JP2008032906A - 光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光源の温度変動によるビーム位置ズレを抑え、画像の色ズレ発生を防ぐ。
【解決手段】複数の光源１６から射出された光ビームＬは反射鏡１８にて反射され、光路変更部材２０に入射する。反射鏡１８で反射された各光ビームＬは同じ方向に光路をとり、光路変更部材２０に入射する。光路変更部材２０に入射した各光ビームＬはＸ方向に配列された光源１６と同じ配列方向（主走査方向）に並んでおり、出射する各光ビームＬは配列方向がＹ方向（副走査方向）となってシリンドリカルレンズ２２に入射する。
【選択図】図１

Description

本発明は光走査装置及び画像形成装置に関する。

レーザ光などの光によって被走査物を走査する光走査装置としては、複数の光源から出射される光ビームを感光体ドラムなどの被走査物に対して走査するマルチビーム光源走査装置が従来より存在する（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−１０１０７号公報

本発明は複数の光源を有する光走査装置の温度変化によるビーム位置変動、相対位置変動を抑え、画像の色ズレの少ない画像形成装置を提供する。

請求項１に記載の光走査装置は筐体と、前記筐体に設けられ回転軸の周りに偏向面を回転させて光ビームを偏向する光偏向器と、前記筐体に設けられ前記光偏向器の回転軸と交差する面上に前記光ビームを射出する複数の光源と、前記筐体に設けられ前記光偏向器により偏向された前記複数の光ビームを被走査面上にて結像し偏向走査する走査結像光学系と、前記筐体に設けられ前記光偏向器の回転軸と交差する面に沿って入射する前記光ビームの光路を前記光偏向器の回転軸を含む面内に変更する光路変更手段と、を備えたことを特徴とする。

請求項２に記載の光走査装置は、前記複数の光源より射出された前記複数の光ビームをそれぞれ反射し前記光路変更手段に入射させる複数の反射鏡を備えたことを特徴とする。

請求項３に記載の光走査装置は、前記光路変更手段を通過した前記複数の光ビームは、前記光偏向器が取り付けられた前記筐体のベース部から離れる方向へ光路を変更されることを特徴とする。

請求項４に記載の光走査装置は前記複数の光源は前記ベース部から立ち上がった側壁に設けられたことを特徴とする。

請求項５に記載の光走査装置は、前記複数の反射鏡の取付部は前記光源から射出する複数の光ビームを含む面から同じ距離にあることを特徴とする。

請求項６に記載の光走査装置は、前記光路変更手段は複数の反射面をもつ光学素子を組み合わせて構成されることを特徴とする。

請求項７に記載の光走査装置は、前記光路変更手段はプリズムであることを特徴とする。

請求項８に記載の光走査装置は、前記複数の反射鏡により反射された前記複数の光ビームは互いに平行であることを特徴とする。

請求項９に記載の光走査装置は、前記複数の光源は同一の光源駆動回路基板に配置されることを特徴とする。

請求項１０に記載の画像形成装置は、請求項１乃至請求項９の何れか１項に記載の光走査装置と、前記光走査装置により静電潜像が形成される複数の感光体と、前記静電潜像をトナー画像として記録媒体に転写する画像形成部と、を備えたことを特徴とする。

請求項１に記載の光走査装置の構成によると、光偏向器の回転軸と平行な方向に光源を配する場合と比較し、筐体が熱変形した場合でも複数の光源の姿勢変動量の相対差を小さくできるので光ビーム光路の相対位置変動を小さくできる。

請求項２に記載の光走査装置の構成によると、本構成を有していない場合と比較して、
複数の光ビーム光路の間隔を任意に設定することが可能となり、複数の反射鏡通過後の複数の光ビームを近接するように光路を設定することができる。これにより光路変更手段を小型化でき、熱による寸法変化の影響を小さくすることができるので光ビームの光路位置変動を小さくできる。

請求項３に記載の光走査装置の構成によると、本構成を有していない場合と比較して、
光路変更手段通過後に筐体のベース部から遠ざかる方向へ光路変更するように構成することにより、複数の光源を筐体のベース部近くに配置することができるため、筐体の熱変形による複数の光源の姿勢変動量自体を小さくできるので光ビームの光路位置変動を小さくできる。

請求項４に記載の光走査装置の構成によると、本構成を有していない場合と比較して、筐体とは別の保持部材を不要とし、同一の筐体に保持されることで複数の光源の姿勢変動量の相対差を小さくすることができるので光ビーム光路の相対位置変動を小さくできる。

請求項５に記載の光走査装置の構成によると、本構成を有していない場合と比較して、
複数の反射鏡は筐体が熱変形しても、ほぼ同じ姿勢変動をするので、光ビーム光路の相対位置変動を小さくできる。

請求項６に記載の光走査装置の構成によると、本構成を有していない場合と比較して、安価な反射鏡の組合せで、主走査方向に配列した光ビームを光路変更手段により副走査方向に配列変換する構成をとることが出来るので、各光源の、ベース部材面からの距離を等しくすることができ、筐体が熱変形した場合でも複数の光源の姿勢変動量の相対差を小さく出来るので光ビームの光路位置変動を小さくできる。

請求項７に記載の光走査装置の構成によると、本構成を有していない場合と比較して、
光路変更手段をプリズムにより構成することにより光学面同士の位置精度を高めることができ、前記各光学面の温度変動による相対姿勢変動を小さくすることができ、光ビーム光路の相対位置変動を小さくできる。

請求項８に記載の光走査装置の構成によると、本構成を有していない場合と比較して、複数の反射鏡が各入射ビームを同一方向へ反射することによって筐体が熱変形した場合でも複数の光源の姿勢変動量の相対差を小さく出来るので光ビーム光路の相対位置変動を小さくできる。

請求項９に記載の光走査装置の構成によると、本構成を有していない場合と比較して、複数の光源を同一の光源駆動回路基板に直接配置することにより、複数の光源の温度上昇の影響を均一化することができるので、各光源から出射される光ビームの波長差から生じる光学的特性の変化を小さくることができる。
請求項１０に記載の画像形成装置の構成によると、本構成を有していない場合と比較して、各感光体に照射する光ビームの相対位置変動を小さくする事でき、色ずれを小さくすることができる。

＜装置概要＞
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。

図１〜３には本発明の第１実施形態に係る光走査装置が示されている。

図１〜３は本実施形態に係る光走査装置の内部構造を示す斜視図である。

図１に示すように光走査装置１０は光学箱を形成する筐体１２の内部には、光学部材の取付部が設けられる底面部として、光学ベース１４が設けられ、光学ベース１４上には回転軸２４Ｂのまわりを偏向面２４Ａが回転することで、入射される光ビームＬを主走査方向（図中Ｘ方向）に偏向する多面鏡２４が設けられている。

光学ベース１４は端が立ち上がり、立ち上がり部１４Ａが筐体１２の側壁を形成している。立ち上がり部１４Ａには多面鏡２４の回転軸２４Ｂと略直交する面上、すなわち光学ベース１４から所定の間隔をおいた箇所に光ビームを射出する複数の光源１６が設けられている。ここでいう略直交とは角度９０度で回転軸２４Ｂと交差する面の場合を基準として、ここから３度までの角度範囲を指す。

図２に示すように複数の光源１６は同一の光源駆動回路基板１６Ａ上に直接設けられている。

前記回転軸２４Ｂ方向すなわち副走査方向は図中Ｙ方向、これと直交する方向すなわち主走査方向は図中Ｘ方向である。

複数の光源１６から射出された光ビームＬはそれぞれ開口絞り１７で所望の径まで絞られた後、反射鏡(以下同じ)１８にて反射され、光路変更部材２０に入射する。反射鏡１８は光学ベース１４上に設けられた固定部材１９上にＹ方向の位置が同じになるように固定される。反射鏡１８で反射された各光ビームＬは同じ方向に光路をとり、光路変更部材２０に入射する。

このとき光源１６から射出された光ビームＬは互いに略平行であり、同一の角度で反射鏡１８に入射／反射される。ここでいう略平行とは、例えば光源１６から射出される光ビームＬが反射鏡１８までの間に拡散も交差もせず、且つ図９（Ａ）に示すように４つの光源１６の取付基準面１６Ｂ（図中斜線部）にかかる、主走査平面に平行な面が存在することをいう。

光路変更部材２０は複数の反射面を備え、入射した光ビームＬを反射する。光路変更部材２０に入射した光ビームＬの光路は図３に示すように光学ベース１４から距離Ｄ１だけ離れた箇所を通るが、光路変更部材２０から射出される光ビームＬの光路は光学ベース１４から距離Ｄ２だけ離れた箇所を通る。このときＤ１＜Ｄ２である。

光路変更部材２０に入射した各光ビームＬはＸ方向に配列された光源１６と同じ配列方向（主走査方向）に並んでおり、光路変更部材２０から射出される各光ビームＬは配列方向がＹ方向（副走査方向）となって副走査方向に結像機能をもったシリンドリカルレンズ２２に入射する。

シリンドリカルレンズ２２から射出された光ビームＬはミラー２３にて反射され、多面鏡２４に入射し、回転軸２４Ｂのまわりを回転する偏向面２４Ａによって主走査方向（Ｘ方向）に偏向される。

このとき偏向面２４Ａ上では、各光ビームＬはＹ方向（副走査方向）に配列されている。ここでいう副走査方向に配列されるとは、たとえば多面鏡２４の偏向面２４Ａにおいて、回転軸２４Ｂと、所定のビーム径（光軸中心強度から−１３．５％までの強度範囲をビーム径と定義する）の光ビームＬが４つとも含まれるような副走査方向（Ｙ方向）の平面が存在することを指す。

偏向された光ビームＬは走査光学系２６によって整形され副走査方向に結像機能をもったシリンドリカルミラー２６、防塵ウィンドウ２９を経て感光体ドラム３０（被走査面）上にビームスポットとして結像する。

＜光路変更部材＞
図４には本発明の第１実施形態に係る光路変更部材が示されている。

図４に示すように、光路変更部材２０は複数のミラー２１Ａ、２１Ｂを備え、入射する光ビームＬをまずミラー２１Ａが反射し、次いでミラー２１Ｂが反射してシリンドリカルレンズ２２に入射する方向に光路を変更する。

入射する各光ビームＬの光路は光源１６と同様、多面鏡２４の回転軸２４Ｂと略直交する面上に配列されているが、ミラー２１Ｂで反射された後は副走査方向（図中Ｙ方向）に配列される。

図５には本発明の第２実施形態に係る光路変更部材が示されている。

図５に示すように、光路変更部材２０は複数の反射面２１Ｃ、２１Ｄを備えたプリズムであり、入射する光ビームＬをまず反射面２１Ｃが反射し、次いで反射面２１Ｄが反射してシリンドリカルレンズ２２に入射する方向に光路を変更する。

入射する各光ビームＬの光路は光源１６と同様、多面鏡２４の回転軸２４Ｂと略直交する面上に配列されているが、反射面２１Ｄで反射された後は副走査方向（図中Ｙ方向）に配列される。

図６には本発明の第３実施形態に係る光路変更部材が示されている。

図６に示すように、光路変更部材２０は複数のミラー２１Ａ、２１Ｂを備え、入射する光ビームＬをまずミラー２１Ａが反射し、次いでミラー２１Ｂが反射してシリンドリカルレンズ２２に入射する方向に光路を変更する。

ミラー２１Ａ、２１Ｂはフレーム２１Ｅに一体的に固定され、ミラー２１Ａ、２１Ｂ、フレーム２１Ｅを合わせた光路変更部材２０を一個の部品として扱うことが可能な構成となっている。光路変更部材２０は取付部２１Ｆで光学ベース１４に設けられた取付部１４Ｃに取り付けられる。

入射する各光ビームＬの光路は光源１６と同様、多面鏡２４の回転軸２４Ｂと略直交する面上に配列されているが、ミラー２１Ｂで反射された後は副走査方向（図中Ｙ方向）に配列される。

＜筐体の変形と光源位置＞
図７には本発明の第１実施形態に係る光走査装置が示されている。

図７は本実施形態に係る光走査装置の内部構造を示す断面図である。

図７に示すように光走査装置１０は光学箱を形成する筐体１２の内部に光学ベース１４が設けられ、光学ベース１４上には回転軸２４Ｂのまわりを偏向面２４Ａが回転することで、入射される光ビームＬを主走査方向（図中Ｘ方向）に偏向する多面鏡２４が設けられている。

筐体１２は光走査装置１０内外に存在する熱源の影響で図７に点線で示すような初期状態から、熱によって実線で示すような形状に変形する。

光源１６が筐体１２の側壁に設けられている場合、光源１６が光学ベース１４から離れた箇所にあれば（光源位置・高）、熱による筐体１２の変形によって側壁の角度もまた変動するので、光源１６Ｂから射出される光ビームＬＢの光軸は図７のようになる。

光源１６が筐体１２の側壁に設けられている場合、光源１６が光学ベース１４に近い箇所にあれば（光源位置・低）、熱による筐体１２の変形によって側壁の角度変動の影響は少ないので、光源１６Ａから射出される光ビームＬＡの光軸は図７のようになる。

＜画像形成装置＞
図８には本発明の第４実施形態に係る画像形成装置が示されている。

図８は本実施形態に係る画像形成装置の内部構造を示す断面図である。

図８に示すように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）用の各感光体ドラム３０Ｙ〜３０Ｋを有する現像装置３１Ｙ〜３１Ｋと、これら感光体ドラム３０Ｙ〜３０Ｋ に接触する一次帯電用の帯電ロールと、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像信号に応じて変調された光ビームを照射する光走査装置１０とで、その主要部が構成されている。光走査装置１０は前記各実施形態に記載された光走査装置とする。

感光体ドラム３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋは、共通の接平面を有するように一定の間隔をおいて配置されている、所謂タンデム式のカラープリンタとなっている。表面電位を印加された感光体ドラム３０Ｙ〜３０Ｋの表面には、露光装置としての光走査装置１０によってイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応した光ビームＬが照射され、各色毎の入力画像情報に応じた静電潜像が形成される。

現像ロール３３に現像バイアス電圧を印加して、現像ロール３３上のトナーを感光体ドラム３０Ｙ〜３０Ｋ上に形成された静電潜像に転写することにより、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー画像が形成される。

上記各感光体ドラム３０Ｙ〜３０Ｋ上に形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像は用紙Ｐ上に位置合わせを行い、重ねてそれぞれ転写される。これにより用紙Ｐ上には、Ｙ単色像上にシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）色をそれぞれ重ねた四色画像として最終的なフルカラートナー像が形成される。

＜その他＞
以上、本発明の実施例について記述したが、本発明は上記の実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得ることは言うまでもない。

たとえば上記実施形態では４色フルカラーレーザビームプリンタを例に挙げたが、これに限定せず例えば３色以下または５色以上のプリンタでもよいことは言うまでもない。

また偏向素子としてポリゴンミラーを用いたが、かわりにレゾナントスキャナやガルバノミラーを用いても差し支えはない。

本発明の第１実施形態に係る光走査装置を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る光走査装置を示す平面図である。 本発明の第１実施形態に係る光走査装置を示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係る光路変更光学系を示す斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る光路変更光学系を示す斜視図である。 本発明の第３実施形態に係る光路変更光学系を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る光走査装置を示す断面図である。 本発明の第４実施形態に係る画像形成装置を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る光走査装置の光源を示す断面図である。

符号の説明

１０ 光走査装置
１２ 筐体
１４ 光学ベース
１６ 光源
１６Ａ 光源駆動回路基板
１８ 反射鏡
１９ 固定部材
２０ 光路変更部材
２２ シリンドリカルレンズ
２４ ポリゴンミラー
２４Ｂ 回転軸
２４Ａ 偏向面
２６ 走査光学系
３０ 感光体ドラム
３１ 現像装置

Claims (10)

1. 筐体と、
   前記筐体に設けられ回転軸の周りに偏向面を回転させて光ビームを偏向する光偏向器と、
   前記筐体に設けられ前記光偏向器の回転軸と交差する面上に前記光ビームを射出する複数の光源と、
   前記筐体に設けられ前記光偏向器により偏向された前記複数の光ビームを被走査面上にて結像し偏向走査する走査結像光学系と、
   前記筐体に設けられ前記光偏向器の回転軸と交差する面に沿って入射する前記光ビームの光路を前記光偏向器の回転軸を含む面内に変更する光路変更手段と、
   を備えたことを特徴とする光走査装置。
2. 前記複数の光源より射出された前記複数の光ビームをそれぞれ反射し前記光路変更手段に入射させる複数の反射鏡を備えたことを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
3. 前記光路変更手段を通過した前記複数の光ビームは、前記光偏向器が取り付けられた前記筐体のベース部から離れる方向へ光路を変更されることを特徴とする請求項１乃至請求項２の何れかに記載の光走査装置。
4. 前記複数の光源は前記ベース部から立ち上がった側壁に設けられたことを特徴とする請求項３に記載の光走査装置。
5. 前記複数の反射鏡の取付部は前記光源から射出する複数の光ビームを含む面から同じ距離にあることを特徴とする請求項２乃至請求項４の何れかに記載の光走査装置。
6. 前記光路変更手段は、複数の反射面をもつ光学素子を組み合わせて構成されることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載の光走査装置。
7. 前記光路変更手段はプリズムであることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載の光走査装置。
8. 前記複数の反射鏡により反射された前記複数の光ビームは互いに平行であることを特徴とする請求項２乃至請求項７の何れかに記載の光走査装置。
9. 前記複数の光源は同一の光源駆動回路基板に配置されることを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れかに記載の光走査装置。
10. 請求項１乃至請求項９の何れか１項に記載の光走査装置と、
    前記光走査装置により静電潜像が形成される複数の感光体と、
    前記静電潜像をトナー画像として記録媒体に転写する画像形成部と、
    を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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