JP2009222861A - 走査光学装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大きなレジストずれを調整することができる走査光学装置を提供する。
【解決手段】偏向器で偏向された複数のビームを、複数の第２レンズ２２からなる走査光学系を介してそれぞれ異なる感光体ドラムに露光する走査光学装置。 第１の筐体部分３１は、偏向器を保持している。第２の筐体部分３５は、複数の第２レンズ２２を保持していると共に、第１の筐体部分３１に対してｘ軸方向に位置調整可能に取り付けられている。調整機構４０は、第２の筐体部分３５に設けられ、複数の第２レンズ２２の位置調整を行う。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数のビームをそれぞれ異なる被走査面上に露光する走査光学装置に関する。

偏向器の発熱に起因する筐体の歪みの影響を極力排除して露光位置の変化を抑えることのできる走査光学装置として、特許文献１に記載のレーザ走査光学装置が提案されている。該レーザ走査光学装置は、ポリゴンミラーで偏向された複数のビームを、走査光学系を介して感光体ドラム上に露光するものである。レーザ走査光学装置の筐体は、ポリゴンミラーを保持する第１の筐体部分と、レンズを保持する第２の筐体部分とに分割されている。更に、第２の筐体部分には、レンズの位置調整手段が設けられている。

ところで、特許文献１に記載のレーザ走査光学装置では、大きなレジストずれが発生した場合には、レジストずれの補正が困難である。より詳細には、特許文献１に記載のレーザ走査光学装置では、各レンズを撓ませてレジストずれを補正している。そのため、レジストずれが大きな場合には、レンズを大きく変形させる必要があり、ばね等のレンズを固定するための固定部材からレンズに過大な負荷がかかり、許容できない変形がレンズに発生してしまう。
特開２００７−１１４３９６号公報

そこで、本発明の目的は、大きなレジストずれを補正することができる走査光学装置を提供することである。

本発明は、偏向器で偏向された複数のビームを、複数の光学素子からなる走査光学系を介してそれぞれ異なる被走査面上に露光する走査光学装置において、前記偏向器を保持している第１の筐体部分と、前記複数の光学素子を保持していると共に、前記第１の筐体部分に対して位置調整可能に取り付けられている第２の筐体部分と、前記第２の筐体部分に設けられ、前記複数の光学素子の位置調整を行うための調整手段と、を備えること、を特徴とする。

本発明によれば、第２の筐体部分の位置調整を行って、各色に共通して発生しているレジストずれの補正を大まかに行った後に、調整手段による光学素子の位置調整を行って、各色に発生しているレジストずれの微調整を行うことができる。したがって、レンズ等の光学素子を大きく変形させることなく該光学素子の位置を調整することが可能となる。その結果、大きなレジストずれを補正することが可能となる。

以下、本発明の実施形態に係る走査光学装置について、添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る走査光学装置１の断面構造図である。図２は、走査光学装置１の第２の筐体部分３５の外観斜視図である。図１及び図２において、ｙ軸方向は、主走査方向を示し、ｘ軸方向は、副走査方向を示す。また、ｚ軸方向は、ｘ軸方向及びｙ軸方向に垂直な方向である。

走査光学装置１は、図１に示すように、電子写真法によるタンデム方式の画像形成装置の画像露光用として構成され、並置された４つの感光体ドラム１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ（以下、感光体ドラムを総称する場合には、感光体ドラム１０と記載する。）に対してビームＢＹ，ＢＭ，ＢＣ，ＢＫを走査する。

各感光体ドラム１０の周囲には帯電器、現像器、転写器などの周知の作像エレメントが配置され、４つの作像ユニットとして構成されている。ビームの走査によって各感光体ドラム１０上に形成された画像（静電潜像）は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーによって現像され、図示しない中間転写体上に１次転写／合成され、更に、転写材上に２次転写される。この種のタンデム方式による画像形成プロセスは周知であり、その説明は省略する。

走査光学装置１は、光源ユニット（図示せず）、ポリゴンミラー５及び走査光学系２０を含んでいる。光源ユニットは、４つのレーザダイオードからなりビームを射出する。ポリゴンミラー５は、光源ユニットが射出したビームを偏向する偏向器として機能する。走査光学系２０は、ポリゴンミラー５から各感光体ドラム１０までの光路を形成する。光源ユニット、ポリゴンミラー５及び走査光学系２０は、筐体３０に保持されている。

走査光学系２０は、第１レンズ２１、平面ミラー２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｋ，２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ（以下、平面ミラーを総称する場合には、平面ミラー２３，２４と記載する。）及び第２レンズ２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋ（以下、第２レンズを総称する場合には、第２レンズ２２と記載する。）により構成されている。第１レンズ２１は、４つの光路に共通な走査レンズである。また、第２レンズ２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋは、走査光学系２０の終端部に位置して４つの光路に個別に配置された走査レンズである。

光源ユニットからはポリゴンミラー５に対してｚ軸方向に所定の角度を有するビームが放射され、該ビームはポリゴンミラー５の回転に基づいてｙ軸方向に等角速度で偏向される。図１において、ＢＹ，ＢＭ，ＢＣ，ＢＫはポリゴンミラー５で偏向されたビームを示す。第１レンズ２１及び第２レンズ２２は、各ビームにｆθ特性を与えると共に収差を補正する機能を有している。

ビームＢＹは、第１レンズ２１を透過した後、平面ミラー２３Ｙ，２４Ｙで反射され、第２レンズ２２Ｙを透過して感光体ドラム１０Ｙを露光する。ビームＢＭは、第１レンズ２１を透過した後、平面ミラー２３Ｍ，２４Ｍで反射され、第２レンズ２２Ｍを透過して感光体ドラム１０Ｍを露光する。ビームＢＣは、第１レンズ２１を透過した後、平面ミラー２３Ｃ，２４Ｃで反射され、第２レンズ２２Ｃを透過して感光体ドラム１０Ｃを露光する。ビームＢＫは、第１レンズ２１を透過した後、平面ミラー２３Ｋで反射され、第２レンズ２２Ｋを透過して感光体ドラム１０Ｋを露光する。

筐体３０は、概略、第１の筐体部分３１と第２の筐体部分３５とに２分割されている。第２の筐体部分３５には、各ビームＢＹ，ＢＭ，ＢＣ，ＢＫが通過する開口部３６が形成されている。第１の筐体部分３１は、モータ６を備えたポリゴンミラー５と、第１レンズ２１と、平面ミラー２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｋ，２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃとを保持している。また、第２の筐体部分３５は、第１の筐体部分３１と同じ材料により構成されており、第１の筐体部分３１よりも感光体ドラム１０（被走査面）側に配置されている。更に、第２の筐体部分３５は、感光体ドラム１０側に露出させた状態で第２レンズ２２を保持している。

また、図１及び図２に示すように、第２の筐体部分３５には各第２レンズ２２の位置調整を行うための調整機構４０が設けられている。調整機構４０は、ブラケット４１、調整ねじ４２、板ばね４３ａ，４３ｂ及び支持部材４４により構成されており、図２に示すように、第２の筐体部分３５から感光体ドラム１０側に露出している。ブラケット４１は、金属板が折り曲げて構成されており、第２の筐体部分３５に固定されている。調整ねじ４２は、ブラケット４１に設けられた孔に螺着されている。ブラケット４１及び調整ねじ４２は、各第２レンズ２２において、図２のｙ軸方向の中央部及び正方向の端部近傍であって、ｘ軸方向の正方向側に設けられている。支持部材４４は、各第２レンズ２２において、図２のｙ軸方向の負方向の端部近傍であって、ｘ軸方向の正方向側に設けられている。

更に、板ばね４３ａは、各第２レンズ２２において、図２のｙ軸方向の中央部及び負方向の端部近傍であって、ｘ軸方向の負方向側に設けられ、ｘ軸方向の正方向に各第２レンズ２２を付勢する弾性部材である。また、板ばね４３ｂは、各第２レンズ２２において、図２のｙ軸方向の正方向の端部近傍であって、ｘ軸方向の負方向側に設けられ、ｘ軸方向の正方向に各第２レンズ２２を付勢する弾性部材である。これにより、第２レンズ２２は、調整ねじ４２及び支持部材４４と板ばね４３ａ，４３ｂとにより、挟み込まれて固定されている。

以上のような調整機構４０により、第２レンズ２２の中央部分及びｙ軸方向の正方向側の端部は、調整ねじ４２の進退によってｘ軸方向に位置調整される。なお、図２では、第２レンズ２２Ｋについては、ブラケット４１及び調整ネジ４２が設けられておらず、位置調整が不可能な構成となっている。そこで、図２に示すように、ブラケット４１及び調整ねじ４２の代わりに支持部材４４が設けられている。

前記調整機構４０による第２レンズ２２の位置調整は、図３に示す第２の筐体部分３５の平面図に示すように、各ビームによる感光体ドラム１０上での走査線のボウ、スキュー又は部分倍率を補正するために行われる。より具体的には、ボウの調整時には、図３の第２レンズ２２Ｃに示すように、中央部分に配置された調整ねじ４２をねじ込むことにより、第２レンズ２２Ｃの中央部分をｘ軸方向に押し出して、第２レンズ２２Ｃを弓状に撓ませる。例えば、感光体ドラム１０Ｃ上で走査線に５０μｍの湾曲が発生している場合には、第２レンズ２２Ｃを３０μｍ程度撓ませる。スキュー調整時には、図３の第２レンズ２２Ｍに示すように、ｙ軸方向の正方向側の端部近傍に配置された調整ねじ４２をねじ込むことにより、ｚ軸周り（第２レンズ２２Ｍの光軸周り）に第２レンズ２２Ｍを回転させる。例えば、感光体ドラム１０Ｍ上で走査線に５０μｍの傾きが発生している場合には、第２レンズ２２Ｍをｚ軸回りに０．０１°程度回転させる。また、部分倍率の調整時には、図３の第２レンズ２２Ｙに示すように、第２レンズ２２Ｙをｙ軸方向に平行移動させる。例えば、感光体ドラム１０Ｙ上で走査線に２０μｍのセンターずれが発生している場合には、第２レンズ２２Ｙをｙ軸方向に０．１ｍｍ程度平行移動させる。

次に、第２の筐体部分３５の第１の筐体部分３１への取り付けについて図２を参照しながら説明する。第２の筐体部分３５は、以下に説明するように、第１の筐体部分３１に対して位置調整可能に取り付けられている。

第２の筐体部分３５は、図２に示すように、第１の筐体部分３１に対して、ｘ軸方向に位置調整可能に取り付けられる。より詳細には、第１の筐体部分３１及び第２の筐体部分３５は、調整機構４９ａ，４９ｂを備えている。調整機構４９ａ，４９ｂはそれぞれ、長孔５０ａ，５０ｂ及びピン５１ａ，５１ｂからなり、第１の筐体部分３１と第２の筐体部分３５との位置調整における基準となる。

長孔５０ａ，５０ｂは、第２の筐体部分３５において、長手方向がｘ軸方向と一致するように設けられている。本実施形態では、長孔５０ａ，５０ｂは、第２レンズ２２の内、第２レンズ２２Ｋの最も近くに設けられている。

一方、ピン５１ａ，５１ｂはそれぞれ、第１の筐体部分３１に第２の筐体部分３５が取り付けられたときに、長孔５０ａ，５０ｂと一致するように第１の筐体部分３１に設けられている。ピン５１ａ，５１ｂはそれぞれ、長孔５０ａ，５０ｂ内でｘ軸方向に移動することができる。

第２の筐体部分３５は、第１の筐体部分３１に搭載されて、第２のレンズ２２Ｋによるレジストずれの補正を行うように、ｘ軸方向に位置調整される。第２の筐体部分３５の位置調整の後、第２の筐体部分３５は、ねじ或いは接着剤により第１の筐体部分３１に固定される。この後、必要に応じて、第２レンズ２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃの位置調整が調整機構４０により行われる。

走査光学装置１によれば、以下に説明するように、大きなレジストずれを補正することが可能となる。より詳細には、感光体ドラム１０Ｃ上で走査線に５０μｍの湾曲が発生している場合には、第２レンズ２２Ｃをｘ軸方向に３０μｍ程度撓ませる。また、感光体ドラム１０Ｍ上で走査線に５０μｍの傾きが発生している場合には、第２レンズ２２Ｍをｚ軸回りに０．０１°程度回転させる。また、感光体ドラム１０Ｙ上で走査線に２０μｍのセンターずれが発生している場合には、第２レンズ２２Ｙをｙ軸方向に０．１ｍｍ程度平行移動させる。このように、レジストずれが比較的小さな場合には、各第２レンズ２２の位置を個別に調整することで、レジストずれの補正を行うことができる。

一方、レジストずれが大きな場合には、調整機構４０による第２レンズ２２の位置調整のみでは、第２レンズ２２に許容できない変形が発生するおそれがある。そこで、走査光学装置１では、第２の筐体部分３５を第１の筐体部分３１に対して位置調整可能としている。これにより、調整機構４９による第２の筐体部分３５の位置調整を行って、各色に共通して発生しているレジストずれの補正を行った後に、調整機構４０による第２のレンズ２２の位置調整を行って、各色に発生しているレジストずれの微調整を行うことができる。第２の筐体部分３５の位置調整では第２レンズ２２が変形しないので、第２レンズ２２を大きく変形させることなく第２レンズ２２の位置調整を行うことができる。すなわち、走査光学装置１において、大きなレジストずれを補正することが可能となる。因みに、走査光学装置１では、各感光体ドラム１０上において全ての色の走査線が副走査方向にずれている場合に、第２の筐体部分３５の第１の筐体部分３１に対するｘ軸方向の位置を調整することにより、全ての走査線の副走査方向へのずれを一括して補正できる。例えば、感光体ドラム１０上において、走査線が副走査方向に２００μｍずれている場合には、第２の筐体部分３５をｘ軸方向に０．１５ｍｍ程度平行移動させるとよい。

また、走査光学装置１では、第２レンズ２２Ｋに調整機構４０が設けられていない。そのため、走査光学装置１では、第２レンズ２２Ｋを基準として、他の第２レンズ２２Ｃ，２２Ｍ，２２Ｙの位置調整を行って、各色の間に発生しているレジストずれの補正を行うことができる。

また、走査光学装置１では、調整機構４０が設けられていない第２レンズ２２Ｋの近くに調整機構４９が設けられている。これにより、位置調整の基準となる第２レンズ２２Ｋの位置に生じる誤差を低減できる。

また、走査光学装置１では、第２レンズ２２の調整機構４０が第１の筐体部分３１及び第２の筐体部分３５から外部に露出している。そのため、第１の筐体部分３１に対して第２の筐体部分３５が取り付けられた後であっても、第２レンズ２２の位置調整を行うことが可能となる。

また、第１の筐体部分３１及び第２の筐体部分３５が同じ材料であることにより、これらの熱による線膨張係数が同じになり第１の筐体部分３１及び第２の筐体部分３５の歪みが小さくなる。

また、第２の筐体部分３５は、第１の筐体部分３１に対して直接に取り付けられている。そのため、これらの間に他の部材が介在している場合に比べて、第１の筐体部分３１に対する第２の筐体部分３５の取り付け精度が向上する。

なお、走査光学装置１では、第２の筐体部分３５は、図２に示すように、第１の筐体部分３１に対してｘ軸方向に位置調整可能に取り付けられている。しかしながら、図４に示す変形例に係る第２の筐体部分３５の外観斜視図のように、第２の筐体部分３５は、ｙ軸方向に位置調整可能に取り付けられていてもよい。この場合、長孔５０ａ，５０ｂは、第２の筐体部分３５において、長手方向がｙ軸方向と一致するように設けられる。これにより、全ての色の走査線にセンター位置のずれが共通して発生している場合に、第２の筐体部分３５の第１の筐体部分３１に対するｙ軸方向の位置を調整することにより、全ての色の走査線のセンター位置のずれを一括して補正できる。例えば、感光体ドラム１０上において、走査線のセンター位置が１００μｍずれている場合には、第２の筐体部分３５をｙ軸方向に０．５ｍｍ程度平行移動させるとよい。

なお、第２の筐体部分３５は第１の筐体部分３１に対してねじ止めなどで固定されるが、第１の筐体部分３１に対して第２の筐体部分３５が弾性的に固定されていてもよい。これにより、第１の筐体部分３１の歪みが第２の筐体部分３５に及ぼす影響を極力排除することができる。

なお、走査光学装置１において、調整機構４９ａ，４９ｂとして、第１の筐体部分３１にピン５１ａ，５１ｂを設けると共に、第２の筐体部分３５に長孔５０ａ，５０ｂを設けているが、調整機構４９ａ，４９ｂの構成はこれに限らない。例えば、第１の筐体部分３１に長孔が設けられると共に、第２の筐体部分３５にピンが設けられていてもよい。

なお、走査光学装置１において、第２レンズ２２Ｋには、調整機構４０が設けられていないが、該第２レンズ２２Ｋにも調整機構４０が設けられていてもよい。

本発明の一実施形態に係る走査光学装置の断面構造図である。 図１に示す走査光学装置の第２の筐体部分の外観斜視図である。 図２に示す第２の筐体部分の平面図である。 変形例に係る第２の筐体部分の外観斜視図である。

符号の説明

１ 走査光学装置
５ ポリゴンミラー
１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ 感光体ドラム
２０ 走査光学系
２１ 第１レンズ
２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋ 第２レンズ
３０ 筐体
３１ 第１の筐体部分
３５ 第２の筐体部分
４０ 調整機構
４９ａ，４９ｂ 調整機構
５０ａ，５０ｂ 長孔
５１ａ，５１ｂ ピン

Claims (10)

1. 偏向器で偏向された複数のビームを、複数の光学素子からなる走査光学系を介してそれぞれ異なる被走査面上に露光する走査光学装置において、
   前記偏向器を保持している第１の筐体部分と、
   前記複数の光学素子を保持していると共に、前記第１の筐体部分に対して位置調整可能に取り付けられている第２の筐体部分と、
   前記第２の筐体部分に設けられ、前記複数の光学素子の位置調整を行うための調整手段と、
   を備えること、
   を特徴とする走査光学装置。
2. 前記調整手段が設けられていない前記光学素子が存在すること、
   を特徴とする請求項１に記載の走査光学装置。
3. 前記第２の筐体部分と前記第１の筐体部分との位置調整において基準となる基準位置が、前記複数の光学素子の内、前記調整手段が設けられていない前記光学素子の最も近くに配置されていること、
   を特徴とする請求項２に記載の走査光学装置。
4. 前記調整手段は、前記光学素子を主走査方向に移動させて位置調整を行うこと、
   を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の走査光学装置。
5. 前記調整手段は、前記光学素子を光軸周りに回転させて位置調整を行うこと、
   を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の走査光学装置。
6. 前記調整手段は、前記光学素子を撓ませて位置調整を行うこと、
   を特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の走査光学装置。
7. 前記第１の筐体部分と前記第２の筐体部分とは、同じ材料により構成されていること、
   を特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の走査光学装置。
8. 前記第２の筐体部分は、前記第１の筐体部分よりも前記被走査面側に配置されること、
   を特徴する請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の走査光学装置。
9. 前記光学素子は、前記第２の筐体部分に対して弾性部材を介して固定されていること、
   を特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の走査光学装置。
10. 前記光学素子及び前記調整手段は、前記第１の筐体部分及び前記第２の筐体部分から露出していること、
    を特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の走査光学装置。

Images