えた画像形成装置の構成を説明するための図である。 本発明実施例による光書込装置に装備されている部材を説明するための図である。 本発明実施例による光書込装置に用いられる筐体の構成を説明するための図である。 本発明実施例による光書込装置に用いられる同期検知装置の一部構成を示す図である。 図４に示した一部構成に用いられる部材の要部構成を示す図である。 本発明実施例による光書込装置に用いられる同期検知装置を筐体に取り付けるための構成を示す図である。 図４に示した一部構成に用いられる保持部材と同期検知基板との取り付け構造を示す図である。

符号の説明

８ 光書込装置
２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋ 感光体ドラム
１３１ 筐体
１４２ 光偏向器
１４３ 結像手段である走査レンズ
１４５ａ 折り返しミラー
１４４ 同期検知装置
１４４ａ 同期検知用ミラー
１４４ｂ 結像レンズ
１４４Ｃ 光電素子
１００ 画像形成装置

Claims (5)

1. 複数のレーザ光源から出射された光ビームを偏向手段および結像手段を介してスポット照射させる光書込装置であって、
   前記光ビームをスポット状に結像させる結像手段をその厚さ方向で層状に重ねて配置し、前記複数のレーザ光源をこれの支持部においてそれぞれ異なる位置に配置するとともに該レーザ光源から前記偏向手段に至る光ビームの入射路として、ビームの反射手段を設ける入射路と反射手段を設けない入射路とを設定して前記偏向手段に対する主走査方向の入射角を異ならせることにより前記結像手段から出射する光ビームを主走査方向で互いに発散させるようにしたことを特徴とする光書込装置。
2. 請求項１記載の光書込装置において、
   前記光ビームがスポット状に結像されるスポット照射位置近傍に設けられた照射開始タイミング検知手段を備え、
   前記照射開始タイミング検知手段は、前記結像手段から主走査方向で互いに発散される光ビームを同一位置に収束させる収束手段を備え、
   前記収束手段には、前記発散された複数の光ビームが入射するビーム検出器と、該ビーム検出器に対して発散された光ビームを導いて収束させる反射部材および結像部材とが備えられていることを特徴とする光書込装置。
3. 請求項１または２記載の光書込装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項３記載の画像形成装置において、
   複数の潜像担持体を備え、各潜像担持体がスポット照射位置の対象部とされ、該潜像担持体での書込開始タイミングがスポット照射開始タイミングに相当させてあることにより、複数の色画像を各潜像担持体において形成することを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項４記載の画像形成装置において、
   前記書込開始タイミングは、各潜像担持体における画像形成領域外に設けられて、結像手段から主走査方向で互いに発散される光ビームを同一位置に収束させる収束手段によって割り出されることを特徴とする画像形成装置。
   

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