JP2008026708A - レーザ走査光学装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の光源を有するレーザ走査光学装置において、画像のピッチムラやジッタの発生を抑制する。
【解決手段】複数の感光体上に形成された画像を合成して所望の画像を形成する画像形成装置に用いられるレーザ走査光学装置。レーザダイオード２〜５は、レーザビームを発生する。ミラー６〜８は、レーザダイオード２〜４が発生したレーザビームの進行方向を揃える。偏向装置９は、ミラー６〜８により進行方向が揃えられたレーザビームを偏向する。筐体１５は、レーザダイオード２〜５、ミラー６〜８及び偏向装置９を保持し、画像形成装置に複数の固定部２１〜２３により固定され、固定部２１〜２３間を結んだ直線により囲まれる領域３０外に設けられ、偏向装置９を保持する第１の保持部と、領域３０内に設けられ、ミラー６〜８を保持する第２の保持部とを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、レーザ走査光学装置、より特定的には、複数の感光体上に形成された画像を合成して所望の画像を形成する画像形成装置に用いられるレーザ走査光学装置に関する。

電子写真法によって画像を形成する複写機やプリンタ等の画像形成装置に用いられるレーザ走査光学装置では、ポリゴンモータから発生する振動によってポリゴンモータや光学部材を格納する筐体が振動し、この振動が原因となって、画像形成装置において得られる画像にピッチムラやジッタなどが発生するという問題があった。

前記問題を解決するものとして、特許文献１に記載の走査光学ユニットが知られている。該走査光学ユニットでは、振動源となるポリゴンモータを筐体に固定する固定部が、走査光学ユニットを画像形成装置に固定するための複数の固定箇所を結んで得られるエリアの外側に設けられる。これにより、ポリゴンモータが固定される場所が自由端となる。自由端では、振動は減衰しやすく持続しにくいという性質が存在する。そのため、筐体に搭載された他の光学部材が振動の影響を受けにくくなり、画像形成装置で得られる画像においてピッチムラやジッタが発生することが抑制される。

ところで、近年、カラー画像を形成する画像形成装置が普及している。該画像形成装置のレーザ走査光学装置では、複数の光源が設けられる。該複数の光源は異なる方向に向かってレーザビームを発生しているので、レーザ走査光学装置では、副走査方向から平面視したときに、各レーザビームがポリゴンミラーに同じ角度で入射するように該レーザビームの進行方向を変える光学素子が必要となる。このようなレーザ走査光学装置では、ポリゴンモータからの振動により発生する画像のピッチムラやジッタを抑制するために、該光学素子をどのような場所に配置すればよいかが問題となっている。
特許第３３０５４５０号公報

そこで、本発明の目的は、複数の光源を有するレーザ走査光学装置において、偏向装置からの振動に起因する画像のピッチムラやジッタの発生を抑制することである。

本発明に係るレーザ走査光学装置は、複数の感光体上に形成された画像を合成して所望の画像を形成する画像形成装置に用いられるレーザ走査光学装置に用いられ、レーザビームを発生する複数の光源と、副走査方向から平面視したときに、前記光源が発生したレーザビームの進行方向が揃うように、該レーザビームの進行方向を変化させる少なくとも１以上の光学素子と、前記光学素子により進行方向が変化させられたレーザビームを偏向する偏向装置と、前記光源、前記光学素子及び前記偏向装置を保持し、前記画像形成装置に複数の固定部により固定される筐体とを備え、前記筐体は、前記固定部間を結んだ直線により囲まれる領域外に設けられ、前記偏向装置を保持する第１の保持部と、前記領域内に設けられ、前記光学素子を保持する第２の保持部と、を含む。

偏向装置を保持する第１の保持部が固定部間を結んだ直線により囲まれる領域外に設けられ、光学素子を保持する第２の保持部が該領域内に設けられるので、偏向装置が発生する振動が光学素子に伝わりにくくなる。その結果、該光学素子の位置ずれが発生しにくくなり、画像のピッチムラやジッタの発生が抑制される。

本発明において，前記複数の光源が発生したレーザビームは、全て前記光学素子に入射してもよい。

以下に本発明に係るレーザ走査光学装置の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する第１、第２及び第３の実施形態の各図において、同じ部材、部分については共通する符号を付し、重複する説明を省略する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るレーザ走査光学装置１を副走査方向の上方から平面視したときの構成図である。副走査方向とは、レーザビームが走査される主走査方向と直交する方向を指し、特に本実施形態では、走査されるレーザビームにより形成される平面に対して垂直な方向を指す。

レーザ走査光学装置１は、４つの感光体ドラム（図示せず）に形成された画像を合成して所望の画像を形成する画像形成装置（図示せず）に搭載され、該４つの感光体ドラムにそれぞれレーザビームを照射して、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）の潜像を形成するように構成されている。具体的には、レーザ走査光学装置１は、レーザダイオード２〜５、ミラー６〜８、偏向装置９、走査レンズ１０，１１及び筐体１５を備える。筐体１５は、画像形成装置に対して固定されるための固定部２１〜２３を含む。

レーザダイオード２〜５は、光源としての役割を果たし、それぞれがレーザビームを発生する。ミラー６〜８はそれぞれ、副走査方向に重ねて配置されている。ミラー６は、レーザダイオード２が発生したレーザビームを反射して偏向装置９へと導く。ミラー７は、レーザダイオード３が発生したレーザビームを反射して偏向装置９へと導く。ミラー８は、レーザダイオード４が発生したレーザビームを反射して偏向装置９へと導く。レーザダイオード５が発生したレーザビームは、ミラーを介することなく直接に偏向装置９へと入射する。すなわち、ミラー６〜８は、レーザダイオード２〜５が発生したレーザビームの進行方向が揃うように、該レーザビームの進行方向を変化させる役割を果たす。

偏向装置９は、ポリゴンミラー９ａ及びポリゴンモータ９ｂを含む。ポリゴンミラー９ａは、ポリゴンモータ９ｂ（ステッピングモータあるいはリニアモータ）によって回転駆動され、ミラー６〜８が反射したレーザビーム及びレーザダイオード５が発生したレーザビームを偏向及び走査する。すなわち、各レーザビームは、ポリゴンミラー９ａの回転に基づいて主走査方向に等角速度で偏向される。

走査レンズ１０，１１は、複数の光路折り返し用ミラー（図示せず）と組み合わされることにより、ポリゴンミラー９ａが偏向したレーザビームを感光体ドラムに結像する結像光学素子としての役割を果たす。具体的には、走査レンズ１０，１１は、ポリゴンミラー９ａにより偏向された光に対してｆθ特性を与えると共に、必要な収差を補正する。なお、複数の光路折り返し用ミラーは、従来から知られた構成であるので、その説明及び図示については省略する。

筐体１５は、レーザダイオード２〜５、ミラー６〜８、偏向装置９及びレンズ１０，１１を保持する役割を果たし、３つの固定部２１〜２３により画像形成装置本体に固定される。固定部２１〜２３には、ねじが用いられる。本実施形態では、固定部２１〜２３は、直線的に並ばず、三角形の領域３０を形成するように配置される。そして、偏向装置９は、固定部２１〜２３を直線で結んで得られる三角形の領域３０外に配置される。具体的には、図２に示すように、偏向装置９のポリゴンモータ９ｂの軸受け部分が、領域３０外においてねじ２５により筐体１５に固定される。該ねじ２５は、領域３０外に位置する。一方、ミラー６〜８は、該領域３０内に配置される。具体的には、ミラー６は、図３に示すように、領域３０内において筐体１５に接着剤２６により固定される。該接着剤２６は、領域３０内に位置する。同様に、ミラー７は、接着剤によりミラー６上に固定され、ミラー８は、接着剤によりミラー７上に固定される。

以上のように、レーザ走査光学装置１によれば、振動源となる偏向装置９が固定部２１〜２３を直線で結んで得られる領域３０外に設けられると共に、ミラー６〜８が該領域３０内に設けられるので、該レーザ走査光学装置１が用いられた画像形成装置において画像のピッチムラやジッタの発生を抑制できる。以下に説明する。

偏向装置９は、領域３０外において筐体１５に固定されている。すなわち、偏向装置９は、片持ち梁に配置されたと同様の状態をとっている。片持ち梁の自由端側、すなわち、固定部２１と固定部２２とを結ぶ点線３０ａに対して矢印Ｘ方向の側は変異が自由なので、偏向装置９の振動は減衰しやすく、持続しにくい。一方、ミラー６〜８は、偏向装置９の振動の影響が少なくなるように片持ち梁の固定端側、すなわち、点線３０ａに対して矢印Ｙ方向の側であって、領域３０内に固定されている。領域３０内は、画像形成装置本体に固定された固定部２１〜２３により囲まれた領域なので大きな振動が伝わりにくい。これにより、偏向装置９からの振動がミラー６〜８へ伝わることが軽減され、ミラー６〜８の位置ずれが生じにくくなる。その結果、レーザビームの照射位置が本来照射すべき位置からずれることが抑制され、画像のピッチムラやジッタ等の発生が抑制される。

本願の発明者は、レーザ走査光学装置１が奏する効果を確認するためにコンピュータによる解析を行った。具体的には、偏向装置９から所定の振動を発生させて、領域３０内の点Ａにおける振幅と領域３０外の点Ｂにおける振幅とを比較した。点Ａと点Ｂとは、固定部２１と固定部２３とを結ぶ点線３０ｂに対して線対称の関係にある。本解析によれば、点Ｂでの振幅は、点Ａでの振幅の７．３倍となることがわかった。すなわち、領域３０内の方が領域３０外よりも偏向装置９からの振動の影響を受けにくいことが理解できる。故に、本解析により、レーザ走査光学装置１において、ミラー６〜８の位置ずれが生じにくくなり、レーザビームの照射位置が本来照射すべき位置からずれることが抑制され、画像のピッチムラやジッタ等の発生が抑制されることが理解できる。

（第２の実施形態）
レーザ走査光学装置１では、レーザダイオード２，３，４が発生したレーザビームを反射して偏向装置９へと導くための光学素子として、ミラー６，７，８が用いられていたが、該光学素子には、図４に示す第２の実施形態に係るレーザ走査光学装置４１のようにプリズム５６〜５８が用いられてもよい。プリズム５６〜５８は、領域３０内に副走査方向に重ねて配置され、偏向装置９は、領域３０外に配置される。これにより、第１の実施形態と同様の作用効果を奏する。

（第３の実施形態）
レーザ走査光学装置１では、レーザダイオード５が発生したレーザビームは、ミラーを介することなく直接にポリゴンミラー９ａに入射しているが、図５に示す第３の実施形態に係るレーザ走査光学装置６１のように、レーザダイオード５が発生したレーザビームは、ミラー６９により反射されてポリゴンミラー９ａに入射してもよい。すなわち、全てのレーザダイオード２〜５が発生したレーザビームが、ミラー６〜８，６９により反射されてもよい。ミラー６〜８，６９は、領域３０内に副走査方向に重ねて配置され、偏向装置９は、領域３０外に配置される。これにより、第１の実施形態と同様の作用効果を奏する。

（その他の実施形態）
なお、前記第１の実施形態〜第３の実施形態では、レーザダイオード２，３，４，５が発生したレーザビームを反射して偏向装置９へと導くための光学素子として、ミラーやプリズムが用いられているが、該光学素子にビームスプリッターやハーフミラーを用いることも可能である。

本発明の第１の実施形態に係るレーザ走査光学装置を副走査方向の上方から平面視したときの構成図である。 偏向装置が筐体に固定される様子を示した図である。 ミラーが筐体に固定される様子を示した図である。 本発明の第２の実施形態に係るレーザ走査光学装置を副走査方向の上方から平面視したときの構成図である。 本発明の第３の実施形態に係るレーザ走査光学装置を副走査方向の上方から平面視したときの構成図である。

符号の説明

１，４１，６１ レーザ走査光学装置
２，３，４，５ レーザダイオード
６，７，８，６９ ミラー
９ 偏向装置
９ａ ポリゴンミラー
９ｂ ポリゴンモータ
１０，１１ 走査レンズ
１５ 筐体
２１，２２，２３ 固定部
２５ ねじ
２６ 接着剤
３０ 領域
５６，５７，５８ プリズム

Claims (2)

1. 複数の感光体上に形成された画像を合成して所望の画像を形成する画像形成装置に用いられるレーザ走査光学装置において、
   レーザビームを発生する複数の光源と、
   副走査方向から平面視したときに、前記光源が発生したレーザビームの進行方向が揃うように、該レーザビームの進行方向を変化させる少なくとも１以上の光学素子と、
   前記光学素子により進行方向が変化させられたレーザビームを偏向する偏向装置と、
   前記光源、前記光学素子及び前記偏向装置を保持し、前記画像形成装置に複数の固定部により固定される筐体とを備え、
   前記筐体は、
   前記固定部間を結んだ直線により囲まれる領域外に設けられ、前記偏向装置を保持する第１の保持部と、
   前記領域内に設けられ、前記光学素子を保持する第２の保持部と、
   を含むことを特徴とするレーザ走査光学装置。
2. 前記複数の光源が発生したレーザビームは、全て前記光学素子に入射すること、
   を特徴とする請求項１に記載のレーザ走査光学装置。

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