JP2008139350A - 光走査光学装置 - Google Patents

Abstract

【課題】偏向器の駆動モータに起因するハウジングの振動を極力抑えて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。四つの光束Ｂｙ，Ｂｍ，Ｂｃ，Ｂｋにてそれぞれの感光体を露光する。ハウジング２７は壁部２７ｄ，２７ｅ，２７ｆで仕切られた空間部２７ａ，２７ｂ，２７ｃを有し、各光束が共通に透過する共通結像レンズ３１，３２が空間部２７ａに取り付けられ、各光束が個別に透過する個別結像レンズ３３Ｙ，３３Ｍ，３３Ｃ，３３Ｋが空間部２７ｂに取り付けられている。また、ポリゴンミラー４０は空間部２７ｃに取り付けられている。
【選択図】図７

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。そして、この種のタンデム方式の画像形成装置においては、例えば、特許文献１に記載の光走査光学装置が搭載されている。

この光走査光学装置においては、四つの光源（レーザダイオード）から放射された光束をポリゴンミラーで偏向し、結像レンズを透過させるとともにミラーで光路を折り返し、四つの感光体ドラム上にそれぞれの光束を結像／走査させるように構成されている。四つの画像を中間転写ベルト上で精度よく合成するためには、四つの光路を形成する各光学素子によるそれぞれの感光体上での露光位置の精度が重要である。

しかしながら、特許文献１に記載の光走査光学装置においては、四つの光路を形成する結像レンズや折返しミラーがハウジングの一つの空間部に収容されており、該空間部には強度的な補強対策が見られない。従って、ポリゴンミラーの駆動モータの回転に起因する振動がハウジングを通じて各光学素子に伝達され、画像のレジスト性能が劣化するという問題点を有していた。
特開２００４−６１７４６号公報

そこで、本発明の目的は、偏向器の駆動モータに起因するハウジングの振動を極力抑えて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、第１の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、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、前記結像素子の少なくとも一つが取り付けられた空間部と、他の結像素子が取り付けられた空間部とが壁部で仕切られていること、
を特徴とする。

また、第２の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、これらの各部材を保持するハウジングと、を備え、
前記ハウジングは壁部で仕切られた少なくとも第１及び第２の空間部を有し、
前記結像素子のうち、各光束が共通に透過する共通結像素子が前記第１の空間部に取り付けられ、各光束が個別に透過する個別結像素子が前記第２の空間部に取り付けられていること、
を特徴とする。

第１及び第２の発明に係る光走査光学装置において、結像素子を取り付けるハウジングは壁部で仕切られた複数の空間部を有しているため、結像素子の取付け部周辺の強度が向上し、偏向器のモータからの振動の伝達が抑制されて結像素子の振動が抑えられ、ひいてはレジスト性能の劣化が抑制される。

また、各光束が個別に透過する個別結像素子を同一の空間部（第２の空間部）に取り付けたため、個別結像素子が仮に振動するにしても同じ振幅になり、各画像の色ずれが同程度となってレジスト性能の劣化が抑制される。

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。

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。

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。

（光走査光学装置の概略構成、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、プレート２６に搭載されている。

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。

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。

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）。

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を備えている。なお、部分倍率調整機構４５及びスキュー調整機構５０の詳細な説明は省略する。

（ハウジングの構造と光学素子の配置、図５〜図７参照）
本実施例のごとくタンデム方式に対応した光走査光学装置２０にあっては、ポリゴンミラー４０の一面で偏向する構成といえども、四つの光路で構成するために結像レンズ３１，３２，３３や折返しミラー３４，３５，３６などの光学素子の設置個数が多い。従って、図５に示すように、モノクロプリンタ用の光走査光学装置のハウジング２７’に比べて本実施例でのハウジング２７はかなり大型化している。それゆえ、ハウジング２７は強度的に十分でなく、耐振動性に欠けている。特に、ポリゴンミラー４０の駆動モータ４２からの振動によってハウジング２７が比較的大きい振幅で振動し、ハウジング２７の振動が前記光学素子に伝達され、四つの画像のピッチむらが大きくなる。

このようなハウジング２７の振動によるレジスト性能の劣化を解消するため、ハウジング２７の強度を効果的に増大させる必要がある。その対策として、図６に示すように、ハウジング２７に壁部２７ｄで仕切られた空間部２７ａ，２７ｂを形成する。そして、空間部２７ａに各光束が共通に透過する結像レンズ３１，３２を取り付け、空間部２７ｂに各光束が個別に透過する結像レンズ３３Ｙ，３３Ｍ，３３Ｃ，３３Ｋを取り付ける。

具体的には、図７に示すように、ハウジング２７を空間部２７ａと空間部２７ｂにて構成し、両者を壁部２７ｄ，２７ｅで仕切るようにした。空間部２７ａには共通結像レンズ３１，３２が取り付けられ、空間部２７ｂには個別結像レンズ３３Ｙ，３３Ｍ，３３Ｃ，３３Ｋや折返しミラー３４Ｙ，３４Ｍ，３４Ｃ，３４Ｋ，３５Ｙ，３５Ｍ，３５Ｃ，３６Ｃが取り付けられている。ポリゴンミラー４０はいま一つの空間部２７ｃに取り付けられている。各空間部２７ａ，２７ｂ，２７ｃの底面は補強用のカバー２７ｇ，２７ｈにて閉じられている。壁部２７ｄ，２７ｆには光束を通過させるために窓部２７ｄ’，２７ｆ’が形成され、窓部２７ｆ’には断熱のために透明なガラス板（図示せず）が固定されている。

また、放熱板４３は空間部２７ｃの直上に取り付けられている。なお、部分倍率調整機構４５及びスキュー調整機構５０は空間部２７ｂに収容してもよく、あるいは、他に形成した空間部に収容してもよい。

以上の構成において、共通結像素子３１，３２及び個別結像素子３３はハウジング２７の空間部２７ａ，２７ｂに、それぞれ、ポリゴンミラー４０の駆動モータ４２とは別にして取り付けられている。ハウジング２７は空間部２７ａ，２７ｂを仕切るための壁部２７ｄ，２７ｅ，２７ｆを有し、この壁部２７ｄ，２７ｅ，２７ｆによって補強されているため、駆動モータ４２からの振動の伝達が抑制され、共通結像素子及び個別結像素子の振動が抑えられる。それゆえ、モータ４２の振動に起因する各感光体ドラム３上での露光位置のばらつきがほとんど解消され、レジスト性能の劣化を抑えることができる。

また、複数の個別結像素子３３は同一の空間部２７ｂに取り付けられているため、仮に振動するにしても同じ振幅になり、各画像の色ずれが同程度となってレジスト性能の劣化が抑制される。

（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。

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本発明の範囲内で任意である。

本発明に係る光走査光学装置を備えたカラープリンタを示す概略構成図である。 光走査光学装置を示す断面図である。 光走査光学装置を示す平面図である。 光走査光学装置を示す底面図である。 比較のために従来と本発明に係る光走査光学装置で用いられるハウジングを示す斜視図である。 ハウジングを複数の空間部に分割する概念を模式的に示す断面図である。 ハウジングと収容されている光学素子を示す断面図である。

符号の説明

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，２７ｃ…空間部
２７ｄ，２７ｅ，２７ｆ…壁部
３１，３２…共通結像レンズ
３３（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）…個別結像レンズ
３４，３５，３６…折返しミラー
４０…ポリゴンミラー
４２…駆動モータ

Claims (3)

1. 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、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、前記結像素子の少なくとも一つが取り付けられた空間部と、他の結像素子が取り付けられた空間部とが壁部で仕切られていること、
   を特徴とする光走査光学装置。
2. 各光束が個別に透過する個別結像素子が同一の空間部に取り付けら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。
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、これらの各部材を保持するハウジングと、を備え、
   前記ハウジングは壁部で仕切られた少なくとも第１及び第２の空間部を有し、
   前記結像素子のうち、各光束が共通に透過する共通結像素子が前記第１の空間部に取り付けられ、各光束が個別に透過する個別結像素子が前記第２の空間部に取り付けられていること、
   を特徴とする光走査光学装置。

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