JP2007304165A - 光学走査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】防塵ガラスを使用することなく、防塵性能の向上、組立性の向上、及び画像劣化の防止を実現する。
【解決手段】蓋２２には、２枚目の走査レンズ１５ａ，１５ｂを透過した光が通るための開口部２９と、２枚目の走査レンズ１５ａ，１５ｂの外形と類似したガイド２３とが設けられ、弾性部材２４は、蓋２２のガイド２３に沿って光学箱２１と蓋２２との間に介在し、２枚目の走査レンズ１５ａ，１５ｂの外形の略全周に対して２枚目の走査レンズ１５ａ，１５ｂを透過する光の光軸方向で当接している。
【選択図】図１

Description

本発明は、レーザービームプリンタやデジタル複写機等に用いられる光学走査装置に関するものである。

従来、レーザービームプリンタやデジタル複写機等に用いられる光学走査装置においては、画像信号に応じて光変調されて光源から出射された光束を、光偏向器によって周期的に偏向走査させ、結像光学系によって感光ドラム上の結像面にスポット状に集束させる。ここで、光偏向器としては、例えば回転多面鏡等が挙げられる。また、結像光学系はｆθ特性を有している。

結像面上のスポットは、偏向器による主走査と、感光ドラムの回転による副走査に伴って静電潜像を形成し、画像記録を行っている。

図１４は従来例による光学走査装置１００を示すもので、光源１０１から放射した発散光束はコリメータレンズ１０２によって略平行光束とされ、絞り１０３によって光束の光量を調整し、副走査方向にのみ屈折力を有するシリンドリカルレンズ１０４に入射する。

シリンドリカルレンズ１０４に入射した平行光束は、主走査断面内においてはそのまま略平行光束の状態で、副走査断面内においてのみ集束する光束として出射し、回転多面鏡１０５の反射面１０５ａに線像として結像する。

回転多面鏡１０５の回転によって偏向走査された光束は、ｆθ特性を有する結像光学素子であるｆθレンズ１０６を経て感光ドラム１２０の結像面上に結像する。結像面上に結像された点像（スポット）は、回転多面鏡１０５を図１４に示す矢印Ａ方向に回転させることで、感光ドラム１２０上を図１４に示す矢印Ｂ方向に走査する。このような主走査と、感光ドラム１２０がその回転軸周りに回転することによる副走査を伴って、記録媒体である感光ドラム１２０上に画像記録を行っている。

また、ｆθレンズ１０６（１０６ａ，１０６ｂ）等の光学部品や回転多面鏡１０５の反射面１０５ａが汚れると光量の低下等により画像に影響がでるため光学装置内は外部からホコリ等が進入しないよう図１５に示す蓋１５０と密閉部材１５１により密封されている。

図１５（ａ）は、図１４に示される光学走査装置の上面図であり、図１５（ｂ）は断面図である。

特に回転多面鏡１０５の外周速が速いほど回転多面鏡１０５の反射面１０５ａの汚れは顕著に現れるため、密閉度を増す必要がある。密閉度を増すために、例えば特許文献１に示されるように、ｆθレンズ１０６と感光ドラム１２０の間でハウジング１５２に図示しない防塵ガラスを設ける場合もある。

また、防塵ガラスのコストが高いことから特許文献２に示されるような低コストで行える密閉手段もある。図１４中、コリメータレンズ１０２、シリンドリカルレンズ１０４、回転多面鏡１０５、ｆθレンズ１０６はハウジング１５２内に配置され、蓋１５０によりハウジング１５２を覆う。ｆθレンズ１０６ｂ上部と蓋までの隙間は、例えば弾性のある軟質ウレタンフォーム（密度２０ｋｇ／ｍ^３〜６０ｋｇ／ｍ^３）等の弾性部材を密閉部材
１５１としてｆθレンズ１０６ｂと蓋１５０間で適度に圧縮して閉じている。更なる密閉が必要な場合は、特許文献３に示されるようにｆθレンズ１０６の上部だけでなく、ｆθレンズ１０６の下部、側面部も例えば弾性のある軟質ウレタンフォームで隙間を塞ぐ。

図１６は、上記と同様の光学走査装置を複数個用いて、複数個の感光ドラム上に各色毎の画像情報を記録し、カラー画像を形成するカラー画像形成装置を説明するものである。

この装置は、４個の光学走査装置１００と、それぞれ４個の感光ドラム１２１，１２２，１２３，１２４及び現像装置１３１，１３２，１３３，１３４と、搬送ベルト１４１を有する。

４個の光学走査装置１００は、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンダ）、Ｙ（イエロー）、Ｂｋ（ブラック）の各色に対応するものである。そして各光学走査装置１００は、それぞれ感光ドラム１２１，１２２，１２３，１２４上に画像信号を記録し、現像装置１３１，１３２，１３３，１３４によって現像して搬送ベルト１４１上のシート材等に転写することで、カラー画像を高速に印字するものである。

このようなカラー画像形成装置では複数の走査線を重ね合わせて画像形成を行うため、特に各色間の走査線ずれ（レジストレーションずれ）を少なくすることが重要である。

この走査線ずれを少なくする方法としては、例えば、特許文献４に示されるようにｆθレンズを動かして、一定の値に走査線を調整する方法がある。そのｆθレンズを調整する例として図１７（ａ）に光学走査装置の上面図を、図１７（ｂ）に光学走査装置の正面図を示す。

走査線の調整として、例えば副走査方向の傾きはｆθレンズ１０６ｂを付勢方向Ａ，Ｂで調整を行い、主走査方向の片倍率はｆθレンズ１０６ｂを付勢方向Ｃで調整を行う。そして調整後に例えば紫外線硬化型の接着剤でｆθレンズ１０６ｂをハウジング１５２に固定する。ｆθレンズ１０６ｂを付勢することにより一定の値に走査線を調整することで、走査線を重ね合わせた後の各色間の走査線ずれを低減させている。
特開平５−６０９９２号公報 特開２００３−１７７３４４号公報 特開平１０−２３２３６０号公報 特開２００３−２５５２４５号公報 特開２０００−１９３９０２号公報

しかしながら、上記のような従来技術の場合には、下記のような問題が生じていた。

特許文献４に示されるような、図１７を用いて述べたｆθレンズ１０６ｂを調整する光学走査装置は、特許文献５のように、ｆθレンズ１０６ｂでハウジング１５２の開口部を塞ぐことで光学走査装置内の密閉度を上げている。しかし、ｆθレンズ１０６ｂと、例えば樹脂の成形品であるハウジング１５２との間に０．３〜０．５ｍｍの隙間があり、高い密閉度を必要とする光学走査装置においては、回転多面鏡１０５が汚れることとなり、画像劣化を引き起こす要因となる。

また、特許文献２、特許文献３で示されるような軟質ウレタンフォームを用いて光学走査装置を密閉する場合は、次のような問題点がある。すなわち、軟質ウレタンフォームが複数あり、組立性が良くないことと、蓋１５０を組み付ける際に軟質ウレタンフォームの
反力が発生し、ｆθレンズを動かすことで走査線を変動させてしまう。ｆθレンズが動くことで走査線が変動することは、カラー画像形成装置において、走査線を重ね合わせた後の各色間の走査線ずれを引き起こす要因となり、画像劣化となる。

本発明は上記したような事情に鑑みてなされたものであり、防塵ガラスを使用することなく、防塵性能の向上、組立性の向上、及び画像劣化の防止を実現することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明にあっては、
光源と、
前記光源から出射された光を偏向走査する偏向走査手段と、
前記偏向走査手段によって偏向走査された光を像担持体に結像させる結像手段と、
これらを備えた光学箱と、
前記光学箱に着脱可能な蓋部材と、
前記光学箱と前記蓋部材との間に介在する弾性部材と、
を有する光学走査装置において、
前記蓋部材には、前記結像手段を透過した光が通るための開口部と、前記結像手段の外形と類似したガイド部とが設けられ、
前記弾性部材は、前記蓋部材のガイド部に沿って前記光学箱と前記蓋部材との間に介在し、前記結像手段の外形の略全周のうち少なくとも主走査方向に対して前記結像手段を透過する光の光軸方向で当接していることを特徴とする。

本発明によれば、防塵ガラスを使用することなく、防塵性能の向上、組立性の向上、及び画像劣化の防止を実現することが可能となる。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。

本発明を適用できる実施例１について図１〜図５を用いて詳細に説明する。

図２は本発明を適用できる光学走査装置を備えた画像形成装置の模式断面図を示す。同図において、１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは等ピッチに配置された、各々の像担持体であり、本実施例では感光ドラムにより構成している。以下に、図２を用いて画像形成装置による画像形成動作について説明する。

本実施例においては、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）ＬＹ，ＬＭ，ＬＣ，ＬＢｋが光源より出射され、各々対応する感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋ面上を照射して静電潜像が形成される。

この潜像は、１次帯電器２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｂｋによって各々一様に帯電している感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋ面上に形成されている。そして、現像器４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｂｋによって各々、イエロー，マゼンダ，シアン，ブラックのトナー画像に可視像化され、転写ローラ５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｂｋによって転写ベルト８に重ね合わされて静電転写される。

この後、感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋ面上に残っている残留トナーはクリーナー６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，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２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｂｋによって一様に帯電される。

上記転写材Ｐは、給送トレイ４１上に積載されており、給送ローラ４２によって１枚ずつ順に給送され、搬送ベルト７上に送り出される。

搬送ベルト７上を搬送されている間に、転写ベルト８面上に形成されたカラートナー画像が転写材Ｐ上に転写されてカラー画像が形成される。

転写材Ｐ上に形成されたカラー画像は定着器４５によって熱定着されたのち、排出ローラ４６などによって搬送されて装置外に出力される。

図３は本発明を適用できる光学走査装置の構成を説明するための斜視図である。

光源としての光源装置５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ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１２，１８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１２，１８によって走査されたビームは、それぞれ次に示すようにして４つの感光ドラム上に走査光を結像している。すなわち、回転多面鏡１２，１８によって走査されたビームは、まず、１枚目の走査レンズ１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄを透過する。そして、感光ドラムピッチと同一ピッチであって、入射光束に対して略４５°の角度で配置された折り返しミラー１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄによって方向を変えられる。その後、結像手段としての２枚目の走査レンズ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄを透過し、４つの感光ドラム上に走査光を結像するものである。ここで、１枚目の走査レンズ１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ、折り返しミラー１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ、２枚目の走査レンズ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄにより光学部材群が構成されている。

２枚目の走査レンズ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄは、各色間の走査線ずれ（レジストレーションずれ）を少なくするために、例えば、図３に示す副走査方向Ａ，Ｂに動かすことで、副走査方向の走査線を調整している。さらに、主走査方向Ｃに動かすことで、主走査方向の走査線を調整している。

２枚目の走査レンズ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄは、調整後に接着剤等で光学箱２１に固定される。本実施例では、２枚目の走査レンズ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの両端に設けられた固定部２７の２箇所で固定されている。ここで、固定部２７は、レンズ調整時において、次のような機能を果たしている。すなわち、２枚目の走査レンズ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄを副走査方向Ａ，Ｂ及び主走査方向Ｃに揺動可能に保持する保持部（調整補助部）としての機能を果たしている。また、副走査方向Ａ，Ｂ及び主走査方向Ｃと略直交する方向に対しては位置決め部としての機能を果たしている。

光学走査装置は、ポリゴンミラー１２，１８を各々備えた偏向走査手段としての偏向器１９，２０を１つの光学箱２１の同一平面上に備えている。さらに、光学走査装置は、その他の折り返しミラー１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄや走査レンズ１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ等の光学走査系（光学走査手段）の全てを樹脂等によって成型された光学箱２１内に備えている。

そして、蓋部材としての蓋２２を、２枚目の走査レンズ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５
ｄを透過した光の出射方向と略平行な方向から光学箱２１に取り付け、図示しないビスやスナップフィット等の固定手段で固定することで光学走査装置内を密閉している。本実施例では、蓋２２は樹脂で成形している。

図４は、蓋２２と弾性部材２４を示す図であり、図５は、弾性部材２４が取り付けられた蓋２２と、２枚目の走査レンズ１５を示す図である。

図４に示すように、例えばウレタンフォーム等の弾性部材２４は、光束が通るための開口部２５が設けられた一体の（一体化した）部材である。

図５に示すように、蓋２２には、開口部２９とガイド２３が設けられている。開口部２９は、２枚目の走査レンズ１５を透過した光束が通るためのものである。ガイド２３は、開口部２９の周囲で、２枚目の走査レンズ１５と対向する方向に突出して設けられており、２枚目の走査レンズ１５と対向する部分の形状は、２枚目の走査レンズ１５の外形と類似している。そして、弾性部材２４はガイド２３に沿って両面テープ等の支持手段で取り付けられている。

図１は、蓋２２が光学箱２１に取り付けられた状態を示す図である。

弾性部材２４は、図１に示すように、蓋２２が光学箱２１に取り付けられた状態で、光学箱２１と蓋２２との間に介在するもので、光学箱２１に設けられた２枚目の走査レンズ１５と、２枚目の走査レンズ１５と対向する方向に設けられたガイド２３との間に介在している。

そして、弾性部材２４は、２枚目の走査レンズ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの全周と光軸方向Ｌａで当接している。ここで、弾性部材２４が、２枚目の走査レンズ１５の全周と光軸方向Ｌａで当接するということは、弾性部材２４が当接する２枚目の走査レンズ１５において弾性部材２４の弾性変形により生ずる反力Ｆの方向が光軸と一致するということである。したがって、弾性部材２４が当接することで２枚目の走査レンズ１５に発生する反力Ｆの方向は、図３に示した副走査方向Ａ，Ｂ及び主走査方向Ｃと略直交する方向となる。

これにより、２枚目の走査レンズ１５と蓋２２との隙間を無くすことで高い密閉度を実現することが出来、粉塵等の侵入を防止することが出来る。また、弾性部材２４が当接することで発生する反力Ｆを、２枚目の走査レンズ１５の位置を調整する方向と略直交方向に発生させることで、２枚目の走査レンズ１５にかかる反力を軽減させ、２枚目の走査レンズ１５の変形を抑制することができる。すなわち、反力による調整後の走査線変動を抑えることが出来る。

したがって、画像の劣化を防止することが可能となる。さらには、弾性部材２４が一体で設けられているため、組立性すなわち組立時の作業性を向上することが出来る。

なお、本実施例においては、弾性部材２４は、２枚目の走査レンズ１５の全周と当接する場合について説明したが、これに限るものではない。図１３は、弾性部材２４の変形例を説明するための図である。図１３に示すように、一体で設けられている弾性部材２４は、２枚目の走査レンズ１５の長手方向（主走査方向）と当接するものであればよい。弾性部材２４が、２枚目の走査レンズ１５の少なくとも長手方向に当接するものであれば、十分に粉塵等の侵入を防止する効果を得ることができる。

また、本実施例では、弾性部材２４は、蓋２２に設けられたガイド２３に沿って取り付
けられているが、これに限るものではなく、光学箱２１や２枚目の走査レンズ１５に取り付けられるものであってもよい。

また、ガイド２３においては、２枚目の走査レンズ１５と対向する部分の形状が、２枚目の走査レンズ１５の外形と類似するように設けられている。そして、本実施例では、図に示すように、光軸方向Ｌａから見た場合に２枚目の走査レンズ１５の外形を覆うように設けられている。ここで、外形と類似する形状とは、ガイド２３に取り付けられた弾性部材２４が、２枚目の走査レンズ１５と光軸方向で当接することにより、上述した効果が得られる形状をいうものとする。

また、本実施例は、１つの光学走査装置で複数の感光ドラムに照射する例を示したがそれに限ったものではない。

図６及び図７に本発明を適用できる実施例２を示す。なお、実施例１と同様の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。

蓋２２は、２枚目の走査レンズ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの外形と類似したガイド２３が設けられ、ガイド２３に沿って、弾性部材としてＰＥＴ等のシート部材２８を両面テープ等で固定する。

図７に蓋２２が光学箱２１に取り付けられた状態を示す。

シート部材２８は、２枚目の走査レンズ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの全周と光軸方向Ｌａで当接する。

本実施例では、弾性部材として、より安価な材料を用いることができるので、低コスト化を実現しつつ、高い密閉度を実現することが可能となる。

図８に本発明を適用できる実施例３を示す。図８は蓋２２の斜視図である。なお、実施例１と同様の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。

蓋２２には、２枚目の走査レンズ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの外形と類似したガイド２３と、ガイド２３の内側に弾性部材２４の動き（可動範囲）を規制するリブ２６が設けられている。リブ２６は弾性部材２４に設けられた開口部２５と組み付けられることで光軸と直交する方向の位置決めを行ってもかまわない。

図９に蓋２２が組み付けられた状態を示す。

リブ２６は光軸Ｌａを挟んで、かつ、走査レンズ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの外形に近接して配置されている。

これにより、実施例１で説明した効果に加えて、次のような効果を得ることが可能となる。すなわち、リブ２６を設けることにより、弾性部材２４を蓋２２に貼り付ける際に誤ってビームを遮るような場合や、蓋２２を光学箱２１に組み付ける際に弾性部材２４がねじれてビームを遮るような場合の作業時に発生する問題を防止することが出来る。

図１０に本発明を適用できる実施例４を示す。図１０は、蓋２２に設けられたガイド２
３を説明する図である。なお、実施例１と同様の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。

蓋２２は、２枚目の走査レンズ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの外形と類似したガイド２３が、主走査方向でＨ部（レンズの端部）のガイド幅３２よりＧ部（レンズの略中央部）のガイド幅３１が長くなるように設けられている。例えば走査レンズ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄが両端で光学箱２１に固定される場合、走査レンズ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの略中央部であるＧ部付近は外力に対して歪み易くなる。ここで、ガイド幅３１，３２は、副走査方向において開口部２９の両側に設けられたガイド２３の二箇所の間隔である。

蓋２２が光学箱２１に組み付けられた状態におけるＧ部の断面を図１１に、Ｈ部の断面を図１２に示す。

２枚目の走査レンズ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄとガイド２３との距離は、Ｇ部で距離３５と、Ｈ部で距離３６となり、距離が長くなるＧ部では、Ｈ部と比べて弾性部材２４の反力を低減させることが出来る。

これにより、実施例１で説明した効果に加えて、次のような効果を得ることが可能となる。すなわち、弾性部材２４から発生する反力を、走査レンズ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ内で局部的に軽減することで、走査レンズ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの変形を軽減することが出来、主走査方向の各色間の走査線ずれを低減することが出来る。

なお、本実施例においては、実施例３で説明したリブ２６が設けられている場合について説明したが、実施例１のようにリブ２６が設けられていない場合にも好適に適用することができる。

実施例１に係る光学走査装置を説明する図である。 実施例１に係る光学走査装置を説明する図である。 実施例１に係る光学走査装置を説明する図である。 実施例１に係る光学走査装置を説明する図である。 実施例１に係る光学走査装置を説明する図である。 実施例２に係る光学走査装置を説明する図である。 実施例２に係る光学走査装置を説明する図である。 実施例３に係る光学走査装置を説明する図である。 実施例３に係る光学走査装置を説明する図である。 実施例４に係る光学走査装置を説明する図である。 実施例４に係る光学走査装置を説明する図である。 実施例４に係る光学走査装置を説明する図である。 実施例１に係る光学走査装置において弾性部材の変形例を説明する図である。 従来例の光学走査装置を説明する図である。 従来例の光学走査装置を説明する図である。 従来例の光学走査装置の課題を説明する図である。 従来例の光学走査装置の課題を説明する図である。

符号の説明

１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋ 感光ドラム
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ ２枚目の走査レンズ
１９，２０ 偏向器
２１ 光学箱
２２ 蓋
２３ ガイド
２４ 弾性部材
２９ 開口部
５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ 光源装置

Claims (4)

1. 光源と、
   前記光源から出射された光を偏向走査する偏向走査手段と、
   前記偏向走査手段によって偏向走査された光を像担持体に結像させる結像手段と、
   これらを備えた光学箱と、
   前記光学箱に着脱可能な蓋部材と、
   前記光学箱と前記蓋部材との間に介在する弾性部材と、
   を有する光学走査装置において、
   前記蓋部材には、前記結像手段を透過した光が通るための開口部と、前記結像手段の外形と類似したガイド部とが設けられ、
   前記弾性部材は、前記蓋部材のガイド部に沿って前記光学箱と前記蓋部材との間に介在し、前記結像手段の外形の略全周のうち少なくとも主走査方向に対して前記結像手段を透過する光の光軸方向で当接していることを特徴とする光学走査装置。
2. 前記結像手段は、前記結像手段を透過する光の光軸と直交する方向において位置調整可能であることを特徴とする請求項１記載の光学走査装置。
3. 前記蓋部材は、前記開口部と前記ガイド部との間の少なくとも一部領域で、前記結像手段と対向する方向に突出して設けられ、前記弾性部材の可動範囲を規制するリブを備えることを特徴とする請求項１記載の光学走査装置。
4. 副走査方向において前記開口部を挟むように前記開口部の両側に設けられた前記ガイド部の二箇所の間隔が主走査方向の位置によって異なることを特徴とする請求項１記載の光学走査装置。

Images