JP2015087506A - 光走査装置及びそれを用いた画像形成装置 - Google Patents

光走査装置及びそれを用いた画像形成装置 Download PDF

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Abstract

【課題】光路の折り曲げ方に依らず、2種類の結像レンズを容易に判別できる光走査装置及びそれを用いた画像形成装置を提供する。【解決手段】第1、第2の光源手段から出射される第1、第2の光束を偏向する偏向手段と、前記偏向手段により偏向される前記第1、第2の光束を第1、第2の被走査面に導光する第1、第2の結像光学系であって、前記第1の結像光学系の第1の結像光学素子と前記第2の結像光学系の第2の結像光学素子とが、主走査方向の少なくとも一方の端部において、互いに光軸方向の異なる位置にリブを備える第1、第2の結像光学系と、を有する。【選択図】図1

Description

本発明は光走査装置及びそれを用いた画像形成装置に関し、電子写真プロセスを有するレーザビームプリンタやデジタル複写機やマルチファンクションプリンタ等の画像形成装置に好適なものである。
近年、カラー画像形成装置のコンパクト化のため、単一の偏向手段で偏向された複数の光束をそれぞれ異なる複数の被走査面へ導き走査させるタイプの光走査装置が多用されている。このような光走査装置では、偏向手段の偏向反射面の回転軸に垂直な面に対して光束を副走査方向に斜め方向から入射させている。そして、偏向器にて反射された複数の光束を複数の光路折り曲げミラーにより各々の光路を折り返し、光路中の結像レンズにより各被走査面へ導光させる構成が用いられる。
従来、このような光走査装置においては、光束が結像レンズの外形中心を通過しておらず結像レンズが必要以上に大きかった。そのため、結像レンズや光路折り曲げミラーと各光束の光路とが干渉しないように各光学部品を配置すると、光走査装置自体が大きくなり、その結果、画像形成装置も大きくなってしまい、更なるコンパクト化が困難であった。
そのため、光束が結像レンズの外形中心を通るように結像レンズの不要な部分を削除し、結像レンズのサイズを小さくすることで、光走査装置の更なるコンパクト化を達成し、結果、画像形成装置のコンパクト化を達成するものが知られている(特許文献1)。ここで、特許文献1のように結像レンズの不要な部分を削除すると、結像レンズは副走査方向に非対称な形状となり、主走査方向のレンズの形状も考慮すると、装置を構成する結像レンズが1種類とはならず2種類必要になる。そのため、2種類の結像レンズを判別可能とするように、2種類の結像レンズの各々の側面に、副走査方向の異なる位置にリブを形成することが知られる。
ここで、特許文献1では、全ての結像レンズに関し、全ての結像レンズが正しい姿勢で組み付けられた時には、結像レンズの種類によらず、必ず全てのリブが副走査方向で上側となる。したがって、結像レンズが正しい姿勢で組み付けられているかどうか(リブが副走査方向で本来あるべき上側あるいは下側に配置されているか否か)を、容易に判別できるようになっている。
特開2010−26055号公報
しかしながら、特許文献1のリブの配置では、光路の折り返し方によっては2種類の結像レンズの判別が困難となるという課題が存在している。これを図16を用いて概念的に説明する。図16は、各結像レンズ9A、9B、9C、9Dに対し光が入射する入射面を表した図で、水平方向が主走査方向、上下方向が副走査方向、一点鎖線で区切られる狭い領域が偏心レンズとして削除される領域である。一点鎖線で区切られる狭い領域は、光路の折り返し方によって異なるもので、副走査方向で結像レンズが基準面(偏向手段を副走査方向に二等分する平面)の上側に配置されるか下側に配置されるかで異なる。なお、黒、白の小さな四角はリブを示している。
図16(a)のように副走査方向でリブが全て上側に配置される場合(特許文献1における配置に相当)は、上側より副走査方向に位置が異なるリブを視認することで、2種類の結像レンズの判別が容易である。しかしながら、図16(b)のように副走査方向でリブが上側に配置される結像レンズと、下側に配置される結像レンズが混在する場合は、全てのリブが副走査方向で上側とはならない。そのため、結像レンズが正しい姿勢で組み付けられているかどうか(リブが副走査方向で本来あるべき上側あるいは下側に配置されているか否か)を判別することが困難となる。
本発明の目的は、光路の折り曲げ方に依らず、2種類の結像レンズを容易に判別できる光走査装置及びそれを用いた画像形成装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明に係る光走査装置は、第1、第2の光源手段から出射される第1、第2の光束を偏向する偏向手段と、前記偏向手段により偏向される前記第1、第2の光束を第1、第2の被走査面に導光する第1、第2の結像光学系であって、前記第1の結像光学系の第1の結像光学素子と前記第2の結像光学系の第2の結像光学素子とが、主走査方向の少なくとも一方の端部において、互いに光軸方向の異なる位置にリブを備える第1、第2の結像光学系と、を有することを特徴とする。
本発明によれば、光路の折り曲げ方に依らず、2種類の結像レンズを容易に判別できる。
本発明の第1の実施形態に係る光走査装置における結像光学系の結像光学素子(結像レンズ)の三面図である。 第1の実施形態に係る結像光学系の副走査方向の要部断面図である。 第1の実施形態に係る光走査装置の入射光学系の副走査方向の要部断面図である。 第1の実施形態に係る結像レンズの側面図である。 第1の実施形態に係る結像レンズを組み付けた時の要部拡大図である。 本発明の実施形態に係る光走査装置を搭載した画像形成装置の要部概略図である。 本発明の第2の実施形態に係る結像レンズの三面図である。 第2の実施形態に係る結像レンズの側面図である。 第2の実施形態に係る結像レンズを組み付けた時の要部拡大図である。 第3の実施形態に係る光走査装置の副走査方向の要部断面図である。 比較例としての従来の結像レンズを光軸方向から見た図である。 比較例としての従来の結像レンズを側面から見た図である。 比較例としての従来の結像レンズを組み付けた時の側面図である。 比較例としての従来の結像レンズを副走査方向下側に組み付けた時の側面図である。 比較例としての従来の結像レンズを副走査方向下側に別の形態で組み付けた時の側面図である。 各結像レンズに対し光が入射する入射面を表した図である。
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
《第1の実施形態》
(画像形成装置)
図6は、本発明の実施形態に係る光走査装置を搭載した画像形成装置としてカラー画像形成装置の要部概略図である。この画像形成装置は、光走査装置により4ビームを走査して各々並行して像担持体である感光体上に画像情報を記録するタンデムタイプのカラー画像形成装置である。図6において、60はカラー画像形成装置、100は後述する光走査装置である。21、22、23、24は各々互いに異なった色の画像を形成する像担持体(感光体)としての感光ドラム、31、32、33、34は各々現像器、51は搬送ベルトである。
なお、図6においては、感光体の感光面上に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像器(不図示)、現像器で現像されたトナー像を被転写材(記録材)に転写する転写器(不図示)と、転写されたトナー像を被転写材に定着させる定着器とを有している。
図6において、カラー画像形成装置60には、パーソナルコンピュータ等の外部機器52からR(レッド)、G(グリーン)、B(ブルー)のコードデータとして各色信号が入力する。これらの色信号は、装置内のプリンタコントローラ53によって、ブラック(Bk)、シアン(C)、マゼンダ(M)、イエロー(Y)の各画像データ(ドットデータ)に変換される。これらの画像データは、光走査装置100に入力される。
そして、光走査装置100からは、各画像データに応じて変調された光ビーム41、42、43、44が出射され、これらの光ビームによって感光ドラム21、22、23、24の感光面(第1乃至第4の被走査面)が主走査方向に走査される。
本実施形態におけるカラー画像形成装置は光走査装置100により4ビームを走査し、各々がブラック(Bk)、シアン(C)、マゼンダ(M)、イエロー(Y)の各色に対応している。そして、各々平行して感光ドラム21、22、23、24面上に画像信号(画像情報)を記録し、カラー画像を高速に印字している。
本実施形態におけるカラー画像形成装置は、上述の如く光走査装置100により各々の画像データに基づいた光ビームを用いて、各色の潜像を各々対応する感光ドラム21、22、23、24面上に形成している。その後、記録材に多重転写して1枚のフルカラー画像を形成している。
外部機器52としては、例えばCCDセンサを備えたカラー画像読取装置が用いられても良い。この場合には、このカラー画像読取装置と、カラー画像形成装置60とで、カラーデジタル複写機が構成される。
(光走査装置)
図2は、本発明の第1の実施形態に係る光走査装置の副走査方向の要部断面図(副走査断面図)である。また、図3は入射光学系の副走査方向の要部断面図(副走査断面図)である。図2で、被走査面10A、10B、10C、10Dは、順にブラック(Bk)、シアン(C)、マゼンダ(M)、イエロー(Y)色の画像を形成するための感光ドラム(感光ドラム面)であり、4色のカラー画像を形成するための光走査装置となっている。
1)定義
以下の説明において、主走査方向(Y方向)とは偏向手段の偏向軸(回転軸または揺動軸)及び結像光学系の光軸に垂直な方向(回転多面鏡で光束が反射偏向(偏向走査)される方向)である。副走査方向(Z方向)とは偏向手段の偏向軸(回転軸または揺動軸)と平行な方向である。また、主走査断面とは主走査方向と結像光学系の光軸方向(X方向)を含む平面である。また、副走査断面(子線断面)とは主走査方向に垂直な断面である。また、基準面とは、偏向手段(回転多面鏡)の偏向軸(回転軸または揺動軸)に直交し偏向手段を副走査方向に二等分する面である。
2)入射光学系および偏向手段
図3は、本実施形態に係る光走査装置の光源手段から偏向手段に至るまでの入射光学系の副走査方向の要部断面図(副走査断面図)である。但し、図3は図2において偏向手段としての回転多面鏡の右側の結像光学系に対する入射光学系のみを図示している。
図3において、光源手段1A、1Bから射出された2本の光束は、コリメータレンズ2A、2Bにより略平行光束に変換された後、シリンドリカルレンズ3A、3Bに入射し、副走査方向にのみ屈折される。その後、光束は第1の開口絞り4A、4Bにより副走査方向の光束幅を制限される。その後、第2の開口絞り5A、5Bにより主走査方向の光束幅を制限され、偏向手段である回転多面鏡6の偏向面61の近傍に副走査方向にのみ集光されて、主走査方向に長い線像として結像される。
コリメータレンズ2A、2Bと、シリンドリカルレンズ3A、3Bと、第1の開口絞り4A、4Bと、第2の開口絞り5A、5Bと、が入射光学系LA、LBの一要素を夫々構成する。なお、本実施形態においては、コリメータレンズ2A、2Bにより略平行光束に変換したが、コリメータレンズ2A、2Bの代わりに光束の発散性を弱めた発散光束及び収束光束に変換する光学素子を用いても良い。また、2枚のレンズに限らず主走査方向と副走査方向で異なるパワーを有するアナモフィックな1つの結像光学素子(結像レンズ)により構成しても良い。
入射光学系LA、LBは、その光軸が回転多面鏡5の回転軸に垂直な面に対して副走査方向に傾いており、光源手段1A、1Bから射出された光束を回転多面鏡5の回転軸に垂直な面に対して副走査方向に所定の角度(本実施形態では各々3°)で斜入射させている。
3)結像光学系
図2で、入射光学系LAを経て回転多面鏡5により反射偏向された光束RAは、結像光学系SA(第1の結像光学系)の結像光学素子としての結像レンズ8A及び結像レンズ9Aにより、感光ドラム面10A上に導光され、光スポットとして結像される。そして、回転多面鏡6が回転することにより、感光ドラム面10A上を光スポットが走査し、静電潜像を形成する。
入射光学系LBを経て、回転多面鏡6により反射偏向された光束RBは、結像光学系SB(第3の結像光学系)の結像光学素子としての結像レンズ8A及び結像レンズ9Bにより、感光ドラム面10B上に導光され、光スポットとして結像される。そして、回転多面鏡6が回転することにより、感光ドラム面10B上を光スポットが走査し、静電潜像を形成する。
ここで、結像レンズ9Aに関しては、副走査方向で下方側を不要な部分として削除する偏心レンズ(外形中心に対して副走査方向に非対称なレンズ)となっている(図16(b))。そして、結像光学系SAでは、光路を折り曲げる折り曲げミラーが奇数枚(1枚)、即ち反射面の数が奇数枚(1枚)用いられる。一方、結像レンズ9Bに関しては、後述するように結像レンズ9Aと同一の形状を備える偏心レンズとなっている。そして、結像光学系SBでは、光路を折り曲げる折り曲げミラーが偶数枚(2枚)、即ち反射面の数が偶数枚(2枚)用いられる。
結像光学系SA、SBに対し回転多面鏡6を挟んで対向する図2の左側の結像光学系SD、SCに関しても、回転多面鏡6に至るまでの光路に同様の入射光学系が配置されている。光束RCに対しては入射光学系LB、光束RDに対しては入射光学系LAが対応する。
入射光学系を経て回転多面鏡6により反射偏向された光束RCは、結像光学系SC(第2の結像光学系)の結像光学素子としての結像レンズ8B及び結像レンズ9Cにより、感光ドラム面10C上に導光され、光スポットとして結像される。そして、回転多面鏡6が回転することにより、感光ドラム面10C上を光スポットが走査し、静電潜像を形成する。
入射光学系を経て回転多面鏡6により反射偏向された光束RDは、結像光学系SD(第4の結像光学系)の結像光学素子としての結像レンズ8B及び結像レンズ9Dにより、感光ドラム面10D上にに導光され、光スポットとして結像される。そして、回転多面鏡5が回転することにより、感光ドラム面10D上を光スポットが走査し、静電潜像を形成する。
ここで、結像レンズ9Dに関しては、副走査方向で下方側を不要な部分として削除する偏心レンズとなっている(図16(b))。そして、結像光学系SDでは、光路を折り曲げる折り曲げミラーが奇数枚(1枚)、即ち反射面の数が奇数枚(1枚)用いられる。一方、結像レンズ9Cに関しては、後述するように結像レンズ9Dと同一の形状を備える偏心レンズとなっている。そして、結像光学系SCは、光路を折り曲げる折り曲げミラーが偶数枚(2枚)、即ち反射面の数が偶数枚(2枚)用いられる。
結像レンズ9A、9B、9C、9Dは、主走査方向の位置に応じて副走査方向のレンズ面のチルト角が変化するチルト変化面を有しており、レンズの外形中心とレンズ光軸が一致しておらず、レンズの外形中心に対して副走査方向に非対称な形状となっている。但し、ここで、光軸は、結像レンズ9A、9B、9C、9Dの主走査方向中央部での副走査断面において、入射面および出射面を円弧でフィッティングした時に最も突出しているまたは最も凹んでいる部分を結んだ直線と定義している。
従って、主走査方向の形状を考慮すると、結像レンズ9A、9Dは同一のレンズとならず異なるレンズ(2種類のレンズ)となる。結像レンズ9B、9Cも結像レンズ9A、9Dと同様に異なるレンズとなる。
一方、結像レンズ9A、9Bを比較すると、一見異なるレンズのように思える。しかしながら、結像レンズ9Bは光路折り曲げミラーM2により反射された後に光束RBが通過するため、結像レンズ9Aを主走査方向を回転軸として回転して配置したレンズとなっている(図16(b))。従って、結像レンズ9Aと9Bは組み付ける姿勢が異なっているだけであり、レンズとしては同一のレンズである。結像レンズ9D、9Cについても同様であり、結像レンズ9Dを主走査方向を回転中心として回転し組み付けたのが結像レンズ9Cであり、組み付ける姿勢が異なっているだけであり、レンズとしては同一のレンズである。
これより、各光束RA,RB,RC、RDについて個別に配置されている結像レンズ9A、9B、9C、9Dは、全体として2種類のレンズから成っていることが分かる。
ここで、光束RA、RBに対して共通に配置されている結像レンズ8Aおよび光束RC、RDに対して共通に配置されている結像レンズ8Bは、外形中心と光軸とが一致したレンズであり、副走査方向について対称形状となっている。従って、結像レンズ8Aを主走査方向を回転軸として180°回転して配置したものが結像レンズ8Bであり、両者に関しては同一のレンズである。
このように、本実施形態の結像光学系は、回転多面鏡6の同一の偏向面により反射偏向された光束RA、RB、および光束RC、RDが共通に通過する1種類の結像レンズ8A(8B)を備える。また、各光束RA、RB、RC、RDに対して個別に配置された2種類の結像レンズ9A(9B)と9C(9D)とを備える。即ち、本実施形態の結像光学系におけるレンズは、全体として3種類の結像レンズから構成されている。
ここで、2種類の結像レンズ9A(9B)と9C(9D)は、副走査方向に同一形状で主走査方向に異なる形状であっても良いし、2種類の結像光学素子(結像レンズ)が主走査方向に同一形状で副走査方向に異なる形状であっても良い。主走査方向の形状もしくは副走査方向の形状が異なっているため、結像レンズ9A(9B)として誤って、結像レンズ9C(9D)を組み付けてしまうと、所望の光学性能を得られなくなってしまう。しかしながら、両者のレンズ面の形状の差を目視で見分けるのは非常に困難であるため、誤って組まれないように2種類のレンズを容易に判別できるようにしておく必要がある。
本実施形態における結像レンズ9A(9B)および9C(9D)の形状を、図1に示す。図1では、各結像レンズを副走査方向上側、出射面側、側面側(主走査方向の端部側でゲートGが配置されている側とは反対側)から各々見た時の形状が示されている。
ここで、結像レンズ9A、9Bには、結像レンズ9Aとして組み付ける時の副走査方向の位置決めに使用されるZ基準であるZ1A、Z2Aと、結像レンズ9Bとして組み付ける時のZ基準Z1B、Z2Bと、が副走査方向の側面にそれぞれ設けられている。即ち、結像レンズ9A、9Bは、それぞれ副走査方向の上端部と下端部の両方に副走査方向の位置決め基準を有する。
そして、入射面側の主走査方向端部には光軸方向の位置決めに使用されるX基準X1A、X2Aが設けられている。また、主走査方向でゲートGと反対側の側面にはリブT1と、主走査方向の位置決めに使用されるY基準面Y1と、が設けられている。
また、結像レンズ9C、9Dは、結像レンズ9Cとして組み付ける時の副走査方向の位置決めに使用されるZ基準であるZ1C、Z2Cと、結像レンズ9Dとして組み付ける時のZ基準であるZ1D、Z2Dと、が副走査方向の側面にそれぞれ設けられている。即ち、結像レンズ9C、9Dは、それぞれ副走査方向の上端部と下端部の両方に副走査方向の位置決め基準を有する。
そして、入射面側の主走査方向端部には光軸方向の位置決めに使用されるX基準X1B、X2Bが設けられている。また、主走査方向でゲートGと反対側の側面にはリブT2と、主走査方向の位置決めに使用されるY基準面Y2と、が設けられている。
ここで、図1に示すように、2種類の結像レンズに設けられたリブT1、T2は各々光軸方向の異なる位置に設けられている。即ち、結像レンズ9A(9B)のリブT1は入射面側に設けられている一方、結像レンズ9C(9D)のリブT2は出射面側に設けられている。そして、結像レンズ9A、9B、9C、9Dの各Z基準を下側にした時のリブT1、T2の位置関係を、図4に示す。図4では、各リブは副走査方向の高さ位置が同一とされている(特に、主走査方向を回転中心として回転しても元の高さと同じ高さとなるように設定されている)。
従来例では、誤ってリブが副走査方向上下に入れ替わって組立てられた場合に、リブの視認が困難なことから組立ての誤りを認識することが困難である。これに対し、本実施形態では結像レンズ9A(9B)に対しては常に入射面側にリブT1、結像レンズ9C(9D)については常に出射面側にリブT2が位置すべきことの視認が容易なことから組立ての誤りを認識することが容易となる。即ち、リブが入射面側にあるか、出射面側にあるかによって、レンズの組み付け姿勢によらず常に2種類の結像レンズの判別が可能である。
次に、図5に本実施形態の2種類の結像レンズを筐体に組み付けた時の要部概略図を示す。なお、図5では、リブが設けられている側のみを図示している。図5に示すように、結像レンズ9Aを主走査方向を回転中心として回転させたものが結像レンズ9Bであり、結像レンズ9Dを主走査方向を回転中心として回転させたものが結像レンズ9Cである。即ち、同一形状の結像レンズ9A、9Bが1種類、同一形状の結像レンズ9D、9Cが1種類で、全体として2種類の結像光学素子(結像レンズ)を備える。
なお、図5の結像レンズ9Aに関しては、左側が入射面側、右側が出射面側であり、結像レンズ9Bに関しては、右側が入射面側、左側が出射面側である。
ここで、図5に示すように、結像レンズ9Aは、レンズを受けるレンズ受部SAにレンズ側に備わるZ基準であるZ1A(凸部)を突き当てることで、副走査方向の位置決めをしている。また、レンズを受けるレンズ受部SAは、立壁部SA1および側壁部SA2を有しており、立壁部SA1にレンズに設けられる入射面側のX基準X1Aを突き当てることで光軸方向の位置決めをしている。更に、レンズを受けるレンズ受部SAの側壁部SA2には、半円柱状のY基準YAが結像レンズ9A側の面に設けられており、そこに結像レンズ9AのY基準面Y1を突き当てることで、主走査方向の位置決めをしている。
ここで、側壁部SA2は、入射面側に設けられたリブT1を避けるように切り欠きが設けられている。そのため、出射面側にリブT2を有する結像レンズ9C(9D)では、側壁部SA2にリブT2がぶつかるため、誤って結像レンズ9C(9D)を組み込む心配はない。
さらに、図1から分かるようにリブT1の副走査方向の厚みは、ゲートGの副走査方向の厚みよりも薄くなっている。したがって、結像レンズ9Aを主走査方向に反転して、本来ゲートGがあるべき側にリブT1、リブT1があるべき側にゲートGが来るような姿勢で組み付けようとすると、ゲートGと側壁部SA1がぶつかるため、組み付けられないようになっている。これらの構成については、結像レンズ9Bについても同様である。
なお、図5の結像レンズ9Bについては、結像レンズ9Aと同様である。
また、結像レンズ9Cは、レンズを受けるレンズ受部SC(図5)にレンズに設けられるZ基準であるZ1C(凸部)を突き当てることで、副走査方向の位置決めをしている。また、レンズ受部SCは、立壁部SC1および側壁部SC2を有しており、立壁部SC1に入射面側のX基準であるX1Bを突き当てることで、光軸方向の位置決めをしている。更に、レンズを受ける側壁部SC2には、半円柱状のY基準YCが結像レンズ9C側の面に設けられており、そこに結像レンズ9CのY基準面Y2を突き当てることで、主走査方向の位置決めをしている。
図5の結像レンズ9Cについては、レンズを受けるレンズ受部SCにレンズに設けられるZ基準であるZ1C(凸部)を突き当てることで副走査方向の位置決めをしている。レンズ受部SCは、立壁部SC1および側壁部SC2を有しており、立壁部SC1にX基準であるX1Bを突き当てることで光軸方向の位置決めをしている。また、レンズを受けるレンズ受部SCの側壁部SC2には、半円柱状のY基準YCが結像レンズ9C側の面に設けられており、そこに結像レンズ9CのY基準面Y2を突き当てることで主走査方向の位置決めをしている。
ここで、結像レンズ9Cに用いられる側壁部SC2は、出射面側に設けられたリブT2を避けるようにL字形状をしている。そのため、入射面側にリブT1を有する結像レンズ9A(9B)では、側壁部SC1にリブT1がぶつかるため、誤って結像レンズ9A(9B)を組み込む心配はない。
さらに、図1から分かるように、ゲートGは入射面側に設けられている。したがって、結像レンズ9Cを主走査方向に反転して、本来ゲートGがあるべき側にリブT2、リブT2があるべき側にゲートGが来るような姿勢で組み付けようとすると、ゲートGと側壁部SC2がぶつかるため、組み付けられないようになっている。これらの構成については、結像レンズ9Dについても同様である。
(比較例との対比)
ここで、2種類の結像レンズに関し、本実施形態のようにリブを光軸方向の異なる位置に設けるのではなく、リブを副走査方向の異なる位置に設ける従来例を比較例として、本実施形態と対比することにより、本実施形態の効果を述べる。なお、結像光学系の副走査方向の要部断面は、図2と同様とする。
この比較例においては、結像レンズに関し、正しい姿勢で組み付けた際、副走査方向であるリブは上側、別のリブは下側となる(図11、図12、図16(b))。そのため、結像レンズが正しい姿勢で組み付けられているかどうか(リブが副走査方向で本来あるべき上側あるいは下側に配置されているか否か)を判別することが困難となる。
そこで、同一の結像レンズを回転させて組み付ける時でも、常に副走査方向上側のリブとなるZ基準しか用いない場合を考える。即ち、図13で結像レンズ9A(9B)はZ基準としてZ1A、Z2Aのみ、結像レンズ9C(9D)はZ基準としてZ1D、Z2Dのみを用いる。この場合、結像レンズ9A、9Dを組み付けた時のリブがある側の側面図である図13に示すように、Z基準であるZ1Aはレンズ受部SA、Z基準であるZ1Dはレンズ受部SDにより副走査方向の位置を決めている。
ここで、図13のX1A、X1Dは各々結像レンズ9A、9Dの光軸方向の基準(X基準)であり、レンズ受部SA、SDの立壁部SA1およびSD1に突き当てることで結像レンズの光軸方向の位置決めをしている。また、Y1、Y2は結像レンズ9A、9Dの主走査方向の基準面であり、レンズ受部SA、SDの側壁部SA2、SD2の結像レンズ側の面に形成された基準(不図示)に突き当てることで主走査方向の位置決めをしている。
結像レンズ9A、9Bに関しては、共に筐体の上側から組み付けることが可能であり難点が無いが、結像レンズ9Cに関して以下に示すように好ましくない事情が存在する(図14、図15)。
図14は、結像レンズ9C(9D)を組み付けた時のリブがある側の側面図を示す。結像レンズ9C、9Dは同じレンズを回転させただけであるため、同一部分には同一符号を附してある。また、図13と同一符号を附した部分について、その構成や機能は同一である。結像レンズ9C(9D)に対し、Z基準としてZ1D、Z2Dのみを用いる前提では、
結像レンズ9Cを筐体に組み付けるには、筐体の下側から組み付けなければならない。
しかし、結像レンズ9Cを下側から押さえつけて固定するのは、結像レンズ9Cの組み付け精度が劣化するため、結像レンズ9Dを固定した後、筐体を裏返して結像レンズ9Cを組み付ける必要がある。これは、組み立ての工数が増えコストアップにつながるため、好ましくない。また、筐体も上下両方から結像レンズを組み付け可能な開口部を設けなければならないため、筐体の形状が複雑になる。結像レンズ9Cに関して上述した状況は、結像レンズ9Bに対しても同様に当てはまる。
ここで、図14において結像レンズ9Cのレンズ受部SCの側壁部SC2の高さを結像レンズ9Cの底面まで下げると、結像レンズ9CをZ基準Z1C、Z2Cを用いて組み付けることが可能である。しかしながら、この場合は、図11に示すゲートGが側壁部にぶつからなくなるため、光軸周りに回転した状態で結像レンズが組み付けられる可能性があるため好ましくない。
そこで、結像レンズ9Cが光軸周りに回転した状態で組み付けられる心配がなく、かつ結像レンズ9CをZ基準Z1C、Z2Cを用いて組み付け可能とした場合の側壁部SC2の形状を図15に示す。図15の側壁部SC2の形状では、ゲートGは側壁部SC2にぶつかるため、結像レンズ9Cが光軸周りに回転した状態で組み付けられる心配はない。一方、側壁部SC2にリブT2がぶつからないよう組み付けるためには、主走査方向または光軸方向から結像レンズ9Cをスライドさせる必要がある。
しかしながら、組み付け作業が煩雑になることに加え、光走査装置のコンパクト化のためには余分なスペースは少ない方が良く、作業性確保のためにスペースを確保することは光走査装置の大型化につながるため好ましくない。
(本実施形態の効果)
以上のように、本実施形態では、2種類の結像レンズの各々についてゲートがある側と反対側の主走査方向の側面(主走査方向の同じ側の端部)に、互いに光軸方向の異なる位置にリブを設ける。これにより、光路折り曲げミラーによる光路の折り返し方に関係なく、2種類のレンズの判別を可能にし、取り違えて組み込まれることを防止することが可能となる。
更には、リブの副走査方向の厚みをゲートの副走査方向の厚みよりも薄くすることで、リブとゲートの判別を可能とし、結像レンズが主走査方向に反転した状態で組み込まれることを防止することが可能となる。
《第2の実施形態》
次に本発明の第2の実施形態について、図7を用いて説明する。本実施形態では、結像レンズ9A(9B)および9C(9D)のX基準の設け方、リブの形状と筐体側のレンズ受部の形状が、第1の実施形態とは異なっている。本実施形態の光路の折り返し方や光学的作用については、第1の実施形態と同様である。また、対応する個所については、同符号を附している。
結像レンズ9A、9Bには、結像レンズ9Aとして組み付ける時の副走査方向の位置決めに使用されるZ基準Z1A、Z2Aと、結像レンズ9Bとして組み付ける時のZ基準Z1B、Z2Bとが、副走査方向の側面にそれぞれ設けられている。入射面側と出射面側の端部には、半円柱状の光軸方向の位置決めに使用されるX基準X1A、X2A、X3A、X4Aが設けられている。また、ゲートGと反対側の側面には、リブT1、主走査方向の位置決めに使用されるY基準面Y1が設けられている。
結像レンズ9C、9Dには、結像レンズ9Cとして組み付ける時の副走査方向の位置決めに使用されるZ基準Z1C、Z2Cと、結像レンズ9Dとして組み付ける時のZ基準Z1D、Z2Dとが、副走査方向の側面にそれぞれ設けられている。入射面側と出射面側の端部には、半円柱状の光軸方向の位置決めに使用されるX基準X1B、X2B、X3B、X4Bが設けられている。また、ゲートGと反対側の側面には、リブT2、主走査方向の位置決めに使用されるY基準面Y2が設けられている。
ここで、図7から分かるように、2種類の結像レンズに設けられたリブT1、T2は各々光軸方向の異なる位置に設けられている。また、リブT1およびT2が設けられている側面にはY基準面も設けられているため、入射面側をY基準面とし、Y基準面を避けて出射面側にリブT2を設け、Y基準面およびリブT2と異なる位置になるように光軸方向のほぼ中央にリブT1が設けられている。
次に、図8に結像レンズ9A、9B、9C、9Dの各Z基準を下側にした時のリブT1、T2の位置関係を示す。本実施形態では、結像レンズ9A(9B)に対しては常に光軸方向ほぼ中央にリブT1が、結像レンズ9C(9D)については常に出射面側にリブT2が位置することが分かる。したがって、リブが光軸方向ほぼ中央にあるか、出射面側にあるかによってレンズの組み付け姿勢によらず、常に2種類の結像レンズの判別が可能である。
また、図9に本実施形態の2種類の結像レンズを筐体に組み付けた時の要部概略図を示す。なお、図9では、リブが設けられている側のみを図示している。図9に示すように、結像レンズ9Aを主走査方向を回転中心として回転させたものが結像レンズ9Bであり、結像レンズ9Dを主走査方向を回転中心として回転させたものが結像レンズ9Cである。即ち、同一形状の結像レンズ9A、9Bが1種類、同一形状の結像レンズ9D、9Cが1種類で、全体として2種類の結像光学素子(結像レンズ)を備える。
なお、図9の結像レンズ9Aに関しては、左側が入射面側、右側が出射面側であり、結像レンズ9Bに関しては、右側が入射面側、左側が出射面側である。
ここで、図9に示すように、結像レンズ9Aは、レンズを受けるレンズ受部SAにレンズ側に備わるZ基準であるZ1A(凸部)を突き当てることで、副走査方向の位置決めをしている。また、レンズを受けるレンズ受部SAは、立壁部SA1および側壁部SA2を有しており、立壁部SA1にレンズに設けられる入射面側のX基準X1Aを突き当てることで光軸方向の位置決めをしている。更に、レンズを受けるレンズ受部SAの側壁部SA2には、半円柱状のY基準YAが結像レンズ9A側の面に設けられており、そこに結像レンズ9Aの入射面側のY基準面Y1を突き当てることで、主走査方向の位置決めをしている。
側壁部SA2は、立壁部SA1と一体となった部分と、リブT1を避けるように一定間隔を空けて設けられた部分とから成っている。ここで、結像レンズ9C(9D)は出射面側にリブT2を有するため、結像レンズ9A(9B)の側壁部SA2に結像レンズ9C(9D)のリブT2がぶつかる関係となるため、誤って結像レンズ9C(9D)を組み込む心配はない。
ここで、図7から分かるように、リブT1の副走査方向の厚みはレンズの高さと同じであり、第1の実施形態と異なりゲートGの副走査方向の厚みよりも厚くなっている。しかし、ゲートGは入射面側にあり、リブT1は光軸方向ほぼ中央にある。従って、ゲートGとリブT1の位置が光軸方向に異なっており、結像レンズ9Aを主走査方向に反転して、本来ゲートGがあるべき側にリブT1、リブT1があるべき側にゲートGが来るような姿勢で組み付けようとすると、ゲートGと側壁部SA1がぶつかる。このため、主走査方向に反転して組み付けられないようになっている。
なお、図9の結像レンズ9Bについては、レンズに設けられる出射面側のX基準であるX3Aをレンズを受けるレンズ受部SBの立壁部SB1に突き当てることで、光軸方向の位置決めをしている。その他の構成については、結像レンズ9Aと同様である。
また、結像レンズ9Cは、レンズを受けるレンズ受部SC(図9)にレンズに設けられるZ基準であるZ1C(凸部)を突き当てることで、副走査方向の位置決めをしている。また、レンズ受部SCは、立壁部SC1および側壁部SC2を有しており、立壁部SC1に出射面側のX基準であるX3Bを突き当てることで、光軸方向の位置決めをしている。更に、レンズを受ける側壁部SC2には、半円柱状のY基準YCが結像レンズ9C側の面に設けられており、そこに結像レンズ9CのY基準面Y2を突き当てることで、主走査方向の位置決めをしている。
図9の結像レンズ9Cについては、出射面側に設けられたリブT2を避けるように、立壁部SC1から一定間隔を空けて側壁部SC2が設けられている。そのため、光軸方向ほぼ中央にリブT1を有する結像レンズ9A(9B)では、側壁部SC2にリブT1がぶつかる関係となるため、誤って結像レンズ9A(9B)を組み込む心配はない。
さらに、図7から分かるように、ゲートGは入射面側にある。従って、結像レンズ9Cを主走査方向に反転して、本来ゲートGがあるべき側にリブT2、リブT2があるべき側にゲートGが来るような姿勢で組み付けようとすると、ゲートGと側壁部SC2がぶつかるため、組み付けられないようになっている。
また、図9の結像レンズ9Dについては、入射面側のX基準であるX1Bと立壁部SD1により、光軸方向の位置決めをしている。そして、リブT2は出射面側にあるため、側壁部SD2は立壁部SD1と一体となっており、リブT2とぶつからない位置まで壁が立っている。そのため、結像レンズ9A(9B)のリブT1と結像レンズ9Dの側壁部SD2がぶつかる関係となるため、誤って結像レンズ9A(9B)を組み込む心配はない。
また、ゲートGは入射面側にあるため、結像レンズ9Dを主走査方向に反転して、本来ゲートGがあるべき側にリブT2、リブT2があるべき側にゲートGが来るような姿勢で組み付けようとすると、ゲートGと側壁部SC2がぶつかる。このため、主走査方向に反転して組み付けられないようになっている。
(本実施形態の効果)
以上のように、2種類の結像レンズの各々についてゲートがある側と反対側の主走査方向の側面(主走査方向の同じ側の端部)に、互いに光軸方向の異なる位置にリブを設ける。これにより、光路折り曲げミラーによる光路の折り返し方に関係なく、2種類のレンズの判別が可能となり、取り違えて組み込まれることを防止することが可能となる。
更には、リブの光軸方向の位置をゲートの光軸方向の位置とも異なる配置にすることにより、リブとゲートの判別を可能とし、結像レンズが主走査方向に反転した状態で組み込まれることを防止することが可能となる。
《第3の実施形態》
本実施形態は、図10のような光路の折り曲げ方がされる結像光学系に対し、第1の実施形態のように光軸方向の異なる位置にリブを設けることで、2種類の結像レンズを判別するものである。なお、第1の実施形態の構成に関する説明は割愛する。
第1、第2の実施形態では、偏向手段を挟んで互いに対向し、偏向手段の異なる偏向面で偏向される第1、第2の光束を第1、第2の被走査面に導光する2種類の結像光学素子に関して、リブを光軸方向異なる位置に設けた。これに対し、本実施形態では、同一の偏向面で偏向される第1、第2の光束を第1、第2の被走査面に導光する2種類の結像光学素子に関して、リブを光軸方向異なる位置に設ける。
図10で、結像レンズ9Aに関しては、副走査方向で下方側を不要な部分として削除する偏心レンズとなっている(図16(a))。そして、結像光学系SAでは、光路を折り曲げる折り曲げミラーが奇数枚(1枚)、即ち反射面の数が奇数枚(1枚)用いられる。一方、結像レンズ9Bに関しては、結像レンズ9Aと異なる形状(結像レンズ9Dと同一の形状)を備える偏心レンズとなっている(図16(a))。そして、結像光学系SBでは、光路を折り曲げる折り曲げミラーが奇数枚(3枚)、即ち反射面の数が奇数枚(3枚)用いられる。
また、結像レンズ9Aに対向する結像レンズ9Dに関しては、副走査方向で下方側を不要な部分として削除する偏心レンズとなっている(図16(a))。そして、結像光学系SDでは、光路を折り曲げる折り曲げミラーが奇数枚(1枚)、即ち反射面の数が奇数枚(1枚)用いられる。一方、結像レンズ9Cに関しては、結像レンズ9Dと異なる形状(結像レンズ9Aと同一の形状)を備える偏心レンズとなっている(図16(a))。そして、結像光学系SCでは、光路を折り曲げる折り曲げミラーが奇数枚(3枚)、即ち反射面の数が奇数枚(3枚)用いられる。
本実施形態では、図10のような光路の折り曲げ方がされる結像光学系に対して、第1の実施形態におけるリブを用いるものである。即ち、2種類の結像レンズの各々についてゲートがある側と反対側の主走査方向の側面に、互いに光軸方向の異なる位置にリブを設ける。例えば、1種類の結像レンズ(結像レンズ9A(9C))は入射面側にリブを設け、もう1種類の結像レンズ(結像レンズ9D(9B))は出射面側にリブを設ける。
更には、リブの副走査方向の厚みをゲートの副走査方向の厚みよりも薄くする。これにより、2種類の結像レンズを判別し、誤って組み込まれることを防止することができる。
《第4の実施形態》
本実施形態は、図10のような光路の折り曲げ方がされる結像光学系に対し、第2の実施形態のように光軸方向の異なる位置にリブを設けることで、2種類の結像レンズを判別するものである。なお、第2の実施形態の構成に関する説明は割愛する。
本実施形態も第3の実施形態と同様に、同一の偏向面で偏向される第1、第2の光束を第1、第2の被走査面に導光する2種類の結像光学素子に関して、リブを光軸方向異なる位置に設ける。
図10で、結像レンズ9Aに関しては、副走査方向で下方側を不要な部分として削除する偏心レンズとなっている(図16(a))。そして、結像光学系SAでは、光路を折り曲げる折り曲げミラーが奇数枚(1枚)、即ち反射面の数が奇数枚(1枚)用いられる。一方、結像レンズ9Bに関しては、結像レンズ9Aと異なる形状(結像レンズ9Dと同一の形状)を備える偏心レンズとなっている(図16(a))。そして、結像光学系SBでは、光路を折り曲げる折り曲げミラーが奇数枚(3枚)、即ち反射面の数が奇数枚(3枚)用いられる。
また、結像レンズ9Aに対向する結像レンズ9Dに関しては、副走査方向で下方側を不要な部分として削除する偏心レンズとなっている(図16(a))。そして、結像光学系SDでは、光路を折り曲げる折り曲げミラーが奇数枚(1枚)、即ち反射面の数が奇数枚(1枚)用いられる。一方、結像レンズ9Cに関しては、結像レンズ9Dと異なる形状(結像レンズ9Aと同一の形状)を備える偏心レンズとなっている(図16(a))。そして、結像光学系SCでは、光路を折り曲げる折り曲げミラーが奇数枚(3枚)、即ち反射面の数が奇数枚(3枚)用いられる。
本実施形態は、図10のような光路の折り曲げ方がされる結像光学系に対して、第2の実施形態におけるリブを用いるものである。即ち、1種類の結像レンズ(結像レンズ9D(9B))は出射面側にリブを設け、もう1種類の結像レンズ(結像レンズ9A(9C))は出射面側と入射面側の間(入射面側のY基準、他方の種類の結像レンズの出射面側のリブと異なる位置)にリブを設ける。これにより、2種類の結像レンズを判別し、誤って組み込まれることを防止することができる。
(変形例)
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の範囲内で種々の変形が可能である。
(変形例1)
上述した実施形態では、2種類の結像光学素子(結像レンズ)に関し、光軸方向にずれたリブを副走査断面内で同じ高さ位置としたが、光軸方向にずれたリブを副走査断面内で異なる高さ位置としても良い。
また、2種類の結像光学素子(結像レンズ)に関し、光軸方向にずれたリブを同一形状としても良いし、異なる形状としても良い。また、異なる形状の他、異なる色あるいは模様とすることもできる。例えば、光軸方向にずれたリブを同一形状であって、異なる色あるいは模様とすることで、より判別がし易くなる。
(変形例2)
上述した実施形態では、2種類の結像光学素子(結像レンズ)が外形中心に対して副走査方向に非対称なレンズ(偏心レンズ)の場合を示した。しかしながら、本発明はこれに限らず、副走査方向の形状が非対称形状であって、かつ主走査方向への変化の仕方が非対称のレンズに適用できる。
(変形例3)
第1の実施形態では、リブの光軸方向の位置を結像レンズ9A(9B)では入射面側、9C(9D)では出射面側にリブを設けたが、互いに異なる位置に配置されていればこの組み合わせに限られるものではない。例えば、結像レンズ9A(9B)は出射面側、9C(9D)は入射面側にリブを設けても良い。
また、第2の実施形態では、リブの光軸方向の位置を結像レンズ9A(9B)では光軸方向ほぼ中央、9C(9D)では出射面側に設けたが、互いに異なる位置に配置されていればこの組み合わせに限られるものではない。
(変形例4)
上述した実施形態では、リブの副走査方向の厚みをゲートの副走査方向の厚みよりも薄くすることで、リブとゲートの判別を可能とし、結像レンズが主走査方向に反転した状態で組み込まれることを防止した。本発明はこれに限定されず、例えばリブの光軸方向の厚みをゲートの光軸方向の厚みよりも薄くするようにしても良い。
(変形例5)
上述した実施形態では、Z基準はレンズ側に凸部(半円柱状)を設けたが、筐体のレンズ受部側にZ基準として凸部(半円柱状)を設け、レンズ側は凸部(半円柱状)を設けず平らなZ基準面とし、突き当てることで副走査方向の位置決めをしても良い。
また、X基準についても同様である。即ち、上述した実施形態では、X基準はレンズ側に凸部(半円柱状)を設けたが、筐体のレンズ受部側にX基準として凸部(半円柱状)を設け、レンズ側は凸部(半円柱状)を設けず平らなX基準面とし、突き当てることで光軸方向の位置決めをしても良い。加えて、X基準については入射面側でなく出射面側に設けても良い。
また、Y基準について、上述した実施形態では、Y基準は筐体のレンズ受部側に凸部(半円柱状)を設けたが、レンズ側にY基準として凸部(半円柱状)を設けても良い。
1A、1B・・光源手段、6・・偏向手段(回転多面鏡)、9A〜9D・・結像レンズ、10A〜10D・・被走査面(感光ドラム)、SA〜SD・・結像光学系、T1、T2・・リブ

Claims (20)

  1. 第1、第2の光源手段から出射する第1、第2の光束を主走査方向に偏向する偏向手段と、
    前記偏向手段により偏向された前記第1、第2の光束を第1、第2の被走査面に導光する第1、第2の結像光学系と、を備える光走査装置であって、
    前記第1、第2の結像光学系の夫々は、主走査方向の少なくとも一方の端部において、互いに光軸方向の異なる位置にリブを備える第1、第2の結像光学素子を有することを特徴とする光走査装置。
  2. 前記第1、第2の結像光学系は、前記偏向手段を挟んで互いに対向し、前記偏向手段の異なる偏向面で偏向される前記第1、第2の光束を前記第1、第2の被走査面に導光することを特徴とする請求項1に記載の光走査装置。
  3. 前記第1の結像光学系と同じ偏向面に係る第3の結像光学系においても前記第1の結像光学素子を備え、かつ、前記第2の結像光学系と同じ偏向面に係る第4の結像光学系においても前記第2の結像光学素子を備えることを特徴とする請求項2に記載の光走査装置。
  4. 前記第1の結像光学系における反射面の数が奇数、前記第3の結像光学系における反射面の数が偶数であり、かつ前記第2の結像光学系における反射面の数が偶数、前記第4の結像光学系における反射面の数が奇数であることを特徴とする請求項3に記載の光走査装置。
  5. 前記第1、第2の結像光学系は、前記偏向手段の同一の偏向面で偏向される前記第1、第2の光束を前記第1、第2の被走査面に導光することを特徴とする請求項1に記載の光走査装置。
  6. 前記第1の結像光学系と異なる偏向面に係る第3の結像光学系においても前記第1の結像光学素子を備え、かつ、前記異なる偏向面に係る第4の結像光学系においても前記第2の結像光学素子を備えることを特徴とする請求項5に記載の光走査装置。
  7. 前記第1の結像光学系における反射面の数が奇数、前記第2の結像光学系における反射面の数も奇数であることを特徴とする請求項5または6に記載の光走査装置。
  8. 前記第1、第2の結像光学素子は、外形中心に対して副走査方向に非対称なレンズであることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の光走査装置。
  9. 前記第1、第2の結像光学素子は、副走査方向の形状が非対称形状であって、かつ主走査方向への変化の仕方が非対称であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の光走査装置。
  10. 前記第1、第2の結像光学素子は、副走査方向の上端部と下端部の両方に副走査方向の位置決め基準を有することを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の光走査装置。
  11. 前記第1、第2の結像光学素子は、前記偏向手段により偏向される前記第1、第2の光束を共に通過させる共通の結像光学素子を更に有することを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の光走査装置。
  12. 前記第1、第2の結像光学素子は、主走査方向の同じ側の端部に前記リブを有することを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の光走査装置。
  13. 前記第1、第2の結像光学素子は、主走査方向で前記リブを備える端部と反対側の端部にゲートを有することを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載の光走査装置。
  14. 前記リブの光軸方向の厚みは、前記ゲートの光軸方向の厚みよりも薄いことを特徴とする請求項13に記載の光走査装置。
  15. 前記リブの副走査方向の厚みは、前記ゲートの副走査方向の厚みよりも薄いことを特徴とする請求項13または14に記載の光走査装置。
  16. 前記リブの光軸方向の位置は、前記ゲートの光軸方向の位置と互いに異なることを特徴とする請求項13乃至15のいずれか1項に記載の光走査装置。
  17. 光軸方向の異なる位置に設けられる前記リブは、互いに異なる形状であることを特徴とする請求項1乃至16のいずれか1項に記載の光走査装置。
  18. 請求項1乃至17のいずれか1項に記載の光走査装置と、前記光走査装置で走査された光束によって感光体上に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像器と、現像されたトナー像を被転写材に転写する転写器と、転写されたトナー像を被転写材に定着させる定着器と、を有することを特徴とする画像形成装置。
  19. 請求項1乃至17のいずれか1項に記載の光走査装置と、外部機器から入力したコードデータを画像信号に変換して前記光走査装置に入力せしめるプリンタコントローラと、を有していることを特徴とする画像形成装置。
  20. 前記第1、第2の被走査面に、互いに異なった色の画像が形成されることを特徴とする請求項18または19に記載の画像形成装置。
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