JP4115148B2 - 走査光学装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばカラーLBP、カラーデジタル複写機、カラーデジタルFAX等のカラー電子写真装置の画像形成装置に適用されるレーザビームを使用して光書き込みを行う走査光学装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、特開2000−180766に開示されているように、成形品である光学箱を成形する際に樹脂を流入するためのゲートを複数有し、それら複数のゲートがfθレンズの光軸と、fθレンズの光軸と直角で回転多面鏡の回転中心を通る線と、に対して線対称に配置されている走査光学装置が提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来技術の場合には、複数のゲートが必ずしも光学箱内の2つの光学系の中央にないため、以下のような欠点があった。
【0004】
複数のゲートの中央に発生するウエルドが避けられず、その凹凸によって、2つの光学系の略中央に位置するスキャナモータの姿勢が傾いてしまう。
【0005】
このため、スキャナモータの上部に位置するポリゴンミラーで偏向されたビームがfθレンズの有効部から外れて像担持体上でビームスポット形状が崩れ、形成画像上で濃度が薄くなったり、像担持体上で照射位置がずれて特に2つの光学系同士では相対差となって形成画像上で色味が変わったりしてしまう。
【0006】
さらに振動源であるスキャナモータ近傍の強度が落ちることでスキャナモータの振動が大きくなってしまいバンディング等の形成画像のむらも発生する。
【0007】
また、そもそも複数のゲートを有する多点ゲートではウエルドが多く発生するので、成形による精度を達成しにくく、ウエルドの位置を正確に推し量ることが難しい。
【0008】
このため、ウエルド上に光学部品の精度面が乗ってしまう場合があり、光学部品が理想的な位置からずれることになるので、形成画質が劣化する。また逆に、ウエルドを避けるようにすると設計の自由度が下がってしまうという問題もある。
【0009】
本発明は上記の従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、光学箱の光学部品組付部分にウエルドラインが発生することを防ぎながら、光学箱の成形精度を向上させる走査光学装置及び画像形成装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の走査光学装置にあっては、第一レーザ光を出射する第一光源と、第二レーザ光を出射する第二光源と、前記第一及び第二光源から出射する第一及び第二レーザ光をそれぞれ異なる面で偏向走査する1つの回転多面鏡と、前記回転多面鏡によって偏向走査された第一レーザ光を第一像担持体に向けて反射する第一折り返しミラーと、前記回転多面鏡によって偏向走査された第二レーザ光を第二像担持体に向けて反射する第二折り返しミラーと、前記第一光源、前記第二光源、前記回転多面鏡、前記第一折り返しミラー及び前記第二折り返しミラーを備えた樹脂成形品の光学箱と、を有し、前記第一折り返しミラーと前記第二折り返しミラーは、長尺状であり、前記回転多面鏡を境にして対称に配置される走査光学装置において、前記光学箱は、前記第一折り返しミラーによって反射された後の第一レーザ光が通過するための第一開口穴と、前記第二折り返しミラーによって反射された後の第二レーザ光が通過するための第二開口穴と、前記第一折り返しミラーの長手方向両端部がそれぞれ取り付けられる第一及び第二座面と、前記第二折り返しミラーの長手方向両端部がそれぞれ取り付けられる第三及び第四座面と、を有し、前記光学箱を成形する際に樹脂が型内に流し込まれる入口であったゲート跡は、前記第一及び第二開口穴にそれぞれ対応する前記第一及び第二折り返しミラーの長手方向における中央付近であって、前記回転多面鏡を境にして対称に配置された前記第一折り返しミラー及び前記第二折り返しミラーの中央であり、かつ、前記回転多面鏡の回転中心軸上に位置するように、前記回転多面鏡を有するモータの軸受と嵌合する光学箱の嵌合凹部に設けられていることを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【0015】
(第1の実施の形態)
図1〜図2を参照して、第1の実施の形態について説明する。
【0016】
図1は第1の実施の形態に係るカラー画像形成装置を示す図である。
【0017】
本実施の形態においては、画像情報に基づいて各々光変調された各ビームLC,LM,LY,LKが各々2組の光学箱36a,36bから出射し、各々対応する像担持体としての感光ドラム46C,46M,46Y,46BKの表面上を照射して潜像を形成する。
【0018】
この潜像は、一次帯電器47C,47M,47Y,47BKによって各々一様に帯電している感光ドラム46C,46M,46Y,46BKの表面上に形成されており、現像器1C,1M,1Y,1BKによって各々シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの画像に可視像化される。
【0019】
可視画像化された像は、転写ベルト44上を搬送されてくる転写材45に転写ローラ2C,2M,2Y,2BKによって順に静電転写されることによって、転写材45上にカラー画像が形成される。
【0020】
この後、感光ドラム46C,46M,46Y,46BKの表面上に残っている残留トナーは、クリーナ48C,48M,48Y,48BKによって除去される。そして、感光ドラム46C,46M,46Y,46BKは、次のカラー画像を形成するために、再度一次帯電器47C,47M,47Y,47BKによって一様に帯電される。
【0021】
上記で用いられる転写材45は、予め給紙トレイ49上に積載されており、給紙ローラ50によって1枚ずつ順に給紙され、レジストローラ51によって画像の書き出しタイミングに同期をとって転写ベルト44上に送り出される。
【0022】
転写ベルト44上を精度良く搬送されている間に、感光ドラム46C,46M,46Y,46BKの表面上に形成されたシアンの画像、マゼンタの画像、イエローの画像、ブラックの画像が順に転写材45上に転写されて重ね合わされカラー画像が形成される。
【0023】
駆動ローラ52は、転写ベルト44の送りを精度良く行っており、回転ムラの小さな駆動モータ(図示せず)と接続している。
【0024】
転写材45上に形成されたカラー画像は、定着器53によって熱定着された後、排紙ローラ54等によって搬送されて装置外に出力される。
【0025】
図2は第1の実施の形態に係る走査光学装置の構成を説明した図である。
【0026】
本実施の形態の1組の走査光学装置の光学箱36aでは、光源である半導体レーザ39C(第一光源),39M(第二光源)から出射されたビーム(第一レーザ光、第二レーザ光)は、コリメートレンズ38C,38M、シリンダレンズ37C,37Mを介して回転多面鏡であるポリゴンミラー31aによって異なる方向に走査される。ポリゴンミラー31aによって偏向走査されたビームは、それぞれ走査レンズ32C,32Mを透過し、折り返しミラー33C(第一折り返しミラー),33M(第二折り返しミラー)によって反射されて開口穴を通過して、さらに走査レンズ32C,32Mを透過し、感光ドラム46C(第一像担持体),46M(第二像担持体)の表面に結像する。ここで、折り返しミラー33Cと走査レンズ32Cとが1つの光学部材群を構成し、折り返しミラー33Mと走査レンズ32Mとがもう1つの光学部材群を構成し、あわせて2系統の光学部材群を構成している。
【0027】
また、同様に、光学箱36bでは、半導体レーザ39Y(第一光源),39BK(第二光源)から出射されたビームは、コリメートレンズ38Y,38BK、シリンダレンズ37Y,37BKを介してポリゴンミラー31bによって異なる方向に走査される。ポリゴンミラー31bによって走査されたビームは、それぞれ走査レンズ32Y,32BKを透過し、折り返しミラー33Y(第一折り返しミラー),33BK(第二折り返しミラー)によって反射されて開口穴を通過して、さらに走査レンズ32Y,32BKを透過し、感光ドラム46Y(第一像担持体),46BK(第二像担持体)の表面に結像する。
【0028】
このように、2系統の走査光学系を1組とする2つの光学箱36a,36bを並列に並べることで、4つの感光ドラム46C,46M,46Y,46BK上に走査光を導いている。
【0029】
ここで、2つの光学箱36a,36bを成形品として成形する際に樹脂を流し込むゲート位置(樹脂が型内に流し込まれる入口であったゲート跡)は、ポリゴンミラー31a,31bの下部に位置する各スキャナモータの下方の軸嵌合部であり、組付け方向から見て裏側にある(回転多面鏡の回転中心軸上)。すなわち、ゲート位置は、2つの光学箱36a,36bのそれぞれ2系統の互いに対称な光学系の略中央である。
【0030】
このゲート位置で樹脂による光学箱36a,36bの成形を行う時、光学箱36a,36bにウエルドラインは波線で示す位置に発生する。
【0031】
しかし、光学箱36a,36bに取り付けられる各光学部品の取付座面位置は、図2上で「×」印にて示す位置にあり、この波線で示されるウエルドラインの位置は光学部品の取付座面位置ではない。
【0032】
例えば、走査レンズ32C,32M,32Y,32BKや折り返しミラー33C,33M,33Y,33BKの取付座面位置は、長手方向の両端部であり、波線で示されるウエルドラインを回避している。
【0033】
また、このように波線で示されるウエルドラインを回避していることから、光学部品の取付座面位置に対する制約もない。
【0034】
上記のようにゲート位置は、2系統の互いに対称な光学系の略中央であるので、これによって光学箱36a,36bの成形後、光学部品が配置される領域の冷却状況も2系統の光学系間で全く対称であり、成形条件による精度面のできの相対差が発生しにくいという効果が期待できる。
【0035】
また、ゲート位置とスキャナモータの軸嵌合部が別個に設けられている場合に比べ、光学箱36a,36b内部のスペースをより効率的に使った設計ができるようになり、走査光学装置全体の小型化とそれに伴うコストダウン効果も期待できる。
【0036】
なお、本実施の形態ではポリゴンミラー31a,31bの1つに対して同じ方向から2つのビームが入射する構成だが、ポリゴンミラー31a,31bの1つに対して2つのビームが相対的に反対方向から入射する(ポリゴンミラー31a,31bの回転軸に対して対称な方向から入射する)構成であっても同じ効果を得られる。
【0037】
また、本実施の形態では、ある1つの色を画像形成するための1つの結像光学系につき走査レンズ32C,32M,32Y,32BKがそれぞれ2枚用いられる構成であるが、1枚だけ用いられる場合であっても同じ効果を得られる。
【0038】
(第2の実施の形態)
図3には、第2の実施の形態が示されている。
【0039】
図3は第2の実施の形態に係る走査光学装置の構成を説明した図である。本実施の形態では、2つに分離していた光学箱を一体にして、1つの光学箱36に全ての光学部品を具備している。
【0040】
その他の構成および作用については第1の実施の形態と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【0041】
本実施の形態の光学箱36では、成形品として成形する際に樹脂を流し込むゲート位置は2つある。それらのゲート位置は、ポリゴンミラー31a,31bの下部に位置する各スキャナモータの軸嵌合部で、組付け方向から見て裏側にある。すなわち、ゲート位置は、光学箱36の2系統の光学系を有する1組につきそれぞれ1点ずつ設けられており、1点ずつが1組の2系統の互いに対称な光学系の略中央である。
【0042】
このゲート位置で樹脂による光学箱36の成形を行う時、光学箱36にウエルドラインは波線で示す位置に発生する。
【0043】
この時、図3に示すように、2つのスキャナモータから等距離の点を結ぶ直線上にもウエルドラインは発生するが、この位置はそもそも第1の実施の形態では光学箱が2つに分離していた切れ目の位置にあたり、光学箱36において精度が必要な精度面ではない。
【0044】
また、上記のようにゲートを位置すると、3点以上の多点ゲートの場合に比べウエルドラインの位置が予想しやすい。
【0045】
これらにより、ウエルドラインの位置に対して光学部品や光学箱36上の精度面位置の自由度が高い設計が可能になる。
【0046】
さらに、本実施の形態による走査光学装置は、2つのスキャナモータから等距離の点を結ぶ直線に対して対称な構成であるために、成形後の精度面のでき具合もこの直線に対して対称になる。これによって、合計4つの光学系間での光学部品の位置ばらつき等が低減されるので、画像形成の画質が向上する。
【0047】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、2つの互いに対称な光学系の間で光学箱の精度面のできに相対差が生じにくく、2つの光学系間で光学部品の位置のばらつきが低減される。これによって、像担持体上でのビームのピント・照射位置特性が各色間でばらつきが少なくなって安定し、ひいては画像形成の画質を向上させることができる。
【0048】
さらに、2つの互いに対称な1組の光学系を2組具備した1つの光学箱内で、4つの光学系間での光学部品の位置ばらつきを低減させ、画像形成の画質を向上させることも可能になる。
【0049】
また、ウエルドラインが光学部品の精度面には発生しないので、光学部品が傾くことによって、像担持体上でのビームのピント・照射位置特性が劣化することを防止でき、また光学部品の精度面の位置について設計の自由度が増すという効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態に係る画像形成装置の断面図である
【図2】第1の実施の形態に係る走査光学装置の断面図である。
【図3】第2の実施の形態に係る走査光学装置の断面図である。
【符号の説明】
1C,1M,1Y,1BK 現像器
2C,2M,2Y,2BK 転写ローラ
31a,31b ポリゴンミラー
32C,32M,32Y,32BK 走査レンズ
33C,33M,33Y,33BK 折り返しミラー
36,36a,36b 光学箱
37C,37M,37Y,37BK シリンダレンズ
38C,38M,38Y,38BK コリメートレンズ
39C,39M,39Y,39BK 半導体レーザ
44 転写ベルト
45 転写材
46C,46M,46Y,46BK 感光ドラム
47C,47M,47Y,47BK 一次帯電器
48C,48M,48Y,48BK クリーナ
49 給紙トレイ
50 給紙ローラ
51 レジストローラ
52 駆動ローラ
53 定着器
54 排紙ローラ

Claims (1)

  1. 第一レーザ光を出射する第一光源と、
    第二レーザ光を出射する第二光源と、
    前記第一及び第二光源から出射する第一及び第二レーザ光をそれぞれ異なる面で偏向走査する1つの回転多面鏡と、
    前記回転多面鏡によって偏向走査された第一レーザ光を第一像担持体に向けて反射する第一折り返しミラーと、
    前記回転多面鏡によって偏向走査された第二レーザ光を第二像担持体に向けて反射する第二折り返しミラーと、
    前記第一光源、前記第二光源、前記回転多面鏡、前記第一折り返しミラー及び前記第二折り返しミラーを備えた樹脂成形品の光学箱と、を有し、
    前記第一折り返しミラーと前記第二折り返しミラーは、長尺状であり、前記回転多面鏡を境にして対称に配置される走査光学装置において、
    前記光学箱は、
    前記第一折り返しミラーによって反射された後の第一レーザ光が通過するための第一開口穴と、
    前記第二折り返しミラーによって反射された後の第二レーザ光が通過するための第二開口穴と、
    前記第一折り返しミラーの長手方向両端部がそれぞれ取り付けられる第一及び第二座面と、
    前記第二折り返しミラーの長手方向両端部がそれぞれ取り付けられる第三及び第四座面と、を有し、
    前記光学箱を成形する際に樹脂が型内に流し込まれる入口であったゲート跡は、前記第一及び第二開口穴にそれぞれ対応する前記第一及び第二折り返しミラーの長手方向における中央付近であって、前記回転多面鏡を境にして対称に配置された前記第一折り返しミラー及び前記第二折り返しミラーの中央であり、かつ、前記回転多面鏡の回転中心軸上に位置するように、前記回転多面鏡を有するモータの軸受と嵌合する光学箱の嵌合凹部に設けられていることを特徴とする走査光学装置。
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