JP2012014075A - 光走査光学装置 - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂成形時に筺体に生じるウェルドラインの熱歪みによる影響を極力排除して、複数の同期検出手段による信号検出精度の相互差を小さくできる光走査光学装置を得る。
【解決手段】光源１ｙ，１ｍと光源１ｃ，１ｋからなる２組の光源部から放射された光束を単一の回転多面鏡５の異なる反射面５ａ，５ｂで同時に偏向させ、それぞれの感光体上に結像させる光走査光学装置。筺体２０の底面である平面部２１には樹脂成形工程で発生したウェルドライン２３ａ〜２３ｄが形成されている。主走査方向の同期信号を出力する同期検出センサ１５ｙ，１５ｋはウェルドライン２３ａ，２３ｂに囲まれた一つの領域２４ａ内に配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、光走査光学装置、特に、画像データに基づいて変調された複数の光束を単一の偏向器を用いて複数の感光体上をそれぞれ走査する光走査光学装置に関する。

近年、デジタル複写機やレーザビームプリンタなどの画像形成装置にあっては、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色に対応して四つの感光体を並置し、各感光体上に形成された各色の画像を中間転写ベルトなどに転写して合成するタンデム方式が主流となっている。そして、この種のタンデム方式の画像形成装置には、例えば、各感光体上に単一の回転多面鏡を用いて４本の光束を同時に走査して画像を描画する光走査光学装置が搭載されている。

この種のタンデム方式の画像形成装置に搭載される光走査光学装置では、光源も４個必要になる。一つの光源を備えた四つの光走査光学装置を搭載することもあり得るが、比較的高価な回転多面鏡を４個必要とするために、コスト面で不利である。そこで、単一の回転多面鏡で複数の光束を走査するようにした光走査光学装置が種々提案されている。

単一の回転多面鏡で四つの光束を走査する場合、回転多面鏡の一つの反射面に同時に四つの光束を入射させる片側偏向走査タイプと、回転多面鏡の二つの反射面のそれぞれに二つの光束を入射させる両側偏向走査タイプがある。両側偏向走査タイプは光走査光学装置自体をコンパクトに構成できる点で有利である。

また、感光体上に所望の画像を形成するには、画像データに応じて各光源を変調制御すること、１ライン分の画像データの書出しタイミングを制御することが必要である。この書出しタイミングの制御は、通常、光走査光学装置内に回転多面鏡で偏向された光束を受光するセンサを配置し、該センサの受光タイミングに基づいて行う。両側偏向走査タイプであれば、このような同期検出手段は二つ設置されることになり、高精度な同期信号を得るためには、二つの同期検出手段の検出精度の相互差をなくすこと（極力小さくすること）が必要となる。

一方、光走査光学装置において、前記各種の光学部品を保持するための筺体は、通常、樹脂材にて射出成形されるため、複数のゲートから射出された樹脂材が合流する位置にウェルドラインが発生する。一般に、ウェルドラインでは樹脂の配向が不均一なため、温度変化による歪み、特に筺体の熱膨張による歪みが大きい。従って、複数の同期検出手段がウェルドラインを跨いで配置されていると、それぞれの同期検出手段の保持部の歪み量に差が生じる。その結果、それぞれの同期検出手段による光束の検出精度に相互差が発生し、画像の色ずれとなる。

ウェルドラインによる熱歪みの影響を緩和する方法として、特許文献１には、筺体の略中央部にゲートを配置し、要精度部（光学部品の取付け部）にウェルドラインを発生させない構成が記載されている。また、特許文献２には、回転多面鏡の回転軸上にゲートを配置し、回転多面鏡の取付け面にウェルドラインを発生させない構成が記載されている。

しかしながら、前記文献１，２では、同期検出手段の配置に関する記述はなく、複数の同期検出手段に対するウェルドラインによる熱歪みの影響をどのように排除するかは不明である。

特開２００３−２７９８７５号公報 特開２００８−８９７６７号公報

そこで、本発明の目的は、樹脂成形時に筺体に生じるウェルドラインの熱歪みによる影響を極力排除して、複数の同期検出手段による信号検出精度の相互差を小さく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、本発明の一形態である光走査光学装置は、
複数の光源と、
前記複数の光源から放射されたそれぞれの光束を整形する光源光学系と、
前記光源光学系から射出された複数の光束を同時に異なる面で偏向する単一の回転多面鏡と、
前記回転多面鏡の異なる面によって偏向された光束をそれぞれ異なる感光体上に結像させる複数の走査光学系と、
前記回転多面鏡で偏向された光束を検出し、主走査方向の同期信号を出力する複数の同期検出手段と、
前記各部材を保持するため略平面部を有する樹脂製の筺体と、
を備えた光走査光学装置において、
前記筺体の前記略平面部には樹脂成形工程で発生した複数のウェルドラインを有し、
前記複数の同期検出手段は前記ウェルドラインに囲まれた一の領域内に配置されていること、
を特徴とする。

前記光走査光学装置において、複数の同期検出手段は筺体の略平面部に形成されたウェルドラインに囲まれた一の領域内に配置されているため（換言すれば、複数の同期検出手段はウェルドラインを跨いで配置されていることはないので）、筺体の熱膨張による各同期検出手段の歪み量は略同等になる。それゆえ、各同期検出手段による光束検出精度の相互差が極力解消され、ひいては、画像の色ずれを防止することができる。

本発明によれば、樹脂成形時に筺体に生じるウェルドラインの熱歪みによる影響を極力排除して、複数の同期検出手段による信号検出精度の相互差を小さくでき、ひいては画像の色ずれを防止することができる。

第１実施例である光走査光学装置の概略構成を示す平面図である。 第２実施例である光走査光学装置の概略構成を示す平面図である。 第３実施例である光走査光学装置の概略構成を示す平面図である。 第４実施例である光走査光学装置の概略構成を示す平面図である。 第５実施例である光走査光学装置の概略構成を示す平面図である。 同期検出センサの受光面の向きを示す説明図である。 第６実施例である光走査光学装置の概略構成を示す平面図である。

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。なお、各図において同じ部材、部分には共通する符号を付し、重複する説明は省略する。

（第１実施例、図１参照）
第１実施例である光走査光学装置は、タンデム方式の電子写真法による画像形成装置の露光ユニットとして構成され、図１に示すように、図示しない四つの感光体上にそれぞれの色（Ｙ：イエロー、Ｍ：マゼンタ、Ｃ：シアン、Ｂ：ブラック）の画像を形成するように構成されている。なお、それぞれの感光体上に形成された４色の画像（静電潜像）はトナーにて現像された後、図示しない中間転写ベルト上に１次転写／合成され、記録材上に２次転写される。この種の画像形成プロセスは周知であり、その説明は省略する。

光源部は四つのレーザダイオード１ｙ，１ｍ，１ｃ，１ｋ、コリメータレンズ２ｙ，２ｍ，２ｃ，２ｋ、シリンドリカルレンズ３ｙ，３ｍ，３ｃ，３ｋにて構成されている。Ｙ色とＭ色の光路及びＣ色とＫ色の光路は、それぞれは副走査方向ｚに所定の段差を有して重ねて配置されている。２組の光束Ｂｙ，Ｂｍと光束Ｂｃ，Ｂｋが、それぞれ回転多面鏡５の異なる面５ａ，５ｂに入射する。反射面５ａ，５ｂに入射した光束Ｂｙ，Ｂｍと光束Ｂｃ，Ｂｋは、それぞれ主走査方向ｙには同じ角度、位置であるが、副走査方向ｚには異なる角度で斜入射する。

さらに、回転多面鏡５で主走査方向ｙに偏向された各光束を各感光体上に結像するための走査レンズ１１，１２と、該走査レンズ１１，１２を透過した光束を各感光体に導くための図示しない光路折返しミラーなどが配置されている。光束Ｂｙ，Ｂｍと光束Ｂｃ，Ｂｋの主走査方向ｙは互いに逆向きであり、主走査領域Ａを走査される光束が描画光束である。

また、各感光体上における主走査方向ｙの画像書出し位置を制御するために、同期検出センサ１５ｙ，１５ｋが配置されている。同期検出センサ１５ｙ，１５ｋは、回転多面鏡５で偏向され、かつ、折返しミラー１７ｙ，１７ｋで反射された、主走査方向ｙの先頭部分の光束Ｂｙ，Ｂｋをそれぞれ検出し、いわゆるＳＯＳ信号を出力する。このＳＯＳ信号に基づいて図示しない制御部によって主走査方向ｙの画像書出し信号が生成される。本第１実施例は、四つの光束が回転多面鏡５の両側で二つずつ走査される両側偏向走査タイプであり、図１の右側で偏向走査される光束Ｂｙ，Ｂｍに関しては、光束Ｂｙを基準として同期信号を検出し、画像書出し信号を生成する。また、左側で偏向走査される光束Ｂｃ，Ｂｋに関しては、光束Ｂｙを基準として同期信号を検出し、画像書出し信号を生成する。

前記各種光学部品は筺体２０の底部である平面部２１に配置、保持されている。筺体２０は樹脂材を射出成形したものであり、成形時には四つのゲート位置２２から樹脂が射出される。そして、各ゲート位置２２を中心として４本のウェルドライン２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄが形成される。これらのウェルドラインでは樹脂の配向が不均一なため、温度変化による歪み、特に筺体２０の熱膨張による歪みが大きい。

そこで、本第１実施例では、同期検出センサ１５ｙ，１５ｋをウェルドライン２３ａ，２３ｂで囲まれた一の領域２４ａ内に配置した。それぞれのウェルドラインで囲まれた領域２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄでは、筺体２０の熱膨張による歪み量がばらつくが、一の領域であれば歪み量はおおむね一定である。本第１実施例のごとく、同期検出センサ１５ｙ，１５ｋを一の領域２４ａ内に配置することにより、筺体２０の熱膨張による同期検出センサ１５ｙ，１５ｋの歪み量は略同等になる。それゆえ、同期検出センサ１５ｙ，１５ｋによる同期信号検出精度の相互差が極力解消され、ひいては、画像の色ずれを防止することができる。

仮に、同期検出センサ１５ｙが領域２４ａに配置され、同期検出センサ１５ｋが領域２４ｂに配置されると、領域２４ａ，２４ｂの熱膨張による歪み量のばらつきにより、光束Ｂｙ，Ｂｋの検出精度差が大きくなる。

また、本第１実施例では、同期検出センサ１５ｙ，１５ｋは、いずれも、ウェルドライン２３ａ〜２３ｄから離れて配置され、ウェルドライン２３ａ〜２３ｄ上には配置されていない。ウェルドライン２３ａ〜２３ｄ上あるいはウェルドライン２３ａ〜２３ｄのごく近傍では熱膨張での歪みが大きい。同期検出センサ１５ｙ，１５ｋをこのような熱歪みの大きい領域を避けて配置することにより、検出精度が安定化する。

また、同期検出センサ１５ｙ，１５ｋによる光束Ｂｙ，Ｂｋの検出信号に基づいて画像書出し信号を生成することにより、主走査開始位置のずれを抑制することができる。

さらに、同期検出センサ１５ｋに入射する光束Ｂｋは回転多面鏡５によって偏向走査された描画光束（主走査領域Ａを走査する光束）とは交わらないように設定されている。一般に、この種のタンデム方式の画像形成装置にあっては、画像の色ずれを補正する制御を適時実行している。このような色ずれ補正はブラックの画像を基準として行われるのが通常である。色ずれ補正の基準となる光束Ｂｋを描画光束と交わらないように設定することにより、走査レンズ１１，１２の表面によって反射されたゴースト光がセンサ１５ｋに入射することがなくなる。これにて、センサ１５ｋによる光束Ｂｋの誤検出や検出精度の低下が防止される。

（第２実施例、図２参照）
第２実施例である光走査光学装置は、図２に示すように、筺体２０に六つのゲート位置２２を設けたもので、６本のウェルドライン２３ａ〜２３ｆが形成されている。そして、同期検出センサ１５ｙ，１５ｋはウェルドライン２３ａ，２３ｂで囲まれた一の領域２４ａ内に配置されている。従って、その作用効果は前記第１実施例と同様である。

（第３実施例、図３参照）
第３実施例である光走査光学装置は、図３に示すように、筺体２０に三つのゲート位置２２を設けたもので、３本のウェルドライン２３ａ，２３ｂ，２３ｃが形成されている。そして、同期検出センサ１５ｙ，１５ｋはウェルドライン２３ａ，２３ｂで囲まれた一の領域２４ａ内に配置されている。従って、その作用効果は前記第１実施例と同様である。さらに、本第３実施例では、センサ１５ｋへ光束Ｂｋを導く折返しミラー１７ｋも一の領域２４ａ内に配置されている。それゆえ、センサ１５ｋによる光束Ｂｋの検出精度がより向上する。

（第４実施例、図４参照）
第４実施例である光走査光学装置は、図４に示すように、基本的には前記第１実施例と同様に、同期検出センサ１５ｙ，１５ｋをウェルドライン２３ａ，２３ｂで囲まれた一の領域２４ａ内に配置したものである。さらに、本第４実施例では、筺体２０の平面部２１においてゲート位置２２を中心とする放射状の仮想線Ｅを想定したとき、同期検出センサ１５ｙ，１５ｋの受光面１６をそれぞれ仮想線Ｅに対して略垂直な方向に配置している。

筺体２０の材料である樹脂にフィラーが配合されている場合、成形時の樹脂の流れ方向に垂直な方向は平行な方向に比較して熱変形し難い。即ち、センサ１５ｙ，１５ｋの受光面１６を熱変形し難い仮想線Ｅに対して略垂直な方向に配置することで、センサ１５ｙ，１５ｋによる光束の検出精度の相互差をより小さくすることができる。

（第５実施例、図５参照）
第５実施例である光走査光学装置は、図５に示すように、同期検出センサ１５ｙ、１５ｋをそれぞれの受光面１６で形成される角度θが９０°になるように配置したものである。二つのセンサ１５ｙ，１５ｋが近接して配置されると、それぞれの受光面１６での反射光Ｓがゴースト光として他のセンサの受光面１６に回り込むおそれがある。それぞれの受光面１６で形成される角度θを９０°に設定しておけば、反射光Ｓがゴースト光として他のセンサの受光面１６に回り込むことを防止できる。

なお、それぞれの受光面１６で形成される角度θは、図６に示すように、９０°以下であることが好ましい。これにて、反射光Ｓがゴースト光として他のセンサの受光面１６に回り込むことをより確実に防止できる。

また、本第５実施例の他の構成は前記第１実施例と同様であり、その作用効果も第１実施例と同様である。

（第６実施例、図７参照）
第６実施例である光走査光学装置は、図７に示すように、二つの同期検出センサ１５ｙ，１５ｋの間に遮光壁部２６を筺体２０の平面部２１上に突設したものである。遮光壁部２６によってそれぞれのセンサ１５ｙ，１５ｋに向かう光束Ｂｙ，Ｂｋが他のセンサに対するゴースト光となることが防止される。同時に、遮光壁部２６によってそれぞれの受光面１６での反射光Ｓが他のセンサに回り込むことも防止される。

また、本第６実施例の他の構成は前記第１実施例と同様であり、その作用効果も第１実施例と同様である。

（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できることは勿論である。

特に、回転多面鏡５の両側で偏向走査される光束Ｂｙ，Ｂｍ及び光束Ｂｃ，Ｂｋのうち、光束Ｂｍ，Ｂｃで同期信号を検出してもよい。レーザダイオードの配置関係は任意であり、マルチ光源であってもよい。また、コリメータレンズなどの光源光学系及び回転多面鏡の後段に配置される走査光学系の構成は任意である。

以上のように、本発明は、電子写真複写機などに搭載される光走査光学装置に有用であり、特に、複数の同期検出手段による信号検出精度の相互差を小さくできる点で優れている。

１ｙ，１ｍ，１ｃ，１ｋ…レーザダイオード
５…回転多面鏡
１１，１２…走査レンズ
１５ｙ，１５ｋ…同期検出センサ
１６…受光面
２０…筺体
２１…平面部
２２…ゲート位置
２３ａ〜２３ｆ…ウェルドライン
２４ａ〜２４ｆ…領域
２６…遮光壁部

Claims (8)

1. 複数の光源と、
   前記複数の光源から放射されたそれぞれの光束を整形する光源光学系と、
   前記光源光学系から射出された複数の光束を同時に異なる面で偏向する単一の回転多面鏡と、
   前記回転多面鏡の異なる面によって偏向された光束をそれぞれ異なる感光体上に結像させる複数の走査光学系と、
   前記回転多面鏡で偏向された光束を検出し、主走査方向の同期信号を出力する複数の同期検出手段と、
   前記各部材を保持するため略平面部を有する樹脂製の筺体と、
   を備えた光走査光学装置において、
   前記筺体の前記略平面部には樹脂成形工程で発生した複数のウェルドラインを有し、
   前記複数の同期検出手段は前記ウェルドラインに囲まれた一の領域内に配置されていること、
   を特徴とする光走査光学装置。
2. 前記複数の光源は、それぞれ二つの発光部を有し、計四つの発光部はそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像に対応していること、を特徴とする請求項１に記載の光走査光学装置。
3. 前記複数の同期検出手段は、それぞれ、前記ウェルドライン上には配置されていないこと、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。
4. 前記筺体の前記略平面部において樹脂成形のゲート位置を中心とする放射状の仮想線を想定したとき、前記複数の同期検出手段の受光面はそれぞれ前記仮想線に対して略垂直な方向に配置されていること、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光走査光学装置。
5. 前記複数の同期検出手段は主走査方向の画像書出し位置の同期信号を生成するものであること、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光走査光学装置。
6. 前記回転多面鏡によって偏向された複数の光束のうち、各光束によって形成された画像のずれを補正するための基準となる光束は、偏向走査された描画光束とは交わらないこと、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光走査光学装置。
7. 前記複数の同期検出手段のうち、少なくとも１組の同期検出手段の受光面で形成される角度が９０°以下であること、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光走査光学装置。
8. 少なくとも一つの同期検出手段に向かう光路が、他の同期検出手段に対するゴースト光となることを防止する壁部が設けられていること、を特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の光走査光学装置。

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