JP2007108577A

JP2007108577A - 走査光学装置及び画像形成装置

Info

Publication number: JP2007108577A
Application number: JP2005301653A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Kawano; 友之川野; Atsushi Sano; 敦史佐野
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2005-10-17
Filing date: 2005-10-17
Publication date: 2007-04-26

Abstract

【課題】反射鏡の振動の影響を極力抑えることができる走査光学装置及びこれを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】光源部からの光束を走査する偏向手段15と、前記偏向手段15によって走査される光束を反射して前記偏向手段15へ再度入射させるための第１反射鏡20とこれよりも長さが長い第２反射鏡21と、前記偏向手段15と前記第１反射鏡20及び第２反射鏡21を支持する光学箱17と、有し、前記第２反射鏡21は前記第１反射鏡20よりも支持される前記光学箱17の壁面に近い底面壁25に固定されることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は光束を偏向走査して被走査体に光照射する走査光学装置及びこれを備えて画像形成する画像形成装置に関する。

従来から電子写真画像形成装置などではレーザビームを高速で偏向および走査する走査光学装置が用いられている。このような走査光学装置として、回転多面鏡など偏向手段のレーザビーム反射面の倒れを補正する手段やレーザビームの偏向角度を増やす手段として、回転多面鏡の反射面でレーザビームを２度反射する走査光学装置が提案されている。

例えば、回転多面鏡によって１度反射したレーザビームを２枚の反射鏡にて順に反射させて回転多面鏡に再度入射し、回転多面鏡によって偏向されたレーザビームを２枚の反射鏡の間を通して走査面に導くものである。これにより、走査線の歪みの補正や反射面の出入りによって生じる走査線ピッチずれの補正なども行なうことが可能となる（特許文献１、特許文献２）。

特開昭６１−７８１８号公報特開２００２−３６５５８２号公報

しかしながら、上記従来の走査光学装置においては、偏向手段に入射して反射されたレーザビームが２枚の反射鏡に順次反射される構成にあっては以下のような課題があった。

すなわち、２枚の反射鏡のうち光路上２枚目の反射鏡は、最低限必要な長さを確保する場合、１枚目の反射鏡より長さが長くなる。このため、振動が大きくなりやすく、それが画像品質に影響を与えるおそれがあった。

また、レーザビームが複数あり、複数の被走査面に走査する走査光学装置の場合、２枚の反射鏡の間隙は広がることになる。その結果、光路上２枚目の反射鏡は走査に最低限必要な長さを確保するためには、より長さが必要になってくることから、振動による影響をさらに受けやすくなっていた。

本発明は上記点に鑑みてなされたものであり、その目的は、反射鏡の振動の影響を極力抑えることができる走査光学装置及びこれを備えた画像形成装置を提供するものである。

上記課題を解決するための本発明における代表的な手段は、光源部からの光束を走査する偏向手段と、前記偏向手段によって走査される光束を反射して前記偏向手段へ再度入射させるための第１反射鏡とこれよりも長さが長い第２反射鏡と、前記偏向手段と前記第１反射鏡及び第２反射鏡を支持する筐体と、有し、前記第２反射鏡は前記第１反射鏡よりも支持される前記筐体の壁面に近い位置に固定されることを特徴とする。

また、他の手段は光源部からの光束を走査する偏向手段と、前記偏向手段によって走査される光束を反射して前記偏向手段へ再度入射させるための複数の反射鏡と、前記偏向手段と前記複数の反射鏡を支持する筐体と、有し、前記複数の反射鏡は材質が異なることを特徴とする。

本発明によれば、２枚の反射鏡のうち振動が大きくなる長いほうの反射鏡を、もう一方の反射鏡より筐体に近づけて固定することで、該反射鏡の振動を抑制することができる。このため、これを用いた画像形成装置にあっては前記反射鏡の振動に起因する画像品質悪化を抑制することができる。

また、複数の反射鏡の材質を異ならせることにより、共振が抑制され、反射鏡の振動が効果的に抑制される。

次に本発明の一実施形態に係る走査光学装置及びこれを備えた画像形成装置について、図面を参照して説明する。

〔第１実施形態〕
図１乃至図５は本発明の第１実施形態に係る走査光学装置とこれを備えた画像形成装置としてプリンタに適用した例を示すものである。

まず、走査光学装置及び画像形成装置の全体構成について説明する。

｛画像形成装置｝
図２は走査光学装置Ａを備えた画像形成装置Ｂの断面模式説明図である。本実施形態の画像形成装置Ｂは像担持体としての感光体ドラム１に走査光学装置Ａから光走査して画像形成するものである。

感光体ドラム１の周囲には帯電ローラ２、現像器３、転写ローラ４、クリーニング器５が配置されている。画像形成に際しては、回転する感光体ドラム１の周面を帯電ローラ２へのバイアス印加によって一様に帯電し、その表面に走査光学装置Ａから画像情報に応じた光束を走査して静電潜像を形成する。その潜像を現像器３によってトナー現像して可視像化する。このトナー像の形成と同期してシートカセット６に収納された記録媒体Ｐを搬送ローラ７によって感光体ドラム１と転写ローラ４とのニップ部へ搬送し、転写ローラ４へのバイアス印加によって感光体ドラム１上のトナー像を記録媒体Ｐへ転写して画像形成する。

上記のようにしてトナー像が転写された記録媒体Ｐは定着器８へと搬送されてトナー像が加熱定着された後、排出ローラ９によって装置本体上部の排出部へと排出される。

｛走査光学装置｝
次に走査光学装置Ａについて説明する。図３は走査光学装置の模式上面図である。

画像情報に応じて変調される半導体レーザ10やレーザビームを略平行光とするコリメータレンズなどを有する光源部11から光束であるレーザビームが出射されるようになっている。このレーザビームは、副走査方向に曲率を有するシリンドリカルレンズ12を透過した後に入射光ミラー13によって偏向手段15の方向に反射され、偏向手段15の反射面上に線状に集光される。

前記偏向手段15は駆動モータ16によって高速に回転する回転多面鏡であり、この偏向手段15の反射面で偏向されたレーザビームは偏向手段15の反射面に対向して配置された２枚の反射鏡を有する反射手段14に入射する。この反射手段14の２枚の反射鏡で順に反射したレーザビームは再び偏向手段15の反射面によってさらに幅広く偏向され、被走査面である感光体ドラム１上で結像するための結像レンズ18を透過して感光体ドラム１を高速で走査する。17はこれらの部材を精度良く組み付ける筐体である光学箱である。

（反射手段）
ここで、前記反射手段14について、２枚の反射鏡の支持構成を中心に説明する。図１は反射手段14の構成説明図であり、20は第１反射鏡、21は第２反射鏡、22は反射鏡固定部、23は間隙、24ａ，24ｂはビスである。

入射光ミラー13によって反射されたレーザビームは第１反射鏡20と第２反射鏡21の間に形成された間隙23を通過して偏向手段15に入射する。この偏向手段15によって偏向されたレーザビームは第１反射鏡20、第２反射鏡21に順に反射された後、偏向手段15に戻り２度目の偏向が行われ、再び第１反射鏡20と第２反射鏡21の間の間隙23を通過し出射される。

このとき、第２反射鏡21は第１反射鏡20よりレーザビームの主走査方向に対して反射面の長さが長くなっている。これは、第２反射鏡21での走査画角が、第１反射鏡20での走査画角より大きいため、最低限必要な反射鏡長さを考慮した場合、第２反射鏡21の反射面の方が長くなるからである。

よって、第２反射鏡21は第１反射鏡20よりも振動の影響を受け易い。そのため、反射面の長い第２反射鏡21が、反射鏡を支持する反射鏡固定部22が支持された光学箱17の底面壁25から上方へ離れるほど振動が増大するようになり、画像品質に影響するようになる。

そこで、本実施形態では、長さの長くなる第２反射鏡21を第１反射鏡20より光学箱17の壁面（本実施形態では底面）に近い位置で固定されるようにしている。すなわち、第１反射鏡20及び第２反射鏡21を支持固定する反射鏡固定部22が光学箱17の底面壁に固定されているが、この反射鏡固定部22が固定された位置から第２反射鏡21の固定部までの距離が第１反射鏡20の固定部までの距離より短くなるようにしている。

これにより、第２反射鏡21は第１反射鏡20よりも振動し難くなり、大きな振動を抑えることが可能となる。このため、前記反射鏡の振動に起因する画像品質悪化を防ぐことができる。さらに、第２反射鏡21を最低限必要な反射鏡長さにできるため、コストを低減することもできる。

また、反射鏡固定部22に固定されている第２反射鏡21に対して第１反射鏡20はビス24ａ，24ｂで取り付けられ、このビス24ａ，24ｂの止め位置を調整可能となっている。これにより、第１反射鏡20は反射鏡固定部22に対して取り付け位置が調整可能であり、走査線傾き、照射位置ずれ等を補正することが可能になっている。

なお、本実施形態では図１に示すように、第１反射鏡20は反射面を反射鏡固定部22に固定するようにしている。これにより、第１反射鏡20の厚みの公差を考える必要がなく簡単に取り付けることができる。

さらに、調整可能な第１反射鏡20が第２反射鏡21より反射鏡固定部22が固定された光学箱17の底面壁から離れた上方に固定されている。このため、組立時において組立調整工具により、位置調整等をし易いという効果がある。

なお、第１反射鏡20の取り付け位置調整構成は、前記のようにビス24ａ，24ｂによる固定方法以外にも、バネ、スナップフィット、接着剤等により固定することで、取り付け時に位置調整するようにしてもよい。

〔第２実施形態〕
次に第２実施形態に係る装置について図４を参照して説明する。なお、本実施形態の装置の基本構成は前述した実施形態と同一であるため重複する説明は省略し、ここでは本実施形態の特徴となる構成について説明する。また、前述した実施形態と同一機能を有する部材には同一符号を付す。

本実施形態の走査光学装置Ａのおける反射手段14は，図４に示すように、光学箱17の底面壁25に第１支持部30ａ，30ｂが一体成形され、その内側には第２支持部31ａ，31ｂが同じく底面壁25に一体成形されている。すなわち、光学箱17の一部として第１支持部30ａ，30ｂ及び第２支持部31ａ，31ｂが設けられている。そして、第２支持部31ａ，31ｂは第１支持部30ａ，30ｂよりも低く構成されている。

上記支持部に反射鏡を組み付けるには、まず第２反射鏡21を第２支持部31ａ，31ｂに固定する。次に、第１反射鏡20を正確に保持したホルダ32を第１支持部30ａ，30ｂ上に設置し、位置調整可能となっているホルダ32を調整した後、板バネ33ａ，33ｂによってホルダ32と第１支持部30ａ，30ｂとを固定する。なお、ホルダ32と第１支持部30ａ，30ｂとの固定は、接着剤による接着、ビスによる締結、スナップフィット結合等でもよい。

上記のように構成しても、長さが長い第２反射鏡21が第１反射鏡20よりも光学箱17の底面壁に近い位置に固定されるため、第１反射鏡20によりも振動に対する影響を受け難くなっている。

また、本実施形態では第２反射鏡21は光学箱17に直接固定されている。このため、この点でも第２反射鏡21は振動の影響を受け難くなっている。なお、第１反射鏡20も第１支持部30ａ，30ｂに固定するように構成し、光学箱17に直接固定するように構成してもよい。

さらに、本実施形態では、前述した第１実施形態のように、反射手段14をユニット化するための反射鏡固定部22が必要ないためコスト低減の効果もある。

なお、図４に示した実施形態では、第２反射鏡21を第２支持部31ａ，31ｂに反射面の裏側を当接させて固定するようにしたが、図５に示すように、第１支持部30ａ，30ｂの元部に反射面を当接させて接着、ビス止め等によって固定していもよい。このようにすると、第２反射鏡21が光学箱17と一体成形された支持部30ａ，30ｂに反射面で固定されているので、第２反射鏡21の厚みの公差を考える必要がない。このため、精度よく組み付けることができ、調整工程を格段に減らせる効果がある。

〔第３実施形態〕
次に第３実施形態に係る装置について図６を参照して説明する。なお、本実施形態の装置の基本構成も前述した第１実施形態と同一であるため重複する説明は省略し、ここでは本実施形態の特徴となる構成について説明する。また、前述した実施形態と同一機能を有する部材には同一符号を付す。

本実施形態の走査光学装置Ａにおける反射手段14は、第２実施形態と同様に、光学箱17の底面壁25に第１支持部40ａ，40ｂが一体成形され、その内側には第２支持部41ａ，41ｂが同じく底面壁25に一体成形されている。すなわち、光学箱17の一部として第１支持部40ａ，40ｂ及び第２支持部41ａ，41ｂが設けられている。そして、第２支持部41ａ，41ｂは第１支持部40ａ，40ｂよりも低く構成されている。そして、第１反射鏡20を第１支持部40ａ，40ｂに、第２反射鏡21を第２支持部41ａ，41ｂに固定する。

ここで、本実施形態では第１反射鏡20と第２反射鏡21は主走査方向の反射面の長さおよび反射鏡の厚さに関わらず、材質が互いに異なっている。このように、複数ある反射鏡のそれぞれの材質を互いに変えることによって反射鏡のヤング率をそれぞれ選択することができる。このため、第１反射鏡20と第２反射鏡21に対して、任意の固有振動数を選び割り当てることが可能となる。よって、偏向手段15より発生する振動周波数との共振を防ぐことができる。

なお、複数ある反射鏡の材質を異ならせることによって振動周波数との共振を防ぐことで、反射鏡の振動を抑制する構成にあっては、反射鏡の個数は２個以上であっても振動抑制に効果的である。

〔他の実施形態〕
前述した第１実施形態では、図１に示すように、第１反射鏡20の反射面を反射鏡固定部22に固定する例を示したが、図７に示すように、第２反射鏡21のみならず、第１反射鏡20も反射面の裏側で反射鏡固定部22に固定するように構成してもよい。なお、図７において、第１反射鏡20は板バネでできた固定具50ａ，50ｂによって反射面の裏側を反射鏡固定部22に当接させて固定されている。

また、前述した各実施形態では１個の感光体ドラムに光走査して画像を形成するモノクロ画像形成装置について説明した。しかし、本発明に係る走査光学装置は光源部が複数の光束を出射し、偏向手段によって偏向された複数の光束により、複数の被走査面である感光体ドラムへ光走査することで多色記録を可能とする構成も可能である。

この場合、図８に示すように、第１反射鏡20と第２反射鏡21の間隙は、複数のレーザビームＬを通過させるため、さらに間隙23が広がることになる。この間隙23が広がる分、第２反射鏡21は主走査方向（光走査方向）に対して反射面の長さが長くなるり、振動による反射面の変位量も大きくなる。したがって、複数の光束を反射して偏向走査するカラー画像形成装置にあっては、前述した各実施形態の走査光学装置は振動増大による画像品質悪化防止に対してより効果がある。

本発明の実施形態に係る反射手段の構成図である。走査光学装置を備えた画像形成装置の模式断面図である。走査光学装置の構成図である。非ユニット化されている反射手段の構成図である。第２反射鏡の反射面を固定した実施形態の説明図である。２枚の反射鏡の材質を異ならせた実施形態の説明図である。第１反射鏡の反射面の裏面側を固定部に当接させて取り付けた実施形態の説明図である。複数のレーザビームの軌跡を示した図である。

符号の説明

Ａ …走査光学装置
Ｂ …画像形成装置
Ｌ …レーザビーム
１ …感光体ドラム
11 …光源部
14 …反射手段
15 …偏向手段
16 …駆動モータ
17 …光学箱
20 …第１反射鏡
21 …第２反射鏡
22 …反射鏡固定部
23 …間隙
24ａ，24ｂ …ビス
25 …底面壁
30ａ，30ｂ，40ａ，40ｂ …第１支持部
31ａ，31ｂ，41ａ，41ｂ …第２支持部
32 …ホルダ
33ａ，33ｂ …板バネ
50ａ，50ｂ …固定具

Claims

光源部からの光束を走査する偏向手段と、
前記偏向手段によって走査される光束を反射して前記偏向手段へ再度入射させるための第１反射鏡とこれよりも長さが長い第２反射鏡と、
前記偏向手段と前記第１反射鏡及び第２反射鏡を支持する筐体と、
有し、
前記第２反射鏡は前記第１反射鏡よりも支持される前記筐体の壁面に近い位置に固定されることを特徴とする走査光学装置。
前記第１反射鏡は取り付け位置調整が可能であることを特徴とする請求項１記載の走査光学装置。
前記２枚の反射鏡のうち少なくとも第２反射鏡は前記筐体に直接取り付けたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の走査光学装置。
前記光源部は複数の光束を出射し、前記偏向手段によって偏向された複数の光束により、複数の被走査面に光走査することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の走査光学装置。
前記第１反射鏡及び前記第２反射鏡の少なくとも一方は反射面が支持されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の走査光学装置。
光源部からの光束を走査する偏向手段と、
前記偏向手段によって走査される光束を反射して前記偏向手段へ再度入射させるための複数の反射鏡と、
前記偏向手段と前記複数の反射鏡を支持する筐体と、
有し、
前記複数の反射鏡は材質が異なることを特徴とする走査光学装置。
像担持体に光走査して潜像を形成し、該潜像を現像して画像形成する画像形成装置において、
前記像担持体に光走査する走査光学装置として、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の走査光学装置を有することを特徴とする画像形成装置。