JP4153292B2

JP4153292B2 - 光書込装置及び画像形成装置

Info

Publication number: JP4153292B2
Application number: JP2002360518A
Authority: JP
Inventors: 泰正富田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-12-12
Filing date: 2002-12-12
Publication date: 2008-09-24
Anticipated expiration: 2022-12-12
Also published as: JP2004191723A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光書込装置及び画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、カラープリンタやカラー複写機等の画像形成装置において、複数の感光体と各感光体に対応する走査光学系とを備え、各感光体に対して同時に露光走査を行い、各感光体上に形成されたトナー像を重ね合わせて記録媒体上に転写することによりカラー画像を形成するようにした、所謂タンデム方式のカラー画像形成装置が普及している。
【０００３】
このようなタンデム方式のカラー画像形成装置において使用される光書込装置は、各走査光学系における走査線位置（ここでは、主走査方向の走査線位置を指す。すなわち、走査線の走査開始位置及び走査終了位置）を常に一定に揃える事が重要であり、各走査光学系における走査線位置が僅かでもずれると、各色のトナー像の重ね合わせがずれてしまい、色再現性の劣化（色相ムラ）を引き起こす原因となってしまう。
【０００４】
このような走査線の位置ずれが生じる原因として、光書込装置内部における温度上昇が挙げられる。
【０００５】
一般に、光書込装置は、樹脂成形あるいはアルミダイキャストなどで形成された光学ハウジング内部に、レーザ光源、回転偏向器、走査光学系、走査線位置の走査開始位置及び走査終了位置を決定するための同期検知部等の各光学素子を収納保持しているが、この光学ハウジングが、たとえば回転偏向器の回転による発熱などによって熱膨張を生じると、光学ハウジングに収納保持されている同期検知部が位置ずれを生じる。
【０００６】
その結果、走査線の適切な走査開始位置、走査終了位置のタイミングを検出する事ができなくなり、各走査線が位置ずれを引き起こしてしまう。
【０００７】
また、光学ハウジングが熱変形を生じる原因は、回転偏向器からの熱に限らず、画像形成装置内に設けられている熱源部、例えば、定着部や電源部からの熱も原因となる。すなわち、光書込装置を画像形成装置内に取付けた場合、熱源部である定着部等に近い側と遠い側とでは、光学ハウジングに熱膨張差が生じ、熱源部に近い側の同期検知部と熱源部から遠い側の同期検知部との位置ずれの原因となる。
【０００８】
加えて、光学ハウジング内部の温度上昇は、走査線の位置ずれのみでなく、感光体面上へ露光される走査線のビームスポット径にも影響する。つまり、光学ハウジング内部の温度変化により、走査光学系を構成するレンズの屈折率が変化し、所定のビームスポット径が得られず、ビームスポット径太りによる画像劣化を引き起こす事となる。
【０００９】
また、一方で、同期検知手段の取付位置は、常に固定されるべきであるが、回転偏向器の回転による光学ハウジングの振動、あるいは、画像形成装置の駆動部からの振動の伝播によって、周期的に微小に位置が変動してしまう。これにより、各走査線の走査開始位置や走査終了位置が周期的に変化してしまい、いわゆる縦線ゆらぎ画像と呼ばれる画像劣化を引き起こしてしまう。
【００１０】
このため、温度変化による２つの光検知器（本発明の同期検知部に相当する）の距離の変動を極力なくし、正確な書込クロック周波数に補正し、正確な主走査方向の書込密度を得るようにした発明が開示されている（例えば、特許文献１参照）。また、走査光学系が収納された筐体と感光体ドラムが収納されたドラム支持体とで発熱状態が異なる場合にも、各感光体ドラムに対する走査線の走査開始位置や走査終了位置を一定に揃えることができる発明が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【００１１】
【特許文献１】
特開平８−７６０３８号公報
【特許文献２】
特開２０００−２５８７１５公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した特許文献１、２に開示された発明においては、温度変化により熱膨張（収縮）を打消し合うように２部材を配置しなければならず、それらの２部材を膨張率やサイズ等を考慮して設計しなければならず、構造が複雑である。
【００１３】
本発明の目的は、回転偏向器や複数の走査光学系等を収納する光書込装置の光学ハウジングが熱膨張した場合でも、各走査光学系における走査線位置を、簡素な構成で常に揃えることができる光書込装置及びその光書込装置を備えた画像形成装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、複数の感光体を有し、前記感光体上に形成されたトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成装置において使用され、走査線を照射することにより前記感光体上に静電潜像を書込む光書込装置において、レーザ光を出射する複数のレーザ光源と、回転中心周りに回転駆動され、前記レーザ光源から出射されたレーザ光を偏向させる１つの回転偏向器と、前記回転偏向器で偏向されたレーザ光から走査線を形成する複数の走査光学系と、前記回転偏向器を略長方形の平面の略中央部に設けている光学ハウジングと、前記回転偏向器により偏向されたレーザ光の一部が照射される位置に位置付けられて前記光学ハウジングの外周部の四隅のそれぞれに設けられ、前記回転偏向器を中心として対称の位置に設置された４つの同期検知部と、前記光学ハウジングにおける前記４つの同期検知部の周囲に位置させて設けられるリブと、を有し、前記回転偏向器の回転に伴い前記回転偏向器の周囲に空気流が発生する空気流発生空間が前記光学ハウジング内に形成され、前記空気流発生空間内で発生する空気流の流れ方向下流側に位置する前記リブの数が、該空気流の流れ方向上流側に位置する前記リブの数より多く設けられている、ことを特徴とする。
【００１５】
したがって、４つの同期検知部を、レーザ光源から出射されたレーザ光を偏向させる１つの回転偏向器を略長方形の平面の略中央部に設けている光学ハウジングの外周部の四隅であって、回転偏向器により偏向されたレーザ光の一部が照射される位置に位置付けるとともに、回転偏向器を中心として対称の位置に設置するとともに、回転偏向器の回転に伴い該回転偏向器の周囲に空気流が発生する空気流発生空間内で発生する空気流の流れ方向下流側に位置するリブの数を、該空気流の流れ方向上流側に位置するリブの数より多く設けることにより、回転偏向器の回転に伴い発生する空気流により回転偏向器から発生した熱が運ばれ、空気流の流れ方向下流側は流れ方向上流側に比べて温度上昇しやすくなり、空気流の流れ方向上流側と空気流の流れ方向下流側とで光学ハウジングが同程度に膨張しない可能性があるが、この空気流の流れ方向下流側ではリブの数が多いためにリブによる放熱が促進され、光学ハウジングは空気流の流れ方向上流側と流れ方向下流側とが同程度に熱膨張して各同期検知部の取付位置を同じように変位させることにより、光学ハウジングが回転偏向器を中心にして四方に同じ割合膨張すると、４つの同期検知部の位置が同様の長さ分変位するので、各同期検知部による各走査光学系の走査線の検知タイミングは全て同じように変化し、各走査光学系の各走査線の位置ずれが抑制され、各走査光学系における各走査線の走査開始位置及び走査終了位置が常に一定に揃えられることになり、各走査光学系の走査線により書込まれた静電潜像に基づいて形成される各色のトナー像を重ね合わせたときの色ずれが抑制され、そのための構成を、回転偏向器から各同期検知部までの直線距離を略同じにするという簡単なものとすることができる。
【００２２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の光書込装置において、前記リブは、前記光学ハウジングの外側に設けられていることを特徴とする。
【００２３】
したがって、リブによる放熱効果を高めることができる。
【００２４】
請求項３記載の発明の画像形成装置は、請求項１または２記載の光書込装置と、複数の感光体を有し、前記光書込装置により前記感光体上に書込まれた静電潜像をトナーにより現像して記録媒体にトナー像を転写させる画像形成部と、転写されたトナー像を前記記録媒体に定着させる定着部と、を有する。
【００２５】
したがって、この画像形成装置は、請求項１または２で説明した作用と同じ作用を奏する。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は画像形成装置の内部構造の概略を示す正面図、図２は光書込装置を示す平面図、図３は熱の影響で光書込装置の光学ハウジングが熱膨張したときでも各光学走査系の同期検知部が同じように変位することを説明する説明図である。
【００２７】
図１に示すように、画像形成装置であるフルカラープリンタ１の装置本体２の略中央部には、画像形成部３と光書込装置４と転写搬送装置５とが設けられている。
【００２８】
画像形成部３は、像担持体である平行に配列された４つの感光体６（６Ｍ、６Ｃ、６Ｙ、６Ｂｋ）、各感光体６の周囲に配置されて電子写真プロセスによる画像形成を行うための部材である帯電器（帯電ローラ、帯電ブラシ、帯電チャージャ等）７、現像器８（８Ｍ、８Ｃ、８Ｙ、８Ｂｋ）、クリーニング器９等により構成されている。現像器８（８Ｍ、８Ｃ、８Ｙ、８Ｂｋ）には、それぞれ異なる色のトナーが収納されており、このトナーの色の違いにより、各感光体６（６Ｍ、６Ｃ、６Ｙ、６Ｂｋ）上に形成されるトナー像が異なる色となる。なお、添え字Ｍ、Ｃ、Ｙ、Ｂｋは、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの各色を示している。なお、感光体（像担持体）６としてはドラム状のものに限らずベルト状のものを用いることも可能である。
【００２９】
光書込装置４は、４つのレーザ光源１０（１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｙ、１０Ｂｋ）、回転中心周りに回転駆動されてレーザ光源１０（１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｙ、１０Ｂｋ）から出射されたレーザ光を偏向させる１つの回転偏向器１１、回転偏向器１１で偏向されたレーザ光から走査線を形成する４つの走査光学系１２（１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙ、１２Ｂｋ）、これらのレーザ光源１０や回転偏向器１１や走査光学系１２を収納保持する光学ハウジング１３、回転偏向器１１により偏向されたレーザ光の一部が照射される位置に位置付けられて光学ハウジング１３に取付けられた４つの同期検知部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ等により構成されている。
【００３０】
各走査光学系１２（１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙ、１２Ｂｋ）は、レンズ、折返しミラー等を組み合わせて構成されている。この光書込装置４で形成された走査線によって一様帯電済みの感光体６Ｍ、６Ｃ、６Ｙ、６Ｂｋを走査することにより、各感光体６Ｍ、６Ｃ、６Ｙ、６Ｂｋ上に静電潜像が形成される。
【００３１】
同期検知部１４ａは、２つの走査光学系１２Ｍ、１２Ｃの走査線の走査開始位置を検知し、同期検知部１４ｂは２つの走査光学系１２Ｍ、１２Ｃの走査線の走査終了位置を検知する。また、同期検知部１４ｃは２つの走査光学系１２Ｙ、１２Ｂｋの走査線の走査開始位置を検知し、同期検知部１４ｄは２つの走査光学系１２Ｙ、１２Ｂｋの走査線の走査終了位置を検知する。
【００３２】
転写搬送装置５は、記録媒体を搬送するとともに搬送される記録媒体に画像形成部３で形成された各色のトナー像を転写する装置であり、記録媒体を搬送するために矢印方向へ回転駆動される転写搬送ベルト１５、転写搬送ベルト１５の裏面側に配置された転写器（転写ローラ、転写ブラシ等）１６等により構成されている。
【００３３】
装置本体２内における転写搬送装置５の下方には給紙カセット１７、１８が引出し自在に配設され、装置本体２の側面部には手差しトレイ１９が開閉自在に設けられている。装置本体２内には、給紙カセット１７、１８又は手差しトレイ１９から給紙された記録媒体が搬送される搬送経路２０が形成され、この搬送経路２０上に位置して、レジストローラ対２１、画像形成部３、転写搬送装置５、定着部２２、定着部２２を通過した記録媒体を排紙トレイ２３上へ排紙する排紙ローラ２４等が配設されている。
【００３４】
このような構成において、このフルカラープリンタ１の基本的な動作について説明する。まず、光書込装置４の作動により各感光体６Ｍ、６Ｃ、６Ｙ、６Ｂｋ上に静電潜像が形成され、その静電潜像が現像器８Ｍ、８Ｃ、８Ｙ、８Ｂｋ内のトナーにより現像されてトナー像が形成される。各感光体６Ｍ、６Ｃ、６Ｙ、６Ｂｋ上のトナー像は転写搬送装置５により搬送される記録媒体上に順次転写されて重ね合わされ、記録媒体上にフルカラートナー像が形成される。このようにしてフルカラートナー像が形成された転写紙は、定着部２２による定着処理を経て排紙ローラ２４により排紙トレイ２３上に排紙される。
【００３５】
このような構成の下、本実施の形態の特徴的部分について順次説明する。回転偏向器１１の回転中心から各同期検知部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄまでの直線距離“Ｌ”が略同じに設定されている（図３（ａ）参照）。
【００３６】
光学ハウジング１３の外周部には、同期検知部１４ａ〜１４ｄの周囲に位置してリブ２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄが形成されている。
【００３７】
各リブ２５ａ〜２５ｄの数はそれぞれ異なる。まず、光学ハウジング１３内には、回転偏向器１１の回転に伴い回転偏向器１１の周囲に空気流（矢印ａ）が発生する空気流発生空間２６ａ、２６ｂが形成されている。なお、これらの空気流発生空間２６ａ、２６ｂは完全に独立して仕切られた空間ではなく、その一部では連通している。但し、連通部分の隙間が小さいため、回転偏向器１１の回転に伴い各空気流発生空間２６ａ、２６ｂ内で個々に空気流が発生する。空気流発生空間２６ａ、２６ｂ内で発生する空気流の流れ方向下流側に位置するリブ２５ｂ（２５ｄ）の数が、空気流の流れ方向上流側に位置するリブ２５ａ（２５ｃ）の数より多く設けられている（図３（ｂ）参照）。
【００３８】
また、各リブ２５ａ〜２５ｄの数は、光書込装置４が装置本体２内の取付位置に取付けられたとき、装置本体２内に設けられている熱源部である定着部２２に近接する側に位置するリブ２５ｃ、２５ｄの数が、熱源部である定着部２２から離れた側に位置するリブ２５ａ、２５ｂの数より多く設けられている（図３（ｃ）参照）。
【００３９】
このような構成において、回転偏向器１１が高速回転することにより発熱すると、その熱の影響により光学ハウジング１３が膨張する。しかし、回転偏向器１１の回転中心から各同期検知部１４ａ〜１４ｄまでの直線距離“Ｌ”が略同じであるので（図３（ａ）参照）、各同期検知部１４ａ〜１４ｄの取付位置が同じように変位する。このため、各同期検知部１４ａ〜１４ｄによる各走査光学系１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙ、１２Ｂｋの走査線の検知タイミングが同じように変化し、各走査光学系１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙ、１２Ｂｋの各走査線の位置ずれを抑制でき、各走査光学系１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙ、１２Ｂｋにおける各走査線の走査開始位置及び走査終了位置が常に一定に揃えられる。これにより、各走査光学系１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙ、１２Ｂｋの走査線により書込まれた静電潜像に基づいて形成される各色のトナー像を重ね合わせたときの色ずれが抑制される。
【００４０】
光学ハウジング１３における同期検知部１４ａ〜１４ｄの周囲にはリブ２５ａ〜２５ｄが形成されているので、これらのリブ２５ａ〜２５ｄにより光学ハウジング１３の同期検知部１４ａ〜１４ｄ近傍の表面積が増えて放熱効果が高くなり、光学ハウジング１３の熱膨張が抑制されるとともに光学ハウジング１３の熱膨張による同期検知部１４ａ〜１４ｄの変位が抑制される。すなわち、回転偏向器１１の回転中心から各同期検知部１４ａ〜１４ｄまでの直線距離“Ｌ”を略同じにすることにより、光学ハウジング１３が熱膨張しても走査光学系１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙ、１２Ｂｋの各走査線の位置ずれを抑制でき、同時に、リブ２５ａ〜２５ｄによる放熱効果により光学ハウジング１３の熱膨張を低減させることができるので、各走査光学系１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙ、１２Ｂｋの各走査線の位置ずれをさらに抑制することができる。
【００４１】
また、リブ２５ａ〜２５ｄの放熱効果により光学ハウジング１３内の温度上昇が抑制されるので、光学ハウジング１３内の温度上昇が原因となる走査光学系１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙ、１２Ｂｋを構成するレンズの屈折率変化を抑制でき、走査線のビームスポット径の劣化を防ぐことができる。
【００４２】
また、リブ２５ａ〜２５ｄを形成することにより光学ハウジング１３の強度がアップするので、回転偏向器１１の回転に伴う振動や画像形成装置の駆動部から伝わる振動による同期検知部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄの周期的な位置ずれを抑制でき、走査線の周期的な位置ずれを抑制できる。
【００４３】
回転偏向器１１から発生した熱は、回転偏向器１１の回転に伴って発生する空気流によりその空気流の流れ方向上流側から流れ方向下流側へ運ばれ、空気流の流れ方向下流側は流れ方向上流側に比べて温度上昇しやすくなる。しかし、空気流の流れ方向下流側に位置するリブ２５ｂ（２５ｄ）の数が、該空気流の流れ方向上流側に位置するリブ２５ａ（２５ｃ）の数より多く設けられているので（図３（ｂ）参照）、この空気流の流れ方向下流側ではリブ２５ｂ（２５ｄ）による放熱が促進され、光学ハウジング１３は空気流の流れ方向上流側と流れ方向下流側とが同程度に熱膨張して各同期検知部１４ａ〜１４ｄの取付位置が同じように変位することになり、各走査光学系１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙ、１２Ｂｋの走査線により書込まれた静電潜像に基づいて形成される各色のトナー像を重ね合わせたときの色ずれが抑制される。
【００４４】
装置本体２内に光書込装置４を取付けたとき、光学ハウジング１３における装置本体２内に設けられている熱源部である定着部２２に近接する側では温度が上昇しやすくなる。しかし、その定着部２２に近接する側に位置するリブ２５ｃ、２５ｄの数が定着部２２から離れた側に位置するリブ２５ａ、２５ｂの数よりも多いので（図３（ｃ）参照）、光学ハウジング１３における定着部２２に近接する側の放熱がリブ２５ｃ、２５ｄにより促進され、光学ハウジング１３は定着部２２に近接する側と定着部２２から離れた側とが同程度に熱膨張して各同期検知部１４ａ〜１４ｄの取付位置が同じように変位することになり、各走査光学系１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙ、１２Ｂｋの走査線により書込まれた静電潜像に基づいて形成される各色のトナー像を重ね合わせたときの色ずれが抑制される。
【００４５】
【発明の効果】
請求項１記載の発明の光書込装置によれば、４つの同期検知部を、レーザ光源から出射されたレーザ光を偏向させる１つの回転偏向器を略長方形の平面の略中央部に設けている光学ハウジングの外周部の四隅であって、回転偏向器により偏向されたレーザ光の一部が照射される位置に位置付けるとともに、回転偏向器を中心として対称の位置に設置するとともに、回転偏向器の回転に伴い該回転偏向器の周囲に空気流が発生する空気流発生空間内で発生する空気流の流れ方向下流側に位置するリブの数を、該空気流の流れ方向上流側に位置するリブの数より多く設けることにより、回転偏向器の回転に伴い発生する空気流により回転偏向器から発生した熱が運ばれ、空気流の流れ方向下流側は流れ方向上流側に比べて温度上昇しやすくなり、空気流の流れ方向上流側と空気流の流れ方向下流側とで光学ハウジングが同程度に膨張しない可能性があるが、この空気流の流れ方向下流側ではリブの数が多いためにリブによる放熱が促進され、光学ハウジングは空気流の流れ方向上流側と流れ方向下流側とが同程度に熱膨張して各同期検知部の取付位置を同じように変位させることにより、光学ハウジングが回転偏向器を中心にして四方に同じ割合膨張すると、４つの同期検知部の位置が同様の長さ分変位するので、各同期検知部による各走査光学系の走査線の検知タイミングを全て同じように変化させることができ、これにより、各走査光学系の各走査線の位置ずれを抑制して各走査光学系における各走査線の走査開始位置及び走査終了位置を常に一定に揃えることができ、各走査光学系の走査線により書込まれた静電潜像に基づいて形成される各色のトナー像を重ね合わせたときの色ずれを簡単な構成により抑制できる。
【００４９】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の光書込装置において、前記リブは、前記光学ハウジングの外側に設けられているので、リブによる放熱効果を高めることができる。
【００５０】
請求項３記載の発明の画像形成装置によれば、請求項１または２記載の光書込装置を有するので、この画像形成装置は、請求項１または２で説明した効果と同じ効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の画像形成装置の内部構造の概略を示す正面図である。
【図２】光書込装置を示す平面図である。
【図３】熱の影響で光書込装置の光学ハウジングが熱膨張したときでも各光学走査系の同期検知部が同じように変位することを説明する説明図である。
【符号の説明】
３画像形成部
４光書込装置
６（６Ｍ、６Ｃ、６Ｍ、６Ｂｋ）感光体
１０（１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｂｋ）レーザ光源
１１回転偏向器
１２（１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｂｋ）走査光学系
１３光学ハウジング
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ同期検知部
２２熱源部、定着部
２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄリブ
２６ａ、２６ｂ空気流発生空間

Claims

複数の感光体を有し、前記感光体上に形成されたトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成装置において使用され、走査線を照射することにより前記感光体上に静電潜像を書込む光書込装置において、
レーザ光を出射する複数のレーザ光源と、
回転中心周りに回転駆動され、前記レーザ光源から出射されたレーザ光を偏向させる１つの回転偏向器と、
前記回転偏向器で偏向されたレーザ光から走査線を形成する複数の走査光学系と、
前記回転偏向器を略長方形の平面の略中央部に設けている光学ハウジングと、
前記回転偏向器により偏向されたレーザ光の一部が照射される位置に位置付けられて前記光学ハウジングの外周部の四隅のそれぞれに設けられ、前記回転偏向器を中心として対称の位置に設置された４つの同期検知部と、
前記光学ハウジングにおける前記４つの同期検知部の周囲に位置させて設けられるリブと、
を有し、
前記回転偏向器の回転に伴い前記回転偏向器の周囲に空気流が発生する空気流発生空間が前記光学ハウジング内に形成され、前記空気流発生空間内で発生する空気流の流れ方向下流側に位置する前記リブの数が、該空気流の流れ方向上流側に位置する前記リブの数より多く設けられている、
ことを特徴とする光書込装置。
前記リブは、前記光学ハウジングの外側に設けられていることを特徴とする請求項１記載の光書込装置。
請求項１または２記載の光書込装置と、
複数の感光体を有し、前記光書込装置により前記感光体上に書込まれた静電潜像をトナーにより現像して記録媒体にトナー像を転写させる画像形成部と、
転写されたトナー像を前記記録媒体に定着させる定着部と、
を有する画像形成装置。