JP2008139348A - 光走査光学装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】偏向器からの熱風で温度検出手段がハウジングの温度を誤検出することを防止し、ひいてはレジスト性能の劣化を効果的に防止できる光走査光学装置を得る。
【解決手段】タンデム方式の電子写真法によるカラープリンタに搭載される光走査光学装置。ハウジング27は結像レンズ31,32などとポリゴンミラー40をそれぞれ分離して収容する密閉された空間部27a,27bを有している。温度センサ72は空間部27a内にポリゴンミラー40の放熱板43に近接して配置されている。
【選択図】図2
【解決手段】タンデム方式の電子写真法によるカラープリンタに搭載される光走査光学装置。ハウジング27は結像レンズ31,32などとポリゴンミラー40をそれぞれ分離して収容する密閉された空間部27a,27bを有している。温度センサ72は空間部27a内にポリゴンミラー40の放熱板43に近接して配置されている。
【選択図】図2
Description
本発明は、光走査光学装置、特に、電子写真法によるタンデム方式の画像形成装置にプリントヘッドとして搭載される光走査光学装置に関する。
電子写真法によるタンデム方式のプリンタや複写機などの画像形成装置においては、色の3原色(Y,M,C)と黒色(K)の画像を平行に配置された四つの感光体上に形成し、各画像を中間転写ベルト上に1次転写して合成し、さらに記録材上に2次転写するようにしている。この場合、色ずれを防止するために、四つの画像が中間転写ベルト上で精度よく合成されるように位置合わせを高精度に調整する必要がある。
色ずれの調整の項目は、図7に示すように(白丸は設計上の露光位置、黒丸はずれた露光位置をそれぞれ示す)、主走査印字開始位置、全体倍率、部分倍率、主走査高次位置ずれ、副走査印字開始位置、スキュー(走査線傾き)、ボウ(走査線湾曲)、副走査高次位置ずれ、を挙げることができる。
感光体上に画像(静電潜像)を書き込むための光走査光学装置にあっては、偏向器のモータからの発熱にて光走査光学装置のハウジングが変形し、それに応じてレンズなどの結像素子の位置や設置角度がずれてしまう問題点を有している。この現象は図7では副走査印字開始位置の調整項目として挙げている。
そこで、特許文献1には、ハウジング内に設けた温度検出センサにてハウジングの温度変化をモニタし、温度変化によるハウジングの変形に起因する各光束の副走査方向の位置ずれを予測して1ラインを走査するタイミングを補正することが記載されている。
しかしながら、温度検出センサに偏向器(その放熱板)からの熱風が作用すると、検出温度がばらつき副走査印字開始のタイミングの補正値に誤差を生じてしまうという問題点が残されている。即ち、図9に示すように、点線Gで示す正常な温度変化曲線に対して、熱風が作用することで温度検出値が実線G’で示すようにばらつき、温度誤差ΔTを生じてしまう。このような温度誤差ΔTに基づいて副走査印字開始位置を制御すると、図10に示すように、正常な補正値Z1に対して補正誤差ΔZを生じてしまい、合成画像に色ずれが発生してレジスト性能が劣化することになる。
特開2006−11289号公報
そこで、本発明の目的は、偏向器からの熱風で温度検出手段がハウジングの温度を誤検出することを防止し、ひいてはレジスト性能の劣化を効果的に防止できる光走査光学装置を提供することにある。
以上の目的を達成するため、本発明に係る光走査光学装置は、
複数の光源と、該光源から放射される各光束を同一面で偏向する偏向器と、該偏向器で偏向された各光束を感光体上に結像させる結像素子と、前記光束をそれぞれに対応する前記感光体上に導くミラーと、温度検出手段と、これらの各部材を保持するハウジングと、を備え、
前記ハウジングは前記結像素子と前記偏向器をそれぞれ分離して収容する密閉された空間部を有し、
前記温度検出手段は前記結像素子を配置した空間部内に前記偏向器の放熱部材に近接して配置されていること、
を特徴とする。
複数の光源と、該光源から放射される各光束を同一面で偏向する偏向器と、該偏向器で偏向された各光束を感光体上に結像させる結像素子と、前記光束をそれぞれに対応する前記感光体上に導くミラーと、温度検出手段と、これらの各部材を保持するハウジングと、を備え、
前記ハウジングは前記結像素子と前記偏向器をそれぞれ分離して収容する密閉された空間部を有し、
前記温度検出手段は前記結像素子を配置した空間部内に前記偏向器の放熱部材に近接して配置されていること、
を特徴とする。
本発明に係る光走査光学装置において、結像素子と偏向器はそれぞれハウジングの空間部に密閉して収容され、かつ、温度検出手段は結像素子を収容する空間部に配置されているため、偏向器からの熱風が温度検出手段に作用して誤検出を誘発することはなく、ひいては各色の画像の副走査印字開始位置を正確に調整することができ、レジスト性能の劣化を抑えることができる。また、温度検出手段は偏向器の放熱部材に近接して配置されているため、ハウジングの温度変化を確実に検出することができる。
本発明に係る光走査光学装置において、温度検出手段は結像素子を収容した空間部内であって放熱部材に対向する壁部の内側に配置されていることが好ましい。偏向器の放熱部材に最も近い位置が温度変化を検出するのに最適な位置である。
また、結像素子を収容した空間部には、光束が感光体上を露光する位置を調整するためのモータが配置されていてもよい。該モータによる熱の影響をも考慮してハウジング内の温度を検出できる。
以下、本発明に係る光走査光学装置の実施例について、添付図面を参照して説明する。
(画像形成装置の全体構成、図1参照)
図1に、本発明に係る光走査光学装置を搭載したカラープリンタ1の概略構成を示す。このカラープリンタ1は、タンデム方式で4色の画像を合成するように構成されている。即ち、四つの画像形成ステーション2(2Y,2M,2C,2K)の直上に中間転写ベルト10が配置され、直下に光走査光学装置20が配置されている。各画像形成ステーション2には、それぞれ、感光体ドラム3(3Y,3M,3C,3K)、現像器4(4Y,4M,4C,4K)や図示しない帯電器、残留トナーのクリーナなどが配置されている。なお、黒色の画像を形成するための画像形成ステーション2Kは大型に構成され、使用頻度の高いモノクロ画像を高速で形成できるようにしている。
図1に、本発明に係る光走査光学装置を搭載したカラープリンタ1の概略構成を示す。このカラープリンタ1は、タンデム方式で4色の画像を合成するように構成されている。即ち、四つの画像形成ステーション2(2Y,2M,2C,2K)の直上に中間転写ベルト10が配置され、直下に光走査光学装置20が配置されている。各画像形成ステーション2には、それぞれ、感光体ドラム3(3Y,3M,3C,3K)、現像器4(4Y,4M,4C,4K)や図示しない帯電器、残留トナーのクリーナなどが配置されている。なお、黒色の画像を形成するための画像形成ステーション2Kは大型に構成され、使用頻度の高いモノクロ画像を高速で形成できるようにしている。
光走査光学装置20は、Y,M,C,Kの画像データに基づいて放射される光束By,Bm,Bc,Bkによって各感光体ドラム3上に画像(静電潜像)を形成する。この潜像はトナーによって可視像化される。このような電子写真プロセスは周知であり、その説明は省略する。
中間転写ベルト10は、駆動ローラ11及び支持ローラ12に無端状に張り渡され、矢印Y方向への回転に基づいて前記各感光体ドラム3上に形成された各色のトナー画像が順次1次転写され、合成される。また、中間転写ベルト10上に形成された画像(調整用トナーパターン)を読み取るため、黒色の画像形成ステーション2Kの直後に光学センサ71が配置されている。
記録材は、自動給紙カセット5に収納されており、1枚ずつ所定のタイミングで給紙され、通紙経路6を経由して中間転写ベルト10から2次転写位置13にて合成トナー画像を2次転写され、定着装置15でトナーの加熱定着を施された後、排出ローラ16から排紙部9上に排出される。一方、両面プリントの際、記録材はスイッチバックローラ17からプリンタ1の外方に搬送され、スイッチバックされて反転経路7を経由して2次転写位置13に戻される。ここで裏面にトナー画像を2次転写された記録材は排出ローラ16から排紙部9上に排出されることになる。
(光走査光学装置、図2〜図4参照)
図2は一実施例である光走査光学装置20の断面図、図3は平面図、図4は底面図である。この光走査光学装置20は、光源部21と、ポリゴンミラー40と第1及び第2結像レンズ31,32と、各光路ごとに設けた折返しミラー34,35,36及び第3結像レンズ33と、これらの部材を保持するハウジング27とで構成されている。光源部21は、レーザダイオード22(22Y,22M,22C,22K)と、合成ミラー23(23Y,23M,23C)と、折返しミラー24と、シリンドリカルレンズ25とで構成されている。
図2は一実施例である光走査光学装置20の断面図、図3は平面図、図4は底面図である。この光走査光学装置20は、光源部21と、ポリゴンミラー40と第1及び第2結像レンズ31,32と、各光路ごとに設けた折返しミラー34,35,36及び第3結像レンズ33と、これらの部材を保持するハウジング27とで構成されている。光源部21は、レーザダイオード22(22Y,22M,22C,22K)と、合成ミラー23(23Y,23M,23C)と、折返しミラー24と、シリンドリカルレンズ25とで構成されている。
レーザダイオード22Kから放射された光束は折返しミラー24に直接導かれる。また、レーザダイオード22C,22M,22Yからそれぞれ放射された光束は、合成ミラー23C,23M,23Yでそれぞれ反射し、折返しミラー24に導かれる。折返しミラー24で反射された各光束はシリンドリカルレンズ25で副走査方向Z(図2参照)にほぼ平行に集光され、ポリゴンミラー40の同一面に副走査方向Zに所定の角度を有して導かれる。
これらの光束はポリゴンミラー40の回転に基づいて主走査方向Xに等角速度で偏向され、第1及び第2結像レンズ31,32を透過した後、光束Bkは第3結像レンズ33Kを透過して折返しミラー34Kで反射され、感光体ドラム3K上を露光/走査する。光束Bcは折返しミラー34C,35Cで反射されて第3結像レンズ33Cを透過し、さらに折返しミラー36Cで反射され、感光体ドラム3C上を露光/走査する。光束Bmは折返しミラー34Mで反射されて第3結像レンズ33Mを透過し、さらに折返しミラー35Mで反射され、感光体ドラム3M上を露光/走査する。光束Byは折返しミラー34Yで反射されて第3結像レンズ33Yを透過し、さらに折返しミラー35Yで反射され、感光体ドラム3Y上を露光/走査する。
ポリゴンミラー40は、図2に示すように、プレート44に固定したモータ42に取り付けられている。プレート44はさらに基板41及び放熱板43が取り付けられている。なお、ハウジング27はカラープリンタ1の図示しないフレームに、3箇所の固定点Z1,Z2,Z3により、例えば、ねじ止めにより固定されている(図3参照)。
また、各感光体ドラム3上での各走査線の書出し位置を検出するため、即ち、主走査同期信号を得るため、ポリゴンミラー40で偏向された光束Bkの主走査方向上流側光束は、図3に示すように、検出用ミラー37で反射されてレンズ38で集光され、同期信号検出用受光センサ39に入射する。
さらに、色ずれ調整(レジスト調整)として、図3に示すように、部分倍率調整機構45とスキュー調整機構50が設置されている。スキュー調整機構50は駆動源としてブラケット59を介してハウジング27に固定されたステッピングモータ51を備え、その詳細は図5及び図6を参照して後述する。なお、部分倍率調整機構45の説明は省略する。
ハウジング27は、図2に示すように、結像レンズ31,32,33、ミラー34,35,36を収容した空間部27aとポリゴンミラー40を収容した空間部27bとに大略分離されており、各空間部27a,27bはそれぞれ密閉されている。また、ポリゴンミラー40の放熱板43はハウジング27の一側部において開放状態で設置されている。さらに、図3に示すように、空間部27aには部分倍率調整機構45及びスキュー調整機構50(モータ51)も配置されている。
空間部27aには、ハウジング27の温度を検出するための温度センサ(サーミスタ)72がポリゴンミラー40の放熱板43に近接した位置に配置されている。即ち、温度センサ72は空間部27a,27bを仕切る壁部27cの内側(空間部27a側)に配置されている。また、壁部27cにはポリゴンミラー40で反射された光束の入射用のガラス窓部73が形成されている。
(色ずれ調整、図7〜図10参照)
色ずれ(レジスト)調整は、各画像形成ステーション2にて図8に示すトナーパターンPy,Pm,Pc,Pkを形成して中間転写ベルト10上に1次転写し、このトナーパターンPy〜Pkを光学センサ71にて検出することにより、図7に示した各調整項目の全てあるいはその一部の項目を調整する。
色ずれ(レジスト)調整は、各画像形成ステーション2にて図8に示すトナーパターンPy,Pm,Pc,Pkを形成して中間転写ベルト10上に1次転写し、このトナーパターンPy〜Pkを光学センサ71にて検出することにより、図7に示した各調整項目の全てあるいはその一部の項目を調整する。
ところで、ハウジング27は熱膨張で延びる傾向にあり、副走査印字開始位置が図7に示すずれ量Zを生じる。そこで、温度センサ72でハウジング27の温度を検出し、該検出値に基づいて各光束By,Bm,Bc,Bkがそれぞれ感光体ドラム3を照射する副走査方向の位置ずれ量Zを予測し、該予測量に応じて1ラインを走査するたタイミングを補正する。このような制御はカラープリンタ1の制御を行うCPUに予め組み込まれたプログラムによって実行される。
通常、1枚の画像印字の間に温度センサ72にてハウジング27内の温度を検出し(図9の点線G参照)、例えば、検出温度がT1であれば、図10に示すように、副走査印字開始位置をZ1に補正する制御を行う。
このとき、温度センサ72はポリゴンミラー40や放熱板43からは分離され密閉された空間部27aに配置されているため、放熱板43からの熱風が温度センサ72に当たることはなく、温度センサ72が図9の実線G’に示したような誤検出を誘発することが防止される。それゆえ、各色の画像の副走査印字開始位置を正確に調整することができ、レジスト性能の劣化を抑えることができる。また、温度センサ72は放熱板43に近接して配置されているため、ハウジング27の温度変化を確実に検出することができる。
(スキュー調整機構、図5及び図6参照)
また、本光走査光学装置20において、スキュー(走査線の傾き、図7参照)の調整は、例えば、プリンタ1を立ち上げたときを含めて、連続的に搬送される先行する記録材の後端と後続の記録材の先端が2次転写位置13を通過する間でも行われる。スキューが発生していれば、モータ51を駆動して第3レンズ33を変位させ、スキューを調整する。
また、本光走査光学装置20において、スキュー(走査線の傾き、図7参照)の調整は、例えば、プリンタ1を立ち上げたときを含めて、連続的に搬送される先行する記録材の後端と後続の記録材の先端が2次転写位置13を通過する間でも行われる。スキューが発生していれば、モータ51を駆動して第3レンズ33を変位させ、スキューを調整する。
スキューの調整は、光束Bkを基準として光束Bc,Bm,Byに対して行われる。従って、図5に示すスキュー調整機構50は光束Bkに対して配置された第3レンズ33Kに対しては設置されておらず、光束Bc,Bm,Byに対して配置された第3レンズ33C,33M,33Yに対して設置されている。なお、光束Bkに対してもスキュー調整を行うようにしてもよいことは勿論である。
詳しくは、第3レンズ33は、図6に示すように、レンズホルダ52に保持され、このレンズホルダ52は一端部で矢印F方向に揺動可能にピン53にて支持されている。さらに、レンズホルダ52の他端部には受け部材58が固定され、図5に示すように、この受け部材58はハウジング27の傾斜面27gに板ばね54にて押圧され、かつ、矢印F方向にスライド自在に取り付けられている。ステッピングモータ51の出力軸51aに固定したウォームギヤ55はウォームホイール56に噛合し、該ウォームホイール56と同軸に固定した偏芯カム57の外周面が受け部材58の底面に当接している。
ステッピングモータ51は、図8に示したトナーパターンPy〜Pkから検出されたスキューの状態に応じてその回転を制御され、ウォームギヤ55の回転がウォームホイール56から偏芯カム57に伝達され、偏芯カム57の外周面が受け部材58を押上げることでホルダ52とともに第3レンズ33を変位させてスキューを調整する。また、ホルダ52は図示しないばね部材により下方へ強制的に復帰するように付勢されている。
また、スキュー調整用モータ51は前記温度センサ72とともにハウジング27の空間部27aに配置されている。温度センサ72によってモータ51による熱の影響を考慮してハウジング27内の温度を検出することができる。この意味では、温度センサ72をスキュー調整用モータ51の近くに配置することが好ましい。しかし、複数のモータ51の発熱による対流で温度変化が大きくなる不具合が発生する。また、モータ51と温度センサ72を仕切る壁を設けるとハウジング27が大型化、複雑化する。そこで、本実施例では、温度センサ72とモータ51とを同じ空間部27aであって若干離れた位置に配置した。これにて、ハウジング27内に複数の熱源が存在する場合であっても光走査光学装置20を大型化することなく対流の影響を極力排除し、かつ、正確な温度検出が可能である。
(他の実施例)
なお、本発明に係る光走査光学装置は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。
なお、本発明に係る光走査光学装置は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。
特に、ハウジングの細部の構成、光源部の構成の詳細、四つの光路を形成する各種光学素子の構成や配置は任意である。また、スキュー調整は、第3レンズを変位させる以外に、折返しミラーなどを変位させることで行うようにしてもよい。
3(3Y,3M,3C,3K)…感光体ドラム
20…光走査光学装置
21…光源部
27…ハウジング
27a,27b…空間部
27c…壁部
31,32,33…結像レンズ
34,35,36…折返しミラー
40…ポリゴンミラー
43…放熱板
51…スキュー調整用モータ
72…温度センサ
20…光走査光学装置
21…光源部
27…ハウジング
27a,27b…空間部
27c…壁部
31,32,33…結像レンズ
34,35,36…折返しミラー
40…ポリゴンミラー
43…放熱板
51…スキュー調整用モータ
72…温度センサ
Claims (3)
- 複数の光源と、該光源から放射される各光束を同一面で偏向する偏向器と、該偏向器で偏向された各光束を感光体上に結像させる結像素子と、前記光束をそれぞれに対応する前記感光体上に導くミラーと、温度検出手段と、これらの各部材を保持するハウジングと、を備え、
前記ハウジングは前記結像素子と前記偏向器をそれぞれ分離して収容する密閉された空間部を有し、
前記温度検出手段は前記結像素子を配置した空間部内に前記偏向器の放熱部材に近接して配置されていること、
を特徴とする光走査光学装置。 - 前記温度検出手段は、前記結像素子を収容した空間部内であって、前記放熱部材に対向する壁部の内側に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の光走査光学装置。
- 前記結像素子を収容した空間部には、光束が感光体上を露光する位置を調整するためのモータが配置されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の光走査光学装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015194613A (ja) * | 2014-03-31 | 2015-11-05 | キヤノン株式会社 | 光走査装置及び画像形成装置 |
US9885973B2 (en) | 2016-04-15 | 2018-02-06 | Kyocera Document Solutions Inc. | Optical deflector, and optical scanning device and image forming apparatus equipped with same |
JP2018116230A (ja) * | 2017-01-20 | 2018-07-26 | キヤノン株式会社 | 光学走査装置及び画像形成装置 |
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2006
- 2006-11-29 JP JP2006322619A patent/JP2008139348A/ja active Pending
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