JP2009069717A - 光学走査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置構成を簡素化し、装置全体を小型化させること。
【解決手段】複数の半導体レーザ１１と、複数の半導体レーザ１１をそれぞれ保持する複数の光源保持部材１３と、半導体レーザ１１から出射した光束Ｌを偏向走査する偏向走査手段２０と、を有する光学走査装置において、複数の光源保持部材１３のうち、第１の光源保持部材１３Ｍ（１３Ｃ）と第２の光源保持部材１３Ｙ（１３Ｋ）は偏向走査手段２０の回転軸２０ａ方向に並設されており、第１の光源保持部材１３Ｍ（１３Ｃ）が第２の光源保持部材１３Ｙ（１３Ｋ）を接触保持する保持部１０Ｍ２（１０Ｃ２）を有していることを特徴とする光学走査装置。
【選択図】 図５

Description

本発明は、カラーレザービームプリンタやカラーデジタル複写機等の画像形成装置に使用される光学走査装置に関するものである。

従来、光学走査装置は、画像信号に応じて光変調されて光源から出射した光束を、例えば回転多面鏡等の光偏向器によって周期的に偏向走査させ、ｆθ特性を有する結像光学系によって感光体上の結像面にスポット状に集束させる。光学走査装置を有する画像形成装置は、偏向器による主走査と、感光体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。

タンデム式のカラーレーザプリンターにおいては、複数の感光体に対応する数の光束を感光体上に照射し、各色を重ね合わせることによりカラー画像を形成している。

タンデム式のカラーレーザプリンターにおいては、複数の光源が使用され、それら光源を光学走査装置内に保持する一例が特許文献１に記載されている。

特開２００４−３７８３６

しかしながら、上記のような従来技術の場合に、光源を保持する複数の光源保持部材を副走査方向に配設すると、副走査方向に配設された光源保持部材を固定するための固定部を光学箱に形成する必要がある。また、その光源保持部材を光学箱に固定するための固定部材も更に取り付けることとなる。この結果、副走査方向に配設された光源同士を近接させることが困難になる。このため、装置本体が大型化してしまうという問題が発生する。

また、副走査方向に配設された光源を近接することが出来ないと、斜入射である場合には、回転多面鏡への入射角度が大きくなる。このため、光学的性能を劣化させるという問題も発生する。

本発明は従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、装置構成を簡素化し、装置全体を小型化させることにある。

前記目的を達成するための本発明に係る代表的な構成は、
複数の光源と、
前記複数の光源をそれぞれ保持する複数の光源保持部材と、
前記光源から出射した光束を反射し偏向走査する偏向走査手段と、
を有する光学走査装置において、
前記複数の光源保持部材のうち、第１の光源保持部材と第２の光源保持部材は前記偏向走査手段の回転軸方向に並設されており、前記第１の光源保持部材が前記第２の光源保持部材を接触保持する保持部を有していることを特徴とする光学走査装置。

以上説明したように、本発明によれば、副走査方向（偏向走査手段の回転軸方向）に並設された２つの光源保持部材のうち、一方の光源保持部材に他方の光源保持部材を保持する保持部を設ける。これにより、光源部の副走査方向の距離を抑制することができ、装置の小型化が可能となる。

本発明に係る光学走査装置の一実施形態について、図を用いて説明する。

（画像形成装置）
図１は本実施形態に係る光学走査装置を具備したカラー画像形成装置の構成図である。図１に示すように、本実施形態のカラー画像形成装置Ｄは、光学走査装置Ｓ１を有するものである。画像情報に基づいて各々光変調された光束ＬＹ〜ＬＫ（ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫ）が、画像形成装置本体の筐体３００に設置された光学走査装置Ｓ１から出射する。出射された光束ＬＹ〜ＬＫは、各々対応する感光体４０Ｙ〜４０Ｋの表面上に照射されて静電潜像を形成する。感光体４０Ｙ〜４０Ｋの表面は、各々対応する一次帯電器４３Ｙ〜４３Ｋによって一様に帯電される。

感光体４０Ｙ〜４０Ｋの表面上に形成された静電潜像は、現像手段である現像器４４Ｙ〜４４Ｋに収納される現像剤又はトナーによって、各々、イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＫのトナー像に可視像化される。一方、給送トレイに載置された転写材Ｐが給送ローラ４５により給送され、転写ベルト４９と感光体４０Ｙ〜４０Ｋとのニップ部へ搬送される。可視像化されたイエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＫのトナー像は、各ニップ部において順に転写材Ｐ上に転写されてカラー画像が形成される。

駆動ローラ４１は、転写ベルト４９の送りを精度良く行っており、回転ムラの小さな駆動モータ（図示せず）と接続している。カラー画像が形成された転写材Ｐは、定着器４７によってトナー像が熱定着された後、排出ローラ４８などによって装置外に排出される。

（光学走査装置）
図を用いて光学走査装置Ｓ１について説明する。図２は本実施形態に係る光学走査装置Ｓ１の斜視図である。図３は偏向走査手段２０で偏向された光束の経路を示す図である。図４は偏向走査手段２０に入射する光束の経路を示す断面図である。

図２乃至図４に示すように、光学走査装置Ｓ１は、複数の光源となる半導体レーザ１１Ｙ〜１１Ｋを有する。また、図４に示すように、半導体レーザ１１を保持する光源保持部材１３Ｙ〜１３Ｋを有する。また、半導体レーザ１１から出射した光束を偏向走査する偏向走査手段２０を有する。

光学走査装置Ｓ１は、偏向走査手段２０の回転軸２０ａに対し両側に配設され、偏向走査手段２０により偏向走査された光束Ｌを、光束ごとに別個の感光体４０上に結像走査する複数の走査光学系を有する。また、光学走査装置Ｓ１は、図２に示すように、光源保持部材１３と偏向走査手段２０と前記複数の走査光学系とを内包するハウジング部材３０を有する。

図２に示す光学走査装置Ｓ１は、タンデム方式のカラー画像形成装置に搭載されるユニットである。光学走査装置Ｓ１は、イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＫの各色に対応した感光体４０Ｙ〜４０Ｋに対して光走査を行う。以下の説明において、便宜上、各色に対応した走査光学系について、Ｙステーション、Ｍステーション、Ｃステーション、Ｋステーションと呼ぶこととする。

図２及び図４に示すように、光学走査装置Ｓ１は、光源ユニット１０Ｙ〜１０Ｋ、偏向走査手段２０、ハウジング部材３０を有する。図３に示すように、光学走査装置Ｓ１は、偏向走査手段２０の回転軸２０ａに対して左側と右側に走査光学系を有する。

図４に示すように、光源ユニット１０Ｙ〜１０Ｋは、半導体レーザ（光源）１１Ｙ〜１１Ｋ、コリメータレンズ１２Ｙ〜１２Ｋ、光源保持部材１３Ｙ〜１３Ｋを有する。また、光源ユニット１０Ｙ〜１０Ｋは、円筒形状の側面１４Ｙ〜１４Ｋを有する（図５及び図６参照）。

半導体レーザ１１Ｙ〜１１Ｋは、画像情報に応じて独立して発光制御される４つの光源である。コリメータレンズ１２Ｙ〜１２Ｋは、各々の半導体レーザ１１Ｙ〜１１Ｋに対応している。光源保持部材１３Ｙ〜１３Ｋは、半導体レーザ１１Ｙ〜１１Ｋ、レンズ１２Ｙ〜１２Ｋを精度よく保持する。

図２及び図４に示すように、偏向走査手段２０は、半導体レーザ１１Ｙ〜１１Ｋが出射した光束を走査レンズ側に反射する回転多面鏡２１と、回転多面鏡２１を回転させるモータ部２０ｂを有する。

走査光学系は、図２及び図３に示すように、第一走査レンズ２３、２４、第二走査レンズ２５Ｙ〜２５Ｋ、折り返しミラー（光束折り返し手段）２６Ｙ１〜２６Ｋ１、２６Ｍ２、２６Ｃ２、シリンドリカルレンズ２７を有する。

ハウジング部材３０は、偏向走査手段２０、走査レンズ２３、２４、２５Ｙ〜２５Ｋ、折り返しミラー２６Ｙ１〜２６Ｋ１、２６Ｍ２、２６Ｃ２を収納可能に構成される。ハウジング部材３０は、光源ユニット１０Ｍ、１０Ｃの円筒形状の側面１４Ｍ、１４Ｃを受けて接触保持するＶ字形状の保持部３１Ｍ、３１Ｃを有している（図５参照）。

以上の構成により、光源から出射した光束が感光体に照射される。ここで、Ｙステーションにおける光束を例示して説明する。まず、図４に示すように、半導体レーザ１１Ｙから出射された光束ＬＹは、レンズ１２Ｙにより略平行光化され、シリンドリカルレンズ２７を通過し、偏向走査手段２０により偏向される。次に、図３に示すように、偏向された光束ＬＹは、第一走査レンズ２３、第二走査レンズ２５Ｙを通過した後、平面鏡の折り返しミラー２６Ｙ１によって感光体４０Ｙに導かれ、走査線を描画する。

（光源ユニット１０）
続いて各ステーションに対応する光源ユニット１０について具体的に説明する。図５は光源ユニット取り付け部の構成図、図６は各光源ユニットが組みあげられた状態の図である。

光源ユニット１０Ｍ、１０Ｃは、ハウジング部材３０に設けられたＶ字形状の保持部３１Ｍ、３１Ｃが光源ユニット１０Ｍ、１０Ｃの円筒形状の側面１４Ｍ、１４Ｃを受けて副走査方向（偏向走査手段２０の回転軸２０ａ方向）において固定される。光軸方向、回転方向に対しては、光源ユニット１０Ｍ、１０Ｃの突出部１０Ｍ１、１０Ｃ１が、ハウジング部材３０に形成される穴である規制部（嵌合穴）３０ａに挿入、嵌合されることにより規制される。最終的には、光源ユニット１０Ｍ、１０Ｃは、円筒形状の側面１４Ｍ、１４Ｃを保持部３１Ｍ、３１Ｃに突き当てた状態で、例えば紫外線硬化型の接着剤を用いてハウジング部材３０に固定される。

光源ユニット１０Ｙ、１０Ｋは、光源ユニット１０Ｍ、１０Ｃに設けられたＶ字形状の保持部１０Ｍ２、１０Ｃ２が円筒形状の側面１４Ｙ、１４Ｋを受けて、副走査方向（偏向走査手段２０の回転軸２０ａ方向）において固定される。光軸方向、回転方向に対しては、光源ユニット１０Ｙ、１０Ｋの突出部１０Ｙ１、１０Ｋ１が、光源ユニット１０Ｍ、１０Ｃに穴状に形成される規制部（嵌合穴）１０Ｍａ、１０Ｃａに挿入、嵌合されることにより、光源保持部材１３Y、１３Kの動作が規制される。最終的には、光源ユニット１０Ｙ、１０Ｋは、円筒形状の側面１４Ｙ、１４Ｋを保持部１０Ｍ２、１０Ｃ２に突き当てた状態で、例えば紫外線硬化型の接着剤を用いて、各々、光源ユニット１０Ｍ、１０Ｃに固定される。

以上説明したように、本実施形態においては、第１の光源保持部材１３Ｍ、１３Ｃが副走査方向（偏向走査手段２０の回転軸２０ａ方向）に各々並設された第２の光源保持部材１３Ｙ、１３Ｋを保持する保持部１０Ｍ１、１０Ｃ１を有している。すると、２つの光源保持部材間に上側の光源保持部材（第２の光源保持部材）を保持、固定するためのスペースを別途設ける必要がなくなる。これにより、光源部のスペースを小さくすることが可能になり、その結果、装置全体の小型化がなされる。

（斜入射光学系への適用）
また、光源ユニット１０を予め角度をもたせ偏向走査手段２０に入射する斜入射光学系においても、本実施形態は有効である。以下図７を用いて説明する。図７は光源ユニット１０を予め角度をもたせ偏向走査手段２０に入射する斜入射光学系の説明図である。

図７に示すように、斜入射光学系は、光源ユニット１０を予め角度をもたせて偏向走査手段２０に入射させている。そして、光源ユニット１０間に別途固定スペースを持たせるためには、入射角度θを大きくするか、偏向走査手段から光源ユニットを光軸方向に離す必要がある。

入射角度θを大きくすると、転写材上の搬送方向の画像周期ムラを抑えるために、偏向走査手段の回転偏心と面倒れを抑制することが必要となり、偏向走査手段のコストＵＰになる。一方、入射角度θを小さくするために、光源ユニットを偏向走査手段から光軸方向に離すと、装置全体が大型化してしまう。

以上に説明したように、本実施形態では、２つの半導体レーザ１１Ｙ、１１Ｍ（または、１１Ｃ、１１Ｋ）が、偏向走査手段２０の回転軸２０ａ方向に距離をもって配置される。また、半導体レーザ１１Ｙ、１１Ｍ（１１Ｃ、１１Ｋ）からの光束が所定の角度をもって同一反射面に入射する斜入射光学系においても、光源ユニット間に別途固定スペースを設ける必要がない。このため、入射角度を大きくすることや、光源ユニットを偏向走査手段から離すこともないので、偏向走査手段のコストＵＰもなく、装置全体の小型化がなされる。

（回転調整機構）
また、本実施構成においては、光源が複数の光束を発するマルチビーム光源である。このマルチビーム光源を用いる際に、光源ユニットを光軸周りに回転させて感光体上を走査する複数本の光束の副走査方向における間隔を規定の間隔に調整する回転調整も容易に行うことができる。以下図８乃至図１０を用いて説明する。図８及び図９は光源ユニット１０Ｍ、１０Ｃの回転調整を説明する図であり、図１０は光源ユニット１０Ｋ、１０Ｙの回転調整を説明する図である。

図８に示すように、光源ユニット１０Ｍ、１０Ｃは、その円筒形状の側面１４Ｍ、１４Ｃを、ハウジング部材３０に設けられたＶ字形状の保持部３１Ｍ、３１Ｃと接触させる。このようにして、光源ユニット１０Ｍ、１０Ｃは、保持部３１Ｍ、３１Ｃにおいて、光軸１５Ｍ、１５Ｃ回りに回転可能な状態で保持される。

光軸方向は、光源ユニット１０Ｍ、１０Ｃの突出部１０Ｍ１、１０Ｃ１が、ハウジング部材３０の規制部３０ａに挿入、嵌合されることにより規制される。尚、ハウジング部材３０の規制部３０ａは、回転調整に必要な量だけ、光源ユニット１０Ｍ、１０Ｃが回転したとしても、光源ユニットの突出部１０Ｍ１、１０Ｃ１がハウジング部材３０に干渉しないだけのクリアランス（間隙）を持った大きさとしている。

回転調整の際には、ハウジング部材３０から突出した突出部１０Ｍ１、１０Ｃ１に、外部からの工具クランプＸの先端を嵌め合わせる。そして、工具クランプＸを矢印Ｙ方向に動かすことにより光源ユニット１０Ｍ、１０Ｃを回転させる。回転調整後、工具クランプＸで突出部１０Ｍ１、１０Ｃ１を保持した状態で、光源ユニット１０Ｍ、１０Ｃの円筒形状の側面１４Ｍ、１４Ｃを、例えば紫外線硬化型の接着剤を用いてハウジング部材３０に固定する。

続いて図１０を用いて光源ユニット１０Ｋ、１０Ｙの回転調整を説明する。尚、光源ユニット１０Ｙは、光源ユニット１０Ｋと同様の調整方法であるので、調整方法の説明を省略する。

光源ユニット１０Ｋは、光源ユニット１０Ｃに設けられたＶ字形状の保持部１０Ｃ２が、光源ユニット１０Ｋの円筒形状の側面１４Ｋを受けて光軸１５Ｋ回りに回転可能な状態で接触している。光軸方向は、光源ユニット１０Ｋの突出部１０Ｋ１が、光源ユニット１０Ｃの規制部１０Ｃａに挿入、嵌合されることにより規制される。尚、光源ユニット１０Ｃの規制部１０Ｃａは、回転調整に必要な量だけ光源ユニット１０Ｋが回転したとしても、光源ユニット１０Ｋの突出部１０Ｋ１が光源ユニット１０Ｃに干渉しないクリアランスを持った大きさとしている。

回転調整の際には、光源ユニット１０Ｋのクランプ部１６Ｋに、外部からの工具クランプＸの先端を嵌め合わせて、工具クランプＸを矢印Ｙ方向に動かすことにより光源ユニット１０Ｋを回転させる。回転調整後、工具クランプＸでクランプ部１６Ｋを保持した状態で、光源ユニット１０Ｋの円筒形状の側面１４Ｋを、例えば紫外線硬化型の接着剤を用いて、光源ユニット１０Ｃに固定する。

上述のように、光源ユニット１０Ｙも光源ユニット１０Ｋと同様の調整方法であるので省略する。尚、光源ユニット１０Ｙが固定される対象は、光源ユニット１０Ｍである。

以上説明したように、光源がマルチビームである場合においても、本実施形態によれば、回転調整のためのスペースを光源ユニット間に設ける必要がなく、装置全体の小型化がなされる。また、マルチビームであるので、画像形成装置の高速化、画像の高密度化にもなる。

〔他の実施形態〕
前述の実施形態においては、副走査方向に２段の光源ユニットを重ねる場合を例示したが、これに限るものではない。図１１は他の実施形態に係る偏向走査手段２０で偏向された光束の経路を示す図であり、図１２は他の実施形態に係るハウジング部材３０の斜視図である。

図１１に示すように、３つ以上（図１１では４つ）の光束を偏向走査手段２０の回転軸に対して、片側に偏向走査する光学走査装置においても、適用することができる。この場合、図１２に示すように、ハウジング部材３０に固定する光源ユニット１０を図中上方に重ねていくように構成すればよい。尚、図１１、１２において前述した例示と同様の機能を有する箇所には同様の記号を付記している。

尚、前述の実施形態においては、保持部３１、１０Ｙ２〜１０Ｋ２により保持される、光源ユニット１０の側面１４を円筒形状としたが、これに限るものではない。即ち、少なくとも光源ユニット１０の保持される部分である被保持部が、円弧形状であればよい。

本実施形態に係る光学走査装置を具備したカラー画像形成装置の構成図。 本実施形態に係る光学走査装置Ｓ１の斜視図。 本実施形態に係る偏向走査手段２０で偏向された光束の経路を示す図。 本実施形態に係る偏向走査手段２０に入射する光束の経路を示す断面図。 本実施形態に係る光源ユニット取り付け部の構成図。 本実施形態に係る各光源ユニットが組みあげられた状態の図。 本実施形態に係る光源ユニット１０を予め角度をもたせ偏向走査手段２０に入射する斜入射光学系の説明図。 本実施形態に係る光源ユニット１０Ｍ、１０Ｃの回転調整を説明する図。 本実施形態に係る光源ユニット１０Ｍ、１０Ｃの回転調整を説明する図。 本実施形態に係る光源ユニット１０Ｋ、１０Ｙの回転調整を説明する図。 他の実施形態に係る偏向走査手段２０で偏向された光束の経路を示す図。 他の実施形態に係るハウジング部材３０の斜視図。

符号の説明

Ｌ…光束、Ｓ１…光学走査装置、１０…光源ユニット、１０Ｙ２、１０Ｍ２、１０Ｃ２、１０Ｋ２…保持部、１１…半導体レーザ、１３…光源保持部材、１４…側面、２０…偏向走査手段、２０ａ…回転軸、２０ｂ…モータ部、２１…回転多面鏡

Claims (4)

1. 複数の光源と、
   前記複数の光源をそれぞれ保持する複数の光源保持部材と、
   前記光源から出射した光束を偏向走査する偏向走査手段と、
   を有する光学走査装置において、
   前記複数の光源保持部材のうち、第１の光源保持部材と第２の光源保持部材は前記偏向走査手段の回転軸方向に並設されており、前記第１の光源保持部材が前記第２の光源保持部材を接触保持する保持部を有していることを特徴とする光学走査装置。
2. 前記保持部はＶ字形状で、前記保持部が接触保持する前記光源保持部材の被保持部は円弧形状であり、前記第２の光源保持部材は前記第１の光源保持部材の側に突出した突出部を有し、前記突出部が前記第１の光源保持部材の嵌合穴に嵌合することを特徴とする請求項１に記載の光学走査装置。
3. 前記２つの光源保持部材によって保持される２つの光源は、前記偏向走査手段の回転軸方向に距離をもって配置され、前記２つの光源から出射した光束が所定の角度をもって前記偏向走査手段の同一反射面に入射することを特徴とする請求項１または２に記載の光学走査装置。
4. 前記光源は複数の光束を発するマルチビーム光源であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の走査光学装置。

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