JP2017009955A - 光走査装置及び該光走査装置を備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光源の故障に起因して同期検知が不能になるのを極力回避可能な光走査装置及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】複数のビーム光Ｄ２、Ｄ４を出射する光源と、光源より出射された複数のビーム光Ｄ２、Ｄ４を偏向させる偏向器と、偏向器により偏向されたビーム光Ｄ２、Ｄ４をそれぞれ被走査面に結像させる結像レンズと、同期検知センサー７１とを備えた光走査装置において、同期検知センサー７１は、偏向器にて偏向された複数のビーム光Ｄ２、Ｄ４のうち少なくとも２つを同期検知用のビーム光として検知し、光源の故障に起因して複数のビーム光Ｄ２、Ｄ４の同期検知が不能になるのを極力回避する。
【選択図】図５

Description

本発明は、光走査装置及び該光走査装置を備えた画像形成装置に関する。

従来より、電子写真方式のカラー画像形成装置等に搭載される光走査装置は知られている。この光走査装置は、画像形成装置で使用される各色（例えば、ブラック、マゼンタ、シアン、イエロー等）に対応するビーム光を出射する光源を有している。各光源から出射されたビーム光はそれぞれ、回転多面鏡により反射されて走査光に変換される。該変換された走査光は、ポリゴンミラーの側方に配置された結像レンズを通過した後、上記各色に対応する感光体ドラム上に結像される。

上記光走査装置は、各感光体ドラムに対する画像データ（ビーム光）の書込みタイミングを同期させるべく、同期検知センサーを備えている(例えば、特許文献１参照)。この同期検知センサーは、複数色のうちブラックに対応するビーム光を同期検知用のビーム光として検知する。同期検知センサーは、ビーム光を検知した場合には、制御部に対して検知信号を出力する。制御部は、同期検知センサーからの検知信号を基に、各感光体ドラムに対する画像データの書き込み開始時期を決定する。

特開２００７−１４４８２１号公報

しかしながら、上記特許文献１に示す画像形成装置では、複数色のうち一色に対応するビーム光のみを同期検知センサーにより検知するようにしているので、仮にこの一色のビーム光に対応する光源が故障してしまうと、感光体ドラムへの画像データの書き込みを一切行うことができなくなる。したがって、例えば同期検知用のビーム光を出射する光源が故障した場合、ユーザーはサービスマンを呼び出して光源を修理してもらう以外に画像データを印刷する手段がなく、使い勝手が悪いという問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、光源の故障に起因して同期検知が不能になるのを極力回避可能な光走査装置及び画像形成装置を提供することにある。

本発明に係る光走査装置は、複数のビーム光を出射する光源と、上記光源より出射された複数のビーム光を偏向させる偏向器と、上記偏向器により偏向されたビーム光をそれぞれ被走査面に結像させる結像レンズと、上記偏向器にて偏向された複数のビーム光のうち少なくとも２つのビーム光が入射し、該入射したビーム光を同期検知用のビーム光として検知して同期検知信号を出力する同期検知センサーと、を備えている。

本発明によれば、光源の故障に起因して同期検知が不能になるのを極力回避可能な光走査装置及び画像形成装置が提供される。

図１は、実施形態における光走査装置を備えた画像形成装置を示す概略図である。 図２は、光走査装置を示す概略図である。 図３は、光源部からポリゴンミラーまでの光路を直線的に示す概略図である。 図４は、光走査装置の概略構成を示す平面図である。 図５は、ポリゴンミラーから同期検知センサーに至るビーム光の光路の概略を示す概略図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。

《実施形態》
図１は、実施形態における画像形成装置１を示している。この画像形成装置１は、タンデム方式のカラープリンターであって、中間転写ベルト７と、１次転写部８及び２次転写部９と、定着部１１と、光走査装置１５と、４つの画像形成ユニット１６ａ〜１６ｄと、第一〜第四用紙搬送部２１〜２４とを備えている。

画像形成装置１の本体２の内部下部には、給紙カセット３が配置されている。給紙カセット３は、その内部に印刷前のカットペーパー等の用紙（図示省略）を積載して収容している。そして、この用紙は、図１において給紙カセット３の左上方に向けて、１枚ずつ分離して送り出される。

第一用紙搬送部２１は、給紙カセット３の側方に設けられている。第一用紙搬送部２１は、本体２の左側面に沿って配置されている。そして、第一用紙搬送部２１は、給紙カセット３から送り出された用紙を受け取り、その用紙を本体２の左側面に沿って上方の２次転写部９へ搬送する。

給紙カセット３の右側方には、手差し給紙部５が設けられている。手差し給紙部５には、給紙カセット３に入っていないサイズの用紙や、厚紙、或いはＯＨＰシート等が載置される。そして、手差し給紙部５の左方には第二用紙搬送部２２が設けられている。第二用紙搬送部２２は、手差し給紙部５から第一用紙搬送部２１まで略水平に延びて第一用紙搬送部２１に合流している。そして、第二用紙搬送部２２は、手差し給紙部５から送り出された用紙等を受け取って第一用紙搬送部２１へ搬送する。

光走査装置１５は、第二用紙搬送部２２の上方に配置されている。ここで、画像形成装置１は、外部から送信された画像データを受信する。この画像データは一時記憶部（図示省略）に記憶された後、必要に応じて光走査装置１５に送られる。光走査装置１５は、画像データに基づいて制御されたレーザー光を画像形成ユニット１６ａ〜１６ｄへ向けて照射する。

画像形成ユニット１６ａ〜１６ｄは、光走査装置１５の上方に設けられている。各画像形成ユニット１６ａ〜１６ｄはそれぞれ、感光体ドラム１０ａ〜１０ｄを有している。各感光体ドラム１０ａ〜１０ｄのそれぞれに対して、帯電器２０ａ〜２０ｄ、現像装置３０ａ〜３０ｄ及びクリーニング装置３５ａ〜３５ｄが設けられている。クリーニング装置３５ａ〜３５ｄは、感光体ドラム１０ａ〜１０ｄの周面をクリーニングするために設けられている。

各画像形成ユニット１６ａ〜１６ｄの上方には、無端状の中間転写ベルト７が設けられている。中間転写ベルト７は、複数のローラーに巻き掛けられており、図示しない駆動装置によって回転駆動されるようになっている。

４つの画像形成ユニット１６ａ〜１６ｄは、図１に示すように、中間転写ベルト７に沿って一列に配置されており、イエロー、マゼンタ、シアン、又はブラックのトナー像をそれぞれ形成する。すなわち、各画像形成ユニット１６ａ〜１６ｄでは、光走査装置１５によって感光体ドラム１０ａ〜１０ｄの周面にレーザー光を照射して原稿画像の静電潜像を形成し、現像装置３０ａ〜３０ｄによってこの静電潜像を現像することによって各色のトナー像が形成される。

１次転写部８ａ〜８ｄは、各画像形成ユニット１６ａ〜１６ｄの上方にそれぞれ配置されている。１次転写部８ａ〜８ｄは、画像形成ユニット１６ａ〜１６ｄにより形成されたトナー像を中間転写ベルト７表面に１次転写する１次転写ローラー８０ａ〜８０ｄを有している。１次転写ローラー８０ａ〜８０ｄには、転写バイアス電源（図示省略）より転写バイアスが印加されている。各画像形成ユニット１６ａ〜１６ｄのトナー像は、１次転写ローラー８０ａ〜８０ｄに印加された転写バイアスによって、所定のタイミングで中間転写ベルト７に転写される。そうして、中間転写ベルト７の表面には、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの４色のトナー像が重ね合わされたカラートナー像が形成される。

２次転写部９は、中間転写ベルト７の左側方に配置された２次転写ローラー１８を有している。２次転写ローラー１８は、転写バイアス電源により転写バイアスが印加されている。２次転写ローラー１８は、中間転写ベルト７との間で用紙Ｐを挟持する。そうして、中間転写ベルト７上のトナー像は、２次転写ローラー１８に印加された転写バイアスによって用紙Ｐへ転写されるようになっている。

定着部１１は、２次転写部９の上方に設けられている。２次転写部９と定着部１１との間には、トナー像が２次転写された用紙Ｐを定着部１１へ搬送する第三用紙搬送部２３が形成されている。

定着部１１は、各々回転する加熱ローラー１１１と、加圧ローラー１１２とを有している。そして、定着部１１は、加熱ローラー１１１と加圧ローラー１１２とにより用紙Ｐを挟持することで、用紙Ｐに転写されたトナー像を加熱及び加圧して用紙Ｐに定着させるようになっている。

定着部１１の上方には、分岐部２７が設けられている。定着部１１から排出された用紙Ｐは、両面印刷を行わない場合、分岐部２７から画像形成装置１の上部に形成された用紙排出部２８に排出される。分岐部２７から用紙排出部２８に向かって用紙Ｐが排出されるその排出口部分は、スイッチバック部２９としての機能を果たす。両面印刷を行う場合には、このスイッチバック部２９において、定着部１１から排出された用紙Ｐの搬送方向が切り替えられる。

−光走査装置の詳細−
図２に示すように、光走査装置４は筐体４３を有している。筐体４３内にはポリゴンミラー４４が配置されている。本実施形態では、ポリゴンミラー４４は側面に６つの反射面４４ａを有する正六角形状をなしている。ポリゴンミラー４４は、モーター（図示省略）により所定の速度で回転される。

図３は、光走査装置４の光源部４０からポリゴンミラー４４の反射面４４ａまでの入射光学系を直線的に示した模式図である。

光源部４０は、４つの光源４０ａ、４０ｂ、４０ｃ及び４０ｄを有している。４つの光源４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、及び４０ｄはそれぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、及びブラックに対応するビーム光を出射する。４つの光源４０ａ〜４０ｄは、副走査方向（ポリゴンミラー４４の回転軸心方向であって図の上下方向）に間隔を空けて配置されている。光源４０ａ〜４０ｄはレーザダイオードで構成されていて、画像信号に基づき光変調したビーム光（本実施形態ではレーザ光）Ｄ１〜Ｄ４を出射する。光源４０ａ〜４０ｄとポリゴンミラー４４との間には、各光源４０ａ〜４０ｄに対応して設けられた４つのコリメータレンズ４１ａ〜４１ｄと、コリメータレンズ４１ａ〜４１ｄを通過したビーム光Ｄ１〜Ｄ４を所定の光路幅とするアパーチャ６０ａ〜６０ｄと、アパーチャ６０ａ〜６０ｄを通過した後、ビーム光Ｄ１〜Ｄ４がそれぞれ通過するシリンダーレンズ４２とが配置されている。

図２に戻って、ポリゴンミラー４４から感光体ドラム１０ａ〜１０ｄまでの各ビーム光Ｄ１〜Ｄ４の光路上には、ｆθレンズ（結像レンズの一例）４５、第１ミラー４６ａ〜４６ｄ、第２ミラー４７〜４９、及び第３ミラー５０が配置されている。

上記のように構成された光走査装置４によるビーム光Ｄ１〜Ｄ４の走査動作について説明する。まず、各光源４０ａ〜４０ｄからそれぞれ射出されたビーム光Ｄ１〜Ｄ４は、コリメータレンズ４１ａ〜４１ｃによって略平行光束とされ、アパーチャ６０ａ〜６０ｄによって所定の光路幅とされる。次に、略平行光束となったビーム光Ｄ１〜Ｄ４は、シリンダーレンズ４２に入射される。シリンダーレンズ４２に入射したビーム光Ｄ１〜Ｄ４は、主走査断面（副走査方向を法線とする断面）においてはそのまま平行光束の状態で、副走査断面（主走査方向を法線とする断面）においては収束して射出され、ポリゴンミラー４４の反射面４４ａに線像として結像する。このとき、ポリゴンミラー４４によって偏向された４つのビーム光Ｄ１〜Ｄ４の光路分離を容易にするために、これらのビーム光Ｄ１〜Ｄ４は、副走査断面（図３参照）で見て、反射面４４ａに対しそれぞれ異なる角度で入射している。

ポリゴンミラー４４に入射されたビーム光Ｄ１〜Ｄ４は、ポリゴンミラー４４によって等角速度走査された後、ｆθレンズ４５によって等速度走査光に変換される。ｆθレンズ４５を通過したビーム光Ｄ１〜Ｄ４はそれぞれ、第１ミラー４６ａ〜４６ｄにより反射された後、感光体ドラム１０ａ〜１０ｄの表面（被走査面）１０ｐ〜１０ｓに導かれて走査される。

上記光源４０ａ〜４０ｄは、コントローラー１００により制御される。コントローラー１００は、各感光体ドラム１０ａ〜１０ｄに対する画像データの書き込み開始前に、４つの光源４０ａ〜４０ｄのうちマゼンタ及びブラックに対応する光源４０ｂ，４０ｄより同期検知用のビーム光Ｄ２，Ｄ４を出射させる。このビーム光Ｄ２，Ｄ４は、ｆθレンズ４５の走査開始側に設けられた同期検知ミラー７０（反射ミラー）に導かれる（図４参照）。そして、同期検知ミラー７０は、このビーム光Ｄ２，Ｄ４を同期検知センサー７１に向けて反射する。同期検知ミラー７０と同期検知センサー７１との間には、集光レンズ７２が配置されている。集光レンズ７２は、同期検知ミラー７０にて反射されたビーム光を集光して同期検知センサー７１に入射させる（図５参照）。

同期検知センサー７１、例えばフォトダイオード、フォトトランジスタ、フォトＩＣ等によって構成されている。同期検知センサー７１は、同期検知ミラー７０からの入射光Ｄ２，Ｄ４を検知した時には、その検知信号（本実施形態では、ビーム光Ｄ２の検知信号とビーム光Ｄ４の検知信号との２つの検知信号）を、画像データ（ビーム光Ｄ１〜Ｄ４）の書込み開始タイミングの基準信号（同期検知信号）としてコントローラー１００に出力する。コントローラー１００は、同期検知センサー７１から受信した基準信号を基に、光源４０ａ〜４０ｄから各感光体ドラム１０ａ〜１０ｄへのビーム光Ｄ１〜Ｄ４の出射タイミング（画像データの書き込み開始のタイミング）を決定する。

このように上記実施形態では、ポリゴンミラー４４にて偏向された複数のビーム光Ｄ１〜Ｄ４のうちマゼンタ及びブラックに対応する２つのビーム光Ｄ２，Ｄ４を同期検知センサー７１により検知するようにした。したがって、例えばマゼンタ及びブラックに対応する光源４０ｂ，４０ｄのうち一方が故障したとしても、故障していな他方の光源（４０ｄ又は４０ｂ）から出射されるビーム光（Ｄ２又はＤ４）を同期検知センサー７１により検知することで、画像の書込み開始タイミングをコントローラー１００により決定することができる。よって、故障した光源以外の光源から出射されるビーム光を利用して画像データを印刷するといった応急対応をとることができる。よって、ユーザーはサービスマンが修理にくるまでの間、画像データを仮印刷して必要最低限の画像情報を入手することができる。

また、上記実施形態では、同期検知ミラー７０により反射されたビーム光Ｄ２，Ｄ４を集光レンズ７２により集光して同期検知センサー７１の検知面に入射させるようにした。

これによれば、ポリゴンミラー４４により反射された２つのビーム光Ｄ２，Ｄ４を集光レンズ７２により一箇所（例えば直径５ｍｍ以内の範囲内）に集光させることができるので、同期検知センサー７１の検知面を広くとる必要がない。よって、既存の同期検知センサー７１を利用しつつ、２本のビーム光Ｄ２，Ｄ４を同期検知センサー７１により確実に検知することができる。この結果、光走査装置４の低コスト化を図ることができる。

《他の実施形態》
上記実施形態では、２つのビーム光Ｄ２，Ｄ４を同期検知用のビーム光として利用するようにしているが、これに限ったものではなく、３つ以上のビーム光を同期検知用のビーム光として利用するようにしてもよい。

上記実施形態では、光走査装置４の光源部４０より４つのビーム光Ｄ１〜Ｄ４を出射する例について説明したが、これに限ったものではなく、光源部４０より出射されるビーム光は２つ又は３つであってもよいし、５つ以上であってもよいことは言うまでもない。

上記実施形態では、光走査装置４をプリンターに適用した例を示したが、これに限ったものではなく、例えば複合機（ＭＦＰ）、複写機、プロジェクター又はファクシミリー等に適用するようにしてもよい。

以上説明したように、本発明は、光走査装置及び該光走査装置を備えた画像形成装置について有用である。

１ 画像形成装置
Ｄ１ ビーム光
Ｄ２ ビーム光
Ｄ３ ビーム光
Ｄ４ ビーム光
４ 光走査装置
１０ｐ 第一被走査面（被走査面）
１０ｑ 第二被走査面（被走査面）
１０ｒ 第三被走査面（被走査面）
１０ｓ 第四被走査面（被走査面）
１５ 光走査装置
４０ 光源部
４０ａ 光源
４０ｂ 光源
４０ｃ 光源
４０ｄ 光源
４４ ポリゴンミラー（偏向器）
４５ ｆθレンズ（結像レンズ）
７０ 同期検知ミラー
７１ 同期検知センサー
７２ 集光レンズ

Claims (3)

1. 複数のビーム光を出射する光源と、
   上記光源より出射された複数のビーム光を偏向させる偏向器と、
   上記偏向器により偏向されたビーム光をそれぞれ被走査面に結像させる結像レンズと、
   上記偏向器にて偏向された複数のビーム光のうち少なくとも２つのビーム光が入射し、該入射したビーム光を同期検知用のビーム光として検知して同期検知信号を出力する同期検知センサーと、を備えた、光走査装置。
2. 請求項１に記載の光走査装置において、
   上記偏向器により偏向された複数のビーム光のうち少なくとも２つを上記同期検知センサーに導く光学系を備え、
   上記光学系は、上記少なくとも２つのビーム光を上記同期検知センサーに向けて反射する反射ミラーと、
   上記反射ミラーにより反射された上記少なくとも２つのビーム光を上記同期検知センサーの検知面に集光させる集光レンズとを含む、光走査装置。
3. 請求項１又は２に記載の光走査装置を備えた画像形成装置。

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