JP2012159555A - 光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】走査精度の低下を招くことなく、小型化と低価格化を図ることができる光走査装置を提供する。
【解決手段】 光源ユニットは、光源及びカップリングレンズを有し、それらはホルダ10に取り付けられている。このホルダ10は、光源支持部材11、第1傾斜部材、第2傾斜部材、及びレンズ保持部材14を有している。第1傾斜部材は、2つの部材(121、122)が基準面上に貫通孔を挟んで第1の方向に並んで配置され、表面が基準面に対して傾斜角θaで傾斜している。第2傾斜部材は、2つの部材(131、132)が基準面上に貫通孔を挟んで第1の方向に直交する第2の方向に並んで配置され、表面が基準面に対して傾斜角θbで傾斜している。
【選択図】図10
【解決手段】 光源ユニットは、光源及びカップリングレンズを有し、それらはホルダ10に取り付けられている。このホルダ10は、光源支持部材11、第1傾斜部材、第2傾斜部材、及びレンズ保持部材14を有している。第1傾斜部材は、2つの部材(121、122)が基準面上に貫通孔を挟んで第1の方向に並んで配置され、表面が基準面に対して傾斜角θaで傾斜している。第2傾斜部材は、2つの部材(131、132)が基準面上に貫通孔を挟んで第1の方向に直交する第2の方向に並んで配置され、表面が基準面に対して傾斜角θbで傾斜している。
【選択図】図10
Description
本発明は、光走査装置及び画像形成装置に係り、更に詳しくは、光束により被走査面を走査する光走査装置及び該光走査装置を備える画像形成装置に関する。
光源から射出され、ポリゴンミラーなどの偏向手段で偏向された光束を、走査光学系により被走査面に微小なスポット光として結像させ、該被走査面上を主走査方向に等速走査させる装置として光走査装置が知られている。この光走査装置は、レーザビームプリンタ、レーザビームプロッタ、普通紙ファクシミリ、デジタル複写機等の画像形成装置における潜像形成手段に用いられている。
近年、画像形成装置において、カラー化、高速化が進み、感光性を有するドラムを複数(通常は4つ)有するタンデム方式の画像形成装置が普及してきている。そして、それとともに、画像形成装置の小型化及び低価格化が求められている。
そこで、光走査装置では、単一の偏向手段の偏向反射面に副走査方向に関して光束を斜入射させて、小型化と低価格化を図ることが提案された。
例えば、特許文献1には、光源と、光源からの光束を偏向する光偏向器と、光偏向器により偏向された光束を集光する結像レンズとを備え、光源を支持する支持手段を取付けるための第1の基準面と、結像レンズの少なくとも1つを取付けるための第2の基準面とが平行な平面であり、該平面が、光偏向器の回転軸に直交する主走査平面から所定角度だけ傾いている光走査装置が開示されている。
また、特許文献2には、光源から放出される光ビームを、ねじり梁を備えた振動ミラーに照射し、ねじり梁を軸として振動ミラーを振動させることによって、光ビームで対象を走査するとともに、光ビームに対する振動ミラーの配置を調整する調整手段を含む光走査装置が開示されている。
しかしながら、特許文献1及び特許文献2に開示されている光走査装置では、所望の斜入射角を得るための調整工程が煩雑であり、製造コストの増大を招くおそれがあった。
本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第1の目的は、走査精度の低下を招くことなく、小型化と低価格化を図ることができる光走査装置を提供することにある。
また、本発明の第2の目的は、画像品質の低下を招くことなく、小型化と低価格化を図ることができる画像形成装置を提供することにある。
本発明は、第1の観点からすると、複数の光源からの光束が光偏向器に副走査方向に関して互いに異なる角度で斜入射され、該光偏向器で偏向された複数の光束を走査光学系によって対応する被走査面に集光する光走査装置において、前記複数の光源が個別に保持されて光学ハウジングの側板にそれぞれ取り付けられる複数のホルダを備え、各ホルダは、光源の射出軸に直交する面に対する傾斜角が互いに異なる複数の傾斜面を有することを特徴とする光走査装置である。
これによれば、走査精度の低下を招くことなく、小型化と低価格化を図ることができる。
本発明は、第2の観点からすると、複数の像担持体と、前記複数の像担持体を画像情報に応じて変調された複数の光束により個別に走査する本発明の光走査装置と、を備える画像形成装置である。
これによれば、画像品質の低下を招くことなく、小型化と低価格化を図ることができる。
以下、本発明の一実施形態を図1〜図23に基づいて説明する。図1には、一実施形態に係る画像形成装置としてのカラープリンタ2000の概略構成が示されている。
このカラープリンタ2000は、4色(ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー)を重ね合わせてフルカラーの画像を形成するタンデム方式の多色カラープリンタであり、光走査装置2010、4つの感光体ドラム(2030a、2030b、2030c、2030d)、4つのクリーニングユニット(2031a、2031b、2031c、2031d)、4つの帯電装置(2032a、2032b、2032c、2032d)、4つの現像ローラ(2033a、2033b、2033c、2033d)、4つのトナーカートリッジ(2034a、2034b、2034c、2034d)、転写ベルト2040、転写ローラ2042、定着装置2050、給紙コロ2054、レジストローラ対2056、排紙ローラ2058、給紙トレイ2060、排紙トレイ2070、通信制御装置2080、及び上記各部を統括的に制御するプリンタ制御装置2090などを備えている。
通信制御装置2080は、ネットワークなどを介した上位装置(例えばパソコン)との双方向の通信を制御する。
プリンタ制御装置2090は、CPU、該CPUにて解読可能なコードで記述されたプログラム及び該プログラムを実行する際に用いられる各種データが格納されているROM、作業用のメモリであるRAM、アナログデータをデジタルデータに変換するAD変換回路などを有している。そして、プリンタ制御装置2090は、上位装置からの画像情報を光走査装置2010に送る。
感光体ドラム2030a、帯電装置2032a、現像ローラ2033a、トナーカートリッジ2034a、及びクリーニングユニット2031aは、組として使用され、ブラックの画像を形成する画像形成ステーション(以下では、便宜上「Kステーション」ともいう)を構成する。
感光体ドラム2030b、帯電装置2032b、現像ローラ2033b、トナーカートリッジ2034b、及びクリーニングユニット2031bは、組として使用され、マゼンタの画像を形成する画像形成ステーション(以下では、便宜上「Mステーション」ともいう)を構成する。
感光体ドラム2030c、帯電装置2032c、現像ローラ2033c、トナーカートリッジ2034c、及びクリーニングユニット2031cは、組として使用され、シアンの画像を形成する画像形成ステーション(以下では、便宜上「Cステーション」ともいう)を構成する。
感光体ドラム2030d、帯電装置2032d、現像ローラ2033d、トナーカートリッジ2034d、及びクリーニングユニット2031dは、組として使用され、イエローの画像を形成する画像形成ステーション(以下では、便宜上「Yステーション」ともいう)を構成する。
各感光体ドラムはいずれも、その表面に感光層が形成されている。すなわち、各感光体ドラムの表面がそれぞれ被走査面である。各感光体ドラムは、不図示の回転機構により、図1における面内で矢印方向に回転するものとする。
なお、ここでは、XYZ3次元直交座標系において、各感光体ドラムの長手方向に沿った方向をY軸方向、4つの感光体ドラムの配列方向に沿った方向をX軸方向として説明する。
各帯電装置は、対応する感光体ドラムの表面をそれぞれ均一に帯電させる。
光走査装置2010は、上位装置からの多色の画像情報(ブラック画像情報、マゼンタ画像情報、シアン画像情報、イエロー画像情報)に基づいて、各色毎に変調された光束を、対応する帯電された感光体ドラムの表面にそれぞれ照射する。これにより、各感光体ドラムの表面では、光が照射された部分だけ電荷が消失し、画像情報に対応した潜像が各感光体ドラムの表面にそれぞれ形成される。ここで形成された潜像は、感光体ドラムの回転に伴って対応する現像ローラの方向に移動する。なお、この光走査装置2010の構成については後述する。
トナーカートリッジ2034aにはブラックトナーが格納されており、該トナーは現像ローラ2033aに供給される。トナーカートリッジ2034bにはマゼンタトナーが格納されており、該トナーは現像ローラ2033bに供給される。トナーカートリッジ2034cにはシアントナーが格納されており、該トナーは現像ローラ2033cに供給される。トナーカートリッジ2034dにはイエロートナーが格納されており、該トナーは現像ローラ2033dに供給される。
各現像ローラは、回転に伴って、対応するトナーカートリッジからのトナーが、その表面に薄く均一に塗布される。そして、各現像ローラの表面のトナーは、対応する感光体ドラムの表面に接すると、該表面における光が照射された部分にだけ移行し、そこに付着する。すなわち、各現像ローラは、対応する感光体ドラムの表面に形成された潜像にトナーを付着させて顕像化させる。ここでトナーが付着した像(以下では、「トナー画像」という)は、感光体ドラムの回転に伴って転写ベルト2040の方向に移動する。
イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各トナー画像は、所定のタイミングで転写ベルト2040上に順次転写され、重ね合わされてカラー画像が形成される。
給紙トレイ2060には記録紙が格納されている。この給紙トレイ2060の近傍には給紙コロ2054が配置されており、該給紙コロ2054は、記録紙を給紙トレイ2060から1枚ずつ取り出し、レジストローラ対2056に搬送する。該レジストローラ対2056は、所定のタイミングで記録紙を転写ベルト2040と転写ローラ2042との間隙に向けて送り出す。これにより、転写ベルト2040上のカラー画像が記録紙に転写される。ここで転写された記録紙は、定着装置2050に送られる。
定着装置2050では、熱と圧力とが記録紙に加えられ、これによってトナーが記録紙上に定着される。ここで定着された記録紙は、排紙ローラ2058を介して排紙トレイ2070に送られ、排紙トレイ2070上に順次スタックされる。
各クリーニングユニットは、対応する感光体ドラムの表面に残ったトナー(残留トナー)を除去する。残留トナーが除去された感光体ドラムの表面は、再度対応する帯電装置に対向する位置に戻る。
次に、前記光走査装置2010の構成について説明する。
光走査装置2010は、一例として図2〜図4に示されるように、4つの光源(2200a、2200b、2200c、2200d)、4つのカップリングレンズ(2201a、2201b、2201c、2201d)、4つのシリンドリカルレンズ(2203a、2203b、2203c、2203d)、4つのミラー(Ma、Mb、Mc、Md)、振動ミラーユニット2104、第1走査レンズ2105、4つの第2走査レンズ(2107a、2107b、2107c、2107d)、7つの折り返しミラー(2106a、2106b、2106c、2106d、2108a、2108b、2108c)、及び走査制御装置(図示省略)などを備えている。そして、これらは、光学ハウジング(図2〜図4では、図示省略)の所定位置に組み付けられている。
4つの光源は、Y軸方向及びZ軸方向のいずれに関しても、互いに異なる位置に配置されている。
各光源は、一例として図5(A)に示されるように、その中心を通り、射出面に直交する方向を射出軸とし、一例として図5(B)に示されるように、モノリシックに形成された2つの発光部を有している。すなわち、各光源は、いわゆる2チャンネル(2ch)のマルチビーム半導体レーザを有している。ここでは、一例として、2つの発光部の中心間距離Dは50μmである。
さらに、各光源は、一例として図6に示されるように、Z軸方向に関する発光部間隔がD・sinγとなるように、射出軸まわりに角度γだけ回動した状態で光学ハウジングに取り付けられている。なお、本明細書では、「発光部間隔」とは2つの発光部の中心間距離をいう。
例えば、出力画像の解像度が600dpi、すなわち、走査ピッチが42.4μmであり、光走査装置2010における結像光学系の副走査対応方向に関する全系倍率が1.5倍であれば、γ=sin−1(42.4/1.5/50)=34.4°である。また、全系倍率が2.0倍であれば、γ=sin−1(42.4/2.0/50)=25.1°である。
図2に戻り、カップリングレンズ2201aは、光源2200aから射出された光束(LBaという)の光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。
カップリングレンズ2201bは、光源2200bから射出された光束(LBbという)の光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。
カップリングレンズ2201cは、光源2200cから射出された光束(LBcという)の光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。
カップリングレンズ2201dは、光源2200dから射出された光束(LBdという)の光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。
シリンドリカルレンズ2203aは、カップリングレンズ2201aからの光束をミラーMaを介して、振動ミラーユニット2104の偏向反射面近傍でX軸方向に関して線状に結像させる。
シリンドリカルレンズ2203bは、カップリングレンズ2201bからの光束をミラーMbを介して、振動ミラーユニット2104の偏向反射面近傍でX軸方向に関して線状に結像させる。
シリンドリカルレンズ2203cは、カップリングレンズ2201cからの光束をミラーMcを介して、振動ミラーユニット2104の偏向反射面近傍でX軸方向に関して線状に結像させる。
シリンドリカルレンズ2203dは、カップリングレンズ2201dからの光束をミラーMdを介して、振動ミラーユニット2104の偏向反射面近傍でX軸方向に関して線状に結像させる。
カップリングレンズ2201aとシリンドリカルレンズ2203aとミラーMaとからなる光学系は、Kステーションの偏向器前光学系である。
カップリングレンズ2201bとシリンドリカルレンズ2203bとミラーMbとからなる光学系は、Mステーションの偏向器前光学系である。
カップリングレンズ2201cとシリンドリカルレンズ2203cとミラーMcとからなる光学系は、Cステーションの偏向器前光学系である。
カップリングレンズ2201dとシリンドリカルレンズ2203dとミラーMdとからなる光学系は、Yステーションの偏向器前光学系である。
振動ミラーユニット2104は、一例として図7に示されるように、ミラー構造体2411が、リード端子を有するセラミックパッケージ2412に収容され、内部が減圧された状態でガラス窓2413によって封止されている。セラミックパッケージ2412の+X側の面には、Z軸方向の両端近傍に円柱状の突起2412aがそれぞれ設けられている。
上記ミラー構造体2411は、一例として図8に示されるように、表面にミラー面が形成された可動ミラー2411Aと、該可動ミラー2411AのZ軸方向の両端面の中央からそれぞれZ軸に平行な方向に延びて可動ミラー2411Aを支える棒状の2つのねじり梁2411Bと、各ねじり梁2411Bに回転トルクを発生させる4つのカンチレバー2411Cと、それらの支持部をなすフレーム2411Eとを有し、シリコン基板をエッチングにより切り抜いて形成されている。ここでは、可動ミラー2411Aの+X側の面が偏向反射面となる。
可動ミラー2411Aは、その中心を通りZ軸に平行な軸(以下では、「振動軸」ともいう)回りに振動させることができる。ここでは、一例として、圧電駆動方式により上記回転トルクを発生させている。
各ねじり梁2411Bの幅(Y軸方向の長さ)は40〜60μmである。
4つのカンチレバー2411Cは、振動軸を挟んで対称に形成され、フレーム2411Eと連結されている。各カンチレバー2411Cは、その+X側の面にY軸方向を長手方向とするPZT膜2411Dがそれぞれ形成されている。
PZT膜2411Dは、正負の電圧が交互に印加されるとY軸方向に伸縮する。そこで、4つのPZT膜2411Dに印加する電圧を制御すると、カンチレバー2411Cに回転トルクを発生させることができる。これにより、各ねじり梁2411Bが捩られ、可動ミラー2411Aは、振動軸回りに回動する。
そして、4つのPZT膜2411Dに印加する電圧の正負を一定の周期で切り換えると、可動ミラー2411Aを振動軸回りに振動させることができる。
シリンドリカルレンズ2203aからの光束は、振動軸に直交する平面(XY平面)に対して−Z側に傾斜(傾斜角「−θa」とする)した方向から偏向反射面に入射する(図9参照)。
シリンドリカルレンズ2203bからの光束は、振動軸に直交する平面(XY平面)に対して−Z側に傾斜(傾斜角「−θb」とする)した方向から偏向反射面に入射する(図9参照)。
シリンドリカルレンズ2203cからの光束は、振動軸に直交する平面(XY平面)に対して+Z側に傾斜(傾斜角「θc」とする)した方向から偏向反射面に入射する(図9参照)。
シリンドリカルレンズ2203dからの光束は、振動軸に直交する平面(XY平面)に対して+Z側に傾斜(傾斜角「θd」とする)した方向から偏向反射面に入射する(図9参照)。
なお、以下では、光束が偏向反射面に入射する際に、振動軸に直交する面に対して傾斜した方向から入射することを「斜入射」といい、振動軸に直交する面に平行な方向から入射することを「水平入射」という。そして、斜入射の際の、入射角を「斜入射角」という。ここでは、θa=θd、θb=θcである。
また、光束が偏向反射面に斜入射されるように設定された光源と偏向器前光学系とからなる構成は、「斜入射光学系」とも呼ばれている。
第1走査レンズ2105、偏向反射面で偏向された4つの光束の光路上に配置されている。
折り返しミラー2106aは、第1走査レンズ2105を介した光束LBaの光路上に配置され、該光束の光路を−X方向に折り返す。
第2走査レンズ2107aは、折り返しミラー2106aを介した光束の光路上に配置されている。
折り返しミラー2108aは、第2走査レンズ2107aを介した光束の光路上に配置され、該光束の光路を感光体ドラム2030aに向かう方向に折り返す。
そこで、偏向反射面で偏向された光束LBaは、第1走査レンズ2105、折り返しミラー2106a、第2走査レンズ2107a、及び折り返しミラー2108aを介して、感光体ドラム2030aに照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、偏向反射面の振動に伴って感光体ドラム2030aの長手方向に移動する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム2030aでの「主走査方向」であり、感光体ドラム2030aの回転方向が、感光体ドラム2030aでの「副走査方向」である。
折り返しミラー2106bは、第1走査レンズ2105を介した光束LBbの光路上に配置され、該光束の光路を−X方向に折り返す。
第2走査レンズ2107bは、折り返しミラー2106bを介した光束の光路上に配置されている。
折り返しミラー2108bは、第2走査レンズ2107bを介した光束の光路上に配置され、該光束の光路を感光体ドラム2030bに向かう方向に折り返す。
そこで、偏向反射面で偏向された光束LBbは、第1走査レンズ2105、折り返しミラー2106b、第2走査レンズ2107b、及び折り返しミラー2108bを介して、感光体ドラム2030bに照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、偏向反射面の振動に伴って感光体ドラム2030bの長手方向に移動する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム2030bでの「主走査方向」であり、感光体ドラム2030bの回転方向が、感光体ドラム2030bでの「副走査方向」である。
折り返しミラー2106cは、第1走査レンズ2105を介した光束LBcの光路上に配置され、該光束の光路を−X方向に折り返す。
第2走査レンズ2107cは、折り返しミラー2106cを介した光束の光路上に配置されている。
折り返しミラー2108cは、第2走査レンズ2107cを介した光束の光路上に配置され、該光束の光路を感光体ドラム2030cに向かう方向に折り返す。
そこで、偏向反射面で偏向された光束LBcは、第1走査レンズ2105、折り返しミラー2106c、第2走査レンズ2107c、及び折り返しミラー2108cを介して、感光体ドラム2030cに照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、偏向反射面の振動に伴って感光体ドラム2030cの長手方向に移動する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム2030cでの「主走査方向」であり、感光体ドラム2030cの回転方向が、感光体ドラム2030cでの「副走査方向」である。
第2走査レンズ2107dは、第1走査レンズ2105を介した光束LBdの光路上に配置されている。
折り返しミラー2106dは、第2走査レンズ2107dを介した光束の光路上に配置され、該光束の光路を感光体ドラム2030dに向かう方向に折り返す。
そこで、偏向反射面で偏向された光束LBdは、第1走査レンズ2105、第2走査レンズ2107d、及び折り返しミラー2106dを介して、感光体ドラム2030dに照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、偏向反射面の振動に伴って感光体ドラム2030dの長手方向に移動する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム2030dでの「主走査方向」であり、感光体ドラム2030dの回転方向が、感光体ドラム2030dでの「副走査方向」である。
偏向反射面と感光体ドラムとの間の光路上に配置されている光学系は、走査光学系とも呼ばれている。
ここでは、第1走査レンズ2105と第2走査レンズ2107aと2枚の折り返しミラー(2106a、2108a)とからKステーションの走査光学系が構成されている。
また、第1走査レンズ2105と第2走査レンズ2107bと2枚の折り返しミラー(2106b、2108b)とからMステーションの走査光学系が構成されている。
また、第1走査レンズ2105と第2走査レンズ2107cと2枚の折り返しミラー(2106c、2108c)とからCステーションの走査光学系が構成されている。
また、第1走査レンズ2105と第2走査レンズ2107dと折り返しミラー2106dとからYステーションの走査光学系が構成されている。
すなわち、第1走査レンズ2105は、4つのステーションで共用されている。
ところで、各感光体ドラムにおける画像情報が書き込まれる主走査方向の走査領域は「有効走査領域」、「画像形成領域」、あるいは「有効画像領域」などと呼ばれている。
各光源は、それぞれ、一例として図10に示されるようなホルダ10に保持されて、光学ハウジングの側板に取り付けられている。
このホルダ10は、光源支持部材11、第1傾斜部材、第2傾斜部材、及びレンズ保持部材14を有している。
光源支持部材11は、平板状の部材であり、中央に光源が挿入される貫通孔が形成されている。光源支持部材11の一側の面は基準面であり、該基準面は、貫通孔に挿入された光源の射出軸に直交するように形成されている。
光源支持部材11の他側の面には、一例として図11に示されるように、貫通孔の周囲に、射出軸回りの所定の角度毎に複数の溝が形成されている。各溝は、光源の位置決め部(図12参照)が嵌合可能である。
そこで、一例として図13に示されるように、光源取付用治具を用いて、容易に射出軸回りの所定の角度で、光源を光源支持部材11に取り付けることができる(図14(A)及び図14(B)参照)。
第1傾斜部材は、2つの部材(121、122)から構成されている。該2つの部材(121、122)は、平面視において、基準面上に貫通孔を挟んで第1の方向に沿って配置され、表面が基準面に対して傾斜角θaで傾斜している(図15参照)。図15は、図10のA−A断面図である。
第2傾斜部材は、2つの部材(131、132)から構成されている。該2つの部材(131、132)は、平面視において、基準面上に貫通孔を挟んで上記第1の方向に直交する第2の方向に沿って配置され、表面が基準面に対して傾斜角θbで傾斜している(図16参照)。図16は、図10のB−B断面図である。
レンズ保持部材14は、基準面に直交する方向を長手方向とする板状の部材であり、貫通孔近傍に取り付けられている。そして、光源の射出軸とカップリングレンズの光軸とが一致するように、カップリングレンズがレンズ保持部材14に保持される(図17参照)。
ホルダ10に光源2200aとカップリングレンズ2201aが取り付けられたものを光源ユニットLUaという。
ホルダ10に光源2200bとカップリングレンズ2201bが取り付けられたものを光源ユニットLUbという。
ホルダ10に光源2200cとカップリングレンズ2201cが取り付けられたものを光源ユニットLUcという。
ホルダ10に光源2200dとカップリングレンズ2201dが取り付けられたものを光源ユニットLUdという。
4つの光源ユニットは、光学ハウジングの一の側板(以下では、便宜上、単に「側板」ともいう)に取り付けられる。なお、各光源は、光源ユニットが側板に取り付けられる前に、その射出軸まわりの回動調整が行われている。
側板には、一例として図18に示されるように、4つの開口部(SPa、SPb、SPc、SPd)が設けられている。各開口部は、1つの円形状の開口(以下では、便宜上「円開口」という)と、該円開口を挟んでY軸方向に並ぶ2つの四角形状の開口(以下では、便宜上「矩形開口」という)とを有している。
光源ユニットLUaは、レンズ保持部材14が側板の開口部SPaの円開口に挿入され、部材121が−Z側、部材122が+Z側となるように第1傾斜部材が側板に突き当てられている。この場合は、容易に、光源ユニットLUaの射出軸方向をXY平面に対して−Z側にθa傾斜した方向とすることができる(図19参照)。このとき、第2傾斜部材は、干渉しないように開口部SPaの2つの矩形開口内に収容されている(図20(A)参照)。
光源ユニットLUbは、レンズ保持部材14が側板の開口部SPbの円開口に挿入され、部材131が−Z側、部材132が+Z側となるように第2傾斜部材が側板に突き当てられている。この場合は、容易に、光源ユニットLUbの射出軸方向をXY平面に対して−Z側にθb傾斜した方向とすることができる(図19参照)。このとき、第1傾斜部材は、干渉しないように開口部SPbの2つの矩形開口内に収容されている(図20(B)参照)。
光源ユニットLUcは、レンズ保持部材14が側板の開口部SPcの円開口に挿入され、部材131が+Z側、部材132が−Z側となるように第2傾斜部材が側板に突き当てられている。この場合は、容易に、光源ユニットLUcの射出軸方向をXY平面に対して+Z側にθb(=θc)傾斜した方向とすることができる(図19参照)。このとき、第1傾斜部材は、干渉しないように開口部SPcの2つの矩形開口内に収容されている(図21(A)参照)。
光源ユニットLUdは、レンズ保持部材14が側板の開口部SPdの円開口に挿入され、部材121が+Z側、部材122が−Z側となるように第1傾斜部材が側板に突き当てられている。この場合は、容易に、光源ユニットLUdの射出軸方向をXY平面に対して+Z側にθa(=θd)傾斜した方向とすることができる(図19参照)。このとき、第2傾斜部材は、干渉しないように開口部SPdの2つの矩形開口内に収容されている(図21(B)参照)。
このように、斜入射角に応じて2つの傾斜部材の一方を選択し、選択されなかった傾斜部材が側面の矩形開口に挿入され、選択した傾斜部材が側面に突き当てられるように、各光源ユニットを側面に取り付けることにより、各光源ユニットを容易に所望の斜入射角に応じて側面に固定することができる。すなわち、4つの光源に対して1種類のホルダを使用することができるので、部品共通化によるコスト削減を図ることができる。
また、傾斜部材を側面に突き当てることで所望の傾斜角を確保することができるので、各光源の取付け精度のぶれを抑制することができる。また、各種治具の共通化及び段取りの共通化を図ることができる。
また、側面に対する各傾斜部材の接触面積が広く、各傾斜部材が貫通孔を挟んで2つの部材からなっているため、各光源の位置ずれを抑制するとともに各光源を安定して側板に固定することができる。なお、各光源ユニットは、接着によって側板に固定されても良いし、ねじ止めによって側板に固定されても良い。
なお、一例として図22に示されるように、平面視において、第1傾斜部材と第2傾斜部材が直交していない場合には、図23に示されるように、矩形開口によって傾斜部材の接触面積が減少するおそれがある。
以上説明したように、本実施形態に係る光走査装置2010によると、4つの光源ユニット(LUa、LUb、LUc、LUd)、振動ミラーユニット2104、4つの走査光学系などを備えている。
各光源ユニットは、光源及びカップリングレンズを有し、それらはホルダ10に取り付けられている。このホルダ10は、光源支持部材11、第1傾斜部材、第2傾斜部材、及びレンズ保持部材14を有している。
第1傾斜部材は、2つの部材(121、122)からなり、該2つの部材(121、122)は、基準面上に貫通孔を挟んで第1の方向に並んで配置され、表面が基準面に対して傾斜角θaで傾斜している。第2傾斜部材は、2つの部材(131、132)からなり、該2つの部材(131、132)は、基準面上に貫通孔を挟んで第1の方向に直交する第2の方向に並んで配置され、表面が基準面に対して傾斜角θbで傾斜している。
そこで、光源ユニットLUaの第1傾斜部材を側板に突き当てるだけで、容易に、精度良く、光源ユニットLUaの射出軸方向をXY平面に対して−Z側にθa傾斜した方向とすることができる。また、光源ユニットLUbの第2傾斜部材を側板に突き当てるだけで、容易に、精度良く、光源ユニットLUbの射出軸方向をXY平面に対して−Z側にθb傾斜した方向とすることができる。
同様に、光源ユニットLUcの第2傾斜部材を側板に突き当てるだけで、容易に、精度良く、光源ユニットLUcの射出軸方向をXY平面に対して+Z側にθb(=θc)傾斜した方向とすることができる。また、光源ユニットLUdの第1傾斜部材を側板に突き当てるだけで、容易に、精度良く、光源ユニットLUdの射出軸方向をXY平面に対して+Z側にθa(=θd)傾斜した方向とすることができる。
また、各光源は、光源ユニットが光学ハウジングに取り付けられる前に、その射出軸まわりの回動調整を行うことができるので、光源ユニットが光学ハウジングに取り付けられた後の調整作業を簡素化することができる。そして、各光源ユニットを光学ハウジングに取り付ける際には、斜入射角のみを考慮すれば良いので、組み立て工程を簡素化することができる。
また、斜入射光学系を用いているため、小型化を図ることができる。
また、第1走査レンズを4つのステーションで共用しているため、部品点数の削減、及び低コスト化を図ることができる。
この場合は、走査精度の低下を招くことなく、小型化と低価格化を図ることができる。
また、光学ハウジングの側板に矩形開口を設けているため、第1傾斜部材と第2傾斜部材のうち、側板への突き当て対象ではないほうの傾斜部材が側板に突き当たるのを避けることができる。なお、矩形開口の大きさは、熱膨張や取り付け調整を考慮して、大きめに設定しておくことが好ましい。
そして、本実施形態に係るカラープリンタ2000によると、光走査装置2010を備えているため、結果として、画像品質の低下を招くことなく、小型化と低価格化を図ることができる。
なお、上記実施形態では、θa=θd、θb=θcの場合について説明したが、これに限定されるものではない。
また、上記実施形態において、側板に設けられた矩形開口に代えて、四角形状の凹部が設けられても良い。この場合は、光学ハウジングの強度低下を抑制することができる。
また、上記実施形態において、ホルダ10では、光源支持部材11と第1傾斜部材と第2傾斜部材とが一体成形されていても良い。この場合は、製造コストを低減することができる。また、各傾斜部材の傾斜角及び形状の精度を向上させることができる。
また、上記実施形態では、第1傾斜部材及び第2傾斜部材がそれぞれ2つの部材からなり、該2つの部材が、平面視において、光源を挟んで一の方向に並んでいる場合について説明したが、これに限定されるものではない。
また、上記実施形態では、ホルダの傾斜部材が2つの場合について説明したが、これに限定されるものではない。
また、上記実施形態では、光偏向器が振動ミラーユニットの場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、光偏向器がポリゴンミラーであっても良い。
また、上記実施形態では、各光源が2つの発光部を有する場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、各光源が3つ以上の発光部を有していても良い。この場合であっても、光源ユニットが光学ハウジングに取り付けられる前に、その射出軸まわりの回動調整を行うことができるので、容易に、感光体ドラム表面での走査線間隔を所望の走査線間隔とすることができる。
また、上記実施形態において、レンズ保持部材14が、一例として図24及び25に示されるように、内径がカップリングレンズの外径と略同じであるパイプの一部をなす部材であっても良い。
この場合に、一例として図26及び図27に示されるように、側板に設けられている円開口の大きさを、レンズ保持部材14の外側の曲面の形状に合わせることにより、一例として図28に示されるように、レンズ保持部材14が貫通孔に挿入された状態で光源ユニットを光源の射出軸まわりに回転可能とすることができる。なお、この場合には、各傾斜部材の位置も変化する。そこで、傾斜部材との干渉を避けるため、前記矩形開口に代えて、扇状の開口を用いることが好ましい。
また、上記実施形態において、一例として図29に示されるように、第1傾斜部材として前記2つの部材(121、122)に代えて、1つの部材12(第1傾斜部材12という)を用い、第2傾斜部材として前記2つの部材(131、132)に代えて、1つの部材13(第2傾斜部材13という)を用いても良い。
第1傾斜部材12と第2傾斜部材13は、基準面上に貫通孔を挟んで配置されている。第1傾斜部材12は、表面が基準面に対して傾斜角θaで傾斜している(図30参照)。図30は、図29のA−A断面図である。第2傾斜部材13は、表面が基準面に対して傾斜角θbで傾斜している(図30参照)。そして、第1傾斜部材12及び第2傾斜部材13は、それぞれ該射出軸に近づくにつれて、基準面からの距離が大きくなるように傾斜している。また、第1傾斜部材12と第2傾斜部材13は、射出軸に最も近い位置(傾斜の頂点)の基準面からの距離が互いに略等しい。
この場合は、一例として図31に示されるように、第1傾斜部材12が側板に突き当てられているときは、第2傾斜部材13は側板から離れた位置にあり、第2傾斜部材13が側板に突き当てられているときは、第1傾斜部材12は側板から離れた位置にある。また、第1傾斜部材12が側板に突き当てられたときと、第2傾斜部材13が側板に突き当てられたときとで光路長が変化することはない。
そこで、一例として図32に示されるように、側板に設けられている上記矩形開口は不要である。
なお、上記実施形態では、トナー像が感光体ドラムから転写ベルトを介して記録紙に転写される場合について説明したが、これに限定されるものではなく、記録紙に直接転写されても良い。
また、上記実施形態では、画像形成装置としてカラープリンタ2000の場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、光プロッタやデジタル複写装置であっても良い。
また、像担持体として銀塩フィルムを用いた画像形成装置であっても良い。この場合には、光走査により銀塩フィルム上に潜像が形成され、この潜像は通常の銀塩写真プロセスにおける現像処理と同等の処理で可視化することができる。そして、通常の銀塩写真プロセスにおける焼付け処理と同等の処理で転写対象物としての印画紙に転写することができる。このような画像形成装置は光製版装置や、CTスキャン画像等を描画する光描画装置として実施できる。
また、像担持体としてビームスポットの熱エネルギにより発色する発色媒体(ポジの印画紙)を用いた画像形成装置であっても良い。この場合には、光走査により可視画像を直接、像担持体に形成することができる。
要するに、上記光走査装置2010を備えた画像形成装置であれば、結果として、画像品質の低下を招くことなく、小型化と低価格化を図ることができる。
以上説明したように、本発明の光走査装置によれば、走査精度の低下を招くことなく、小型化と低価格化を図るのに適している。また、本発明の画像形成装置によれば、画像品質の低下を招くことなく、小型化と低価格化を図るのに適している。
10…ホルダ、12…第1傾斜部材、121,122…第1傾斜部材の一部、13…第2傾斜部材、131,132…第2傾斜部材の一部、14…レンズ保持部材、2000…カラープリンタ(画像形成装置)、2010…光走査装置、2030a〜2030d…感光体ドラム(像担持体)、2104…振動ミラーユニット(光偏向器)、2105…第1走査レンズ、2106a〜2106d…折り返しミラー、2107a〜2107d…第2走査レンズ、2108a〜2108c…折り返しミラー、2200a〜2200d…光源、LUa〜LUd…光源ユニット、SPa〜SPd…開口部。
Claims (13)
- 複数の光源からの光束が光偏向器に副走査方向に関して互いに異なる角度で斜入射され、該光偏向器で偏向された複数の光束を走査光学系によって対応する被走査面に集光する光走査装置において、
前記複数の光源が個別に保持されて光学ハウジングの側板にそれぞれ取り付けられる複数のホルダを備え、
各ホルダは、光源の射出軸に直交する面に対する傾斜角が互いに異なる複数の傾斜面を有することを特徴とする光走査装置。 - 前記複数の傾斜面は第1の傾斜面と第2の傾斜面を含み、
該第1の傾斜面と第2の傾斜面は、平面視において、光源の射出軸を挟んで対向し、
該第1の傾斜面及び第2の傾斜面は、それぞれ該射出軸に近づくにつれて、光源の発光点を含み該射出軸に直交する面からの距離が大きくなることを特徴とする請求項1に記載の光走査装置。 - 前記第1及び第2の傾斜面は、光源の射出軸に最も近い位置の、光源の発光点を含み該射出軸に直交する面からの距離が互いに略等しいことを特徴とする請求項2に記載の光走査装置。
- 前記複数のホルダが取り付けられる光学ハウジングの側板は、一の側板であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の光走査装置。
- 前記複数の傾斜面の傾斜角は、それぞれ前記複数の光束の各斜入射角に対応した傾斜角であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の光走査装置。
- 前記光学ハウジングの側板には、前記複数の傾斜面のうちの一の傾斜面が突き当てられたときに、残りの傾斜面が収容される凹部又は開口が設けられていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の光走査装置。
- 前記各傾斜面は、平面視において、光源の射出軸を挟んで2つに分割されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の光走査装置。
- 前記複数の傾斜面は第1の傾斜面と第2の傾斜面を含み、
平面視において、前記第1の傾斜面と前記第2の傾斜面は、互いに直交することを特徴とする請求項7に記載の光走査装置。 - 前記複数の傾斜面は、光源が保持される光源保持部と一体成型されていることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の光走査装置。
- 前記複数の光源はそれぞれ複数の発光部を有し、
前記各ホルダは、射出軸まわりの回転角が互いに異なる複数の位置のいずれかで光源を保持可能であることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の光走査装置。 - 前記各ホルダには、光源から射出された光束を略平行とする光学素子が保持されていることを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項に記載の光走査装置。
- 前記複数のホルダは、それぞれ前記光学素子を保持するレンズ保持部を有し、
前記光学ハウジングの側板には、前記複数のホルダのレンズ保持部がそれぞれ挿入される複数の貫通孔が設けられ、該複数の貫通孔は、それぞれ対応するホルダを光源の射出軸まわりに回動可能にレンズ保持部を支持することを特徴とする請求項11に記載の光走査装置。 - 複数の像担持体と、
前記複数の像担持体を画像情報に応じて変調された複数の光束により個別に走査する請求項1〜12のいずれか一項に記載の光走査装置と、を備える画像形成装置。
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