JP2007133189A - 走査光学装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 射出光学系の振動を抑制して、色ずれの少ない画像を提供することである。
【解決手段】光束を射出する射出光学系44と、光束３を偏向走査する光偏向器23と、光束３を所定の位置に結像させる結像レンズ20と、これらを組み付ける光学箱29とを有する走査光学装置16において、光学箱29を固定する固定部50、51、52は３箇所設けられており、固定部のうち所定の固定部52は、結像レンズ20の光軸Ａよりも射出光学系44側に配設され、且つ光偏向器23と射出光学系44との間の領域に配設されることを特徴とする。
【選択図】 図３

Description

本発明は光束を回転多面鏡によって偏向走査させ、結像レンズによって感光体表面に結像させる走査光学装置及び当該走査光学装置を備えた画像形成装置に関する。

従来、電荷を帯びた感光体上に画像情報に応じて変調された光ビームを走査露光して静電潜像を形成し、現像、転写、定着という電子写真プロセスにより画像を得るデジタル複写機、プリンタが広く用いられている。また、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）に対応する画像信号に対して帯電、露光、現像を行いこれらを重ね合わせて転写することでフルカラー画像を形成するフルカラー複写機、カラープリンタも広く用いられている。

近年、このようなフル画像形成装置においては、各現像色（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）に対応する画像形成部を直列に配置し、転写像を逐次重ね合わせて１パスでフルカラー画像を形成する、いわゆるタンデム方式が普及している。

タンデム方式を用いる画像形成装置に使用される走査光学装置として、例えば、特許文献１の図１又は特許文献２の図１のような走査光学装置がある。これらの従来技術を図４に示す。図４（ａ）は特許文献１の走査光学装置を上面から見た図であり、図４（ｂ）は特許文献２の走査光学装置を上面から見た図である。

特開２００３−２７０５７４（図１） 特開２００３−２０７７３５（図１）

しかしながら、一般に光束を射出する射出光学系側は３点目の固定部（回転多面鏡に近い側の固定部）より重い。このため、特許文献１及び２に記載される走査光学装置においては、走査光学装置全体の重量バランスが悪くなるという問題がある。次に具体的に説明する。

特許文献１においては、図４（ａ）に示すように、３箇所の固定部で形成される三角形から大きく外れたところに重量物である射出光学系が配置されている。このため、射出光学系が振動し易く、走査線のピッチむらが発生しやすいという問題がある。

特許文献２においては、図４（ｂ）に示すように、走査レンズの光軸に一致する位置に固定部が配置されている。この構成の場合、固定部は偏向器の発熱の影響を受けて変形しやすいので、射出する光束の走査線の位置ずれが発生しやすくなる。また、偏向器と固定部の間のスペースが狭く固定部周囲の剛性を上げることが難しい。

本発明の目的は、射出光学系の振動を抑制して、色ずれの少ない画像を提供することである。

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、光束を射出する射出光学系と、前記光束を偏向走査する光偏向器と、前記光束を所定の位置に結像させる結像レンズと、これらを組み付ける装置筐体とを有する走査光学装置において、
前記装置筐体を固定する固定部は３箇所設けられており、
前記固定部のうち所定の固定部は、前記結像レンズの光軸よりも前記射出光学系側に配設され、且つ前記光偏向器と前記射出光学系との間の領域に配設されることを特徴とするものである。

以上のように、振動を発生させる光偏向器と重量物である射出光学系との間において所定の固定部にて固定することで、射出光学系の振動を効果的に抑制することができ、この結果、色ずれの少ない画像を提供することができる。

図を用いて本発明の実施例を説明する。説明においては、画像形成装置の概略説明、走査光学装置の画像形成装置への固定方法の説明、走査光学装置の概略説明をした後、特徴部分である走査光学装置の固定部と光学部品との位置関係について詳細に説明する。

（画像形成装置15）
図１を用いて画像形成装置の概略を説明する。図１は本実施例における画像形成装置15を示す概略断面図である。

図１に示す画像形成装置15は、２つの走査光学装置16（16ａ、16ｂ）を有する。走査光学装置16ａと走査光学装置16ｂとは同様の構成である。また、画像形成装置15は、像担持体として感光体ドラム１Ｋ、１Ｍ、１Ｙ、１Ｃを有する。

本実施例の画像形成装置15の画像形成動作時においては、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）３Ｃ、３Ｙ、３Ｍ、３Ｋが、走査光学装置16ａ、16ｂから出射される。すると、各々対応する感光体ドラム１Ｃ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｋ面上に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像器４Ｃ、４Ｙ、４Ｍ、４Ｋによって、各々、シアン、イエロー、マゼンタ、ブラックのトナー画像に可視像化される。これらのトナー画像を転写ベルト５上で重ね合わせ、転写手段６により、給送カセット２から搬送される転写材Ｐに転写する。これによって、カラー画像を転写材Ｐ上に形成する。トナー画像が転写された転写材Ｐは、定着手段７によってトナー画像が定着され、排出積載部８上に積載される。

（走査光学装置16の画像形成装置15への固定方法）
図２を用いて走査光学装置16の画像形成装置15への固定方法を説明する。図２は走査光学装置16ａ、16ｂの画像形成装置15への固定方法を示す斜視図である。

図２に示すように、画像形成装置15の本体フレームは、左側板30、右側板31、スキャナステイ32ａ、32ｂ、中板33によって構成される。

本体フレームの左側板30には、走査光学装置16ａ、16ｂを支持するための開口穴34ａ、34ｂが設けられている。また、本体フレームの右側板31には、走査光学装置16ａ、16ｂを支持するための開口穴35ａ、35ｂが設けられている。一方、走査光学装置16ａには、その装置筐体としての光学箱29ａに３箇所の固定部50ａ、51ａ、52ａが設けられている。また、走査光学装置16ｂには、光学箱29ｂに３箇所の固定部50ｂ、51ｂ、52ｂが設けられている。

図２に示すように、側板30、31の開口穴34ａ、34ｂ、35ａ、35ｂには、Ｘ方向（固定部50ａ、50ｂ、51ａ、51ｂに対して水平方向）の取り付け基準となる図示しない基準面が形成されている。同様に開口穴34ａ、34ｂ、35ａ、35ｂには、Ｚ方向（固定部50、51に対して鉛直方向）の図示しない取り付け基準となる基準面が形成されている。

走査光学装置16ａを本体フレームに固定する際には、走査光学装置16ａに形成された３箇所の固定部50ａ、51ａ、52ａに設けられた基準面を、開口穴34ａ、35ａの基準面及びスキャナステイ32ａに突き当てる。これによって、走査光学装置16ａは、本体フレームに対してＸ、Ｚ方向に位置決めされる。すなわち、走査光学装置16ａは、本体フレームに対して、Ｘ方向には２点で、Ｚ方向には３点で支持されることになる。同様に、走査光学装置16ｂも本体フレームの開口穴34ｂ、35ｂ、スキャナステイ32ｂによってＸ、Ｚ方向に位置決めされる。

また、中板33には図示しない長穴が設けられている。長穴は、Ｘ方向に長くＹ方向に短く形成されている。このように、走査光学装置16ａは、光学箱29ａの底部に形成された図示しない基準ボスと前記長穴とが嵌合することによって、Ｙ方向（Ｘ方向及びＺ方向に対して直交する方向）に位置決めされる。尚、走査光学装置16ｂも同様にＹ方向にも位置決めされる。

このように本体フレームに位置決めされた走査光学装置16ａの３箇所の固定部50ａ、51ａ、52ａは、開口穴34ａ、35ａとスキャナステイ32ａにおいて、図示しない固定手段により固定される。そして、走査光学装置16ｂをもう一台同様に固定することで、感光体ドラム１Ｃ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｋのそれぞれに対応する走査線を得る。

（走査光学装置16）
図３を用いて走査光学装置16の構成を詳細に説明する。図３は走査光学装置16の内部構成を説明した上面図である。ここで、走査光学装置16ａ、16ｂは共に同様の構成であるため、説明においては、ａ、ｂの添え字を省略する。また、光束３の対応する色に関する添え字（Ｃ、Ｙ、Ｍ、Ｋ）についても省略する。

図３に示すように、半導体レーザ40から出射した光束３は、コリメータレンズ41、シリンドリカルレンズ42、結像レンズ43を透過する。尚、以降、半導体レーザ40、コリメータレンズ41、シリンドリカルレンズ42、結像レンズ43を総じて射出光学系44と呼ぶ。

射出光学系44を透過した光束３は、反射ミラー19によって角度を変えられ、第一結像レンズ20を通過して、回転多面鏡21の光束反射面22に集光される。回転多面鏡21は、光偏向器23によって回転駆動され、入射した光束３を偏向走査する。偏向走査された光束３は、再度、第一結像レンズ20を通過し、第二結像レンズ24を通過し、感光体ドラム１上に集光、走査される。これにより、感光体ドラム１上には静電潜像が形成される。尚、反射ミラー19や光偏向器23などの光学部品は、樹脂製の光学箱29に内包される。光学箱29の上部開口は光学蓋28（図１、図２参照）によって閉塞される。

（固定部50、51、52と光学部品との位置関係）
本実施例においては、走査光学装置16には、３箇所の固定部50、51、52が配設されている。ここで、図３に示すように、３箇所の固定部50、51、52の一つである所定の固定部52は、結像レンズ20の光軸Ａに対し、射出光学系44側の位置に配設される。また、固定部52は、光偏向器23と射出光学系44との間の領域に配設される。また、光偏向器23の回転多面鏡21の回転中心25は、３箇所の固定部50、51、52を頂点として、これらの頂点を結んで形成された三角形Ｂの外側に出ないように配設される。更に、固定部52と光偏向器23との間を遮るように、壁面53が配設される。尚、壁面53は、単数に限らず複数であってもよい。

走査光学装置16において射出光学系44は重い。このため、３箇所の固定部50、51、52のうち１箇所52を仮に、結像レンズ20の光軸Ａ上に配置すると、走査光学装置16全体の重量バランスが悪くなる。また、仮に、３箇所の固定部で形成される三角形Ｂから外れたところに射出光学系44が配置すると、射出光学系44が振動し易くなる。また、仮に、固定部52を光偏向器23に近いと、光偏向器23の発熱の影響を受けて変形しやすくなる。

本実施例では、走査光学装置16に設けられた３箇所の固定部50、51、52のうち１箇所の固定部52は、結像レンズ20の光軸Ａに対し射出光学系44側に配設される。また固定部52は、光偏向器23と射出光学系44の間の領域に配設される。このように、重量物である射出光学系44の近傍で走査光学装置16を固定することで、射出光学系44の振動を抑制することができる。また、射出光学系44の振動を抑制することで、走査される光束３のピッチむらをも抑制することができる。

また、固定部52を結像レンズ20の光軸Ａよりも射出光学系44側にすると、光偏向器23から遠ざかることとなる。これにより、光偏向器23の発熱の影響を受けにくくなり、光学箱29の変形を抑制することができる。そして、光学箱29の変形を抑制することで、光学箱29内部の光学部品が安定して機能し、走査される光束３の結像位置のずれを低減することができる。このため、感光体ドラム１に形成される静電潜像の位置ズレも抑制することができ、感光体ドラム１上に形成されて転写材Ｐ上に重畳転写されるカラー画像の色ずれをも少なくすることができる。

本実施例では、光偏向器23の回転中心25は、３箇所の固定部50、51、52を頂点として、これらの頂点を結んだ線で形成される三角形Ｂの外側に出ないように配設される。このように、回転多面鏡21を回転駆動することにより、振動を発生させる光偏向器23の回転中心25を三角形Ｂの外側に出ないようにすることにより、振動を低減することができる。このため、光学箱29の振動を抑制する効果がさらに向上することができる。

本実施例では、固定部52と光偏向器23との間に壁面53が配設される。これにより、固定部52の剛性を高めて振動を更に抑制することができる。また、固定部52に対する光偏向器23の発熱の影響をより少なくすることができる。

本実施例における画像形成装置15を示す概略断面図。 走査光学装置16ａ、16ｂの画像形成装置15への固定方法を示す斜視図。 走査光学装置16の内部構成を説明した上面図。 従来の固定部と光学部品との位置関係を説明する図。

符号の説明

Ｐ…転写材、１…感光体ドラム、２…給送カセット、３…光束、４…現像器、５…転写ベルト、６…転写手段、７…定着手段、８…排出積載部、15…画像形成装置、16…走査光学装置、19…反射ミラー、20…第一結像レンズ、21…回転多面鏡、22…光束反射面、23…光偏向器、24…第二結像レンズ、25…回転中心、28…光学蓋、29…光学箱（装置筐体）、30…左側板、31…右側板、32…スキャナステイ、33…中板、34…開口穴、40…半導体レーザ、41…コリメータレンズ、42…シリンドリカルレンズ、43…結像レンズ、44…射出光学系、50…固定部、51…固定部、52…固定部、53…壁面

Claims (4)

1. 光束を射出する射出光学系と、前記光束を偏向走査する光偏向器と、前記光束を所定の位置に結像させる結像レンズと、これらを組み付ける装置筐体とを有する走査光学装置において、
   前記装置筐体を固定する固定部は３箇所設けられており、
   前記固定部のうち所定の固定部は、前記結像レンズの光軸よりも前記射出光学系側に配設され、且つ前記光偏向器と前記射出光学系との間の領域に配設されることを特徴とする走査光学装置。
2. 請求項１に記載の走査光学装置において、
   前記光偏向器の回転多面鏡の回転中心が、前記３箇所の固定部を頂点とする図形の外部に出ないことを特徴とする走査光学装置。
3. 請求項１又は２に記載の走査光学装置において、
   前記所定の固定部と前記光偏向器との間に壁面を設けたことを特徴とする走査光学装置。
4. 像担持体と、該像担持体に対して光束を出射することで静電潜像を形成する走査光学装置と、を有する画像形成装置において、
   前記走査光学装置は、請求項１乃至３のいずれかに記載の走査光学装置であることを特徴とする画像形成装置。

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