JP4574477B2 - 光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
まず、図1を参照して、光走査装置の構成について説明する。図1は、4つの感光体ドラムを走査する光走査装置10の斜視図である。図1に示すように、本実施形態の光走査装置10は、4つの感光体ドラム11Y〜K(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)を2分し、単一の2層構造ポリゴンミラー13の対向する側から各色毎の光ビームを入射して偏向走査することで、相反する方向にある感光体ドラム11に静電潜像を形成する対向走査方式を採用している。
ポリゴンミラー13は偏向走査を行う正多角柱から構成されるミラーであり、本実施形態では正六角柱形状のミラーを2枚重ねた2段重ね構造となっている。また、本実施形態では、偏向に用いないミラー中間部にポリゴンミラー13の内接円より若干小径の溝を設け、風損を低減し得る形状としている。なお、上下ミラーの位相は同一であり、1層の厚さは約2mmである。
光源ユニット14Y〜Kは、各色感光体ドラム11毎に設けられ、感光体ドラム11上に静電潜像を形成するための光ビームを出力する。本実施形態では、記録密度に応じて副走査方向に1ラインピッチ分ずらして走査することで、2ライン同時に走査する。
シリンダレンズ15は、各光源ユニット14−ポリゴンミラー13間の光路上に設けられたレンズであり、一方の面が平面、他方の面が副走査方向に共通の曲率を有した形状となっている。なお、シリンダレンズ15はポリゴンミラー13の偏向反射面までの光路長が等しくなるように配備される。
入射ミラー16は、光源ユニット14Y、14Kから出力される光ビームの、シリンダレンズ15−ポリゴンミラー13間の光路上に設けられたミラーであり、直接ポリゴンミラー13に向かう光源ユニット14C、14Mからの光ビームと主走査方向が近接するように、光源ユニット14Y、14Kからの光ビームを反射する。
非平行平板保持部17は、いずれか一面を主走査方向または副走査方向にわずかに傾けたガラス基板である非平行平板を保持する部材(装置)であり、光軸変更手段としての役割を担う。非平行平板保持部17は、基準となる色に対応する光源ユニット14を除いた光源ユニット14の光路上に配備され、非平行平板を光軸周りに回転制御することで各走査位置を安定させる。なお、本実施形態の光走査装置10では、光源ユニット14K以外の光源ユニット14Y〜Cの光路上に設けられている。
fθレンズ18は、ポリゴンミラー13の近傍に、2つ対向して設けられた樹脂製レンズであり、非円弧面形状のレンズ面を有し、ポリゴンミラー13により反射・偏向された光ビームが感光体ドラム11上を等速で走査する。本実施形態の光走査装置10では、fθレンズ18は2層一体構成あるいは2層接合構成で形成されている。このfθレンズ18は、各光ビーム毎に設けられたアナモフィックレンズ19とともに結像光学系を構成する。
アナモフィックレンズ19は、fθレンズ18−感光体ドラム11間の各光路上に設けられた樹脂製レンズであり、上述のfθレンズ18とともに結像光学系を構成する。
折り返しミラー20は、ポリゴンミラー13により偏向走査された光ビームを各感光体ドラム11Y〜Kに導くためのミラーである。折り返しミラー20は、ポリゴンミラー13から感光体ドラム11Y〜Kに至る各々の光路長が一致するように、且つ、各感光体ドラム11に対する入射位置、入射角が等しくなるように複数枚配置され、本実施形態の光走査装置10では、各光路に3枚ずつ配置されている。
画像記録領域の走査開始側(図中、矢印A,Bの始端側)にはフォトセンサ(フォトダイオード)を実装した基板からなる同期検知センサ21が配置される。また、画像記録領域の走査終端側(矢印A,Bの終端側)にはフォトセンサを実装した基板からなる終端検知センサ22が配置される。
LED素子23と、フォトセンサ24と、集光レンズ25は、転写ベルト12上に形成された形成されるトナー像の検出パターンを読み取ることで、トナー像の位置ズレを検出する。この位置ズレ検出については後で詳述する。
各光源ユニット11Y〜Kから出力された光ビームの光路について説明する。光源ユニット11Mから出力された光ビームは、非平行平板保持部17、シリンダレンズ15を介して、ポリゴンミラー13の上段に照射される。該光ビームはポリゴンミラー13上段の偏向走査面で偏向されたあと、fθレンズ18の上層を通過し、アナモフィックレンズ19、折り返しミラー20により感光体ドラム11Mに導かれ、マゼンタ成分の静電潜像を感光体ドラム11M上に形成する。
次に、図7を参照して、本実施形態の書き込み制御系について説明する。
次に、図9を参照して、本実施形態の位置ズレ制御系について説明する。
次に、本実施形態の光走査装置10における光偏向器の光学ハウジング100への取り付けについて説明する。図14は、光学ハウジング100に取り付けられた光偏向器101と、その周囲近傍を示す。なお、図14(a)は上から(偏向走査断面から)見た状態を示し、図14(b)は副走査断面から見た状態を示す。
表1に、異なる光偏向器配置・構成を有する光走査装置10において、光偏向器101のポリゴンミラー13を2時間駆動させた際の、fθレンズ18とアナモフィックレンズ19の長手方向(主走査方向)および短手方向(副走査方向)の複数箇所の温度変化を測定した温度変化測定テストの結果を示す。
ポリゴンスキャナ回転数 :36krpm
fθレンズの熱伝導率 :k1=0.3(W/m・k)
アナモフィックレンズの熱伝導率 :k2=0.3(W/m・k)
光学ハウジングの熱伝導率 :k3=30(W/m・k)
ポリゴンスキャナケースの熱伝導率 :k4=260(W/m・k)
近年では、形成画像の高密度化達成のためにビームスポット径の縮小化が図られている。このビームスポット径は光源の波長に比例するため、高密度化を達成するには半導体レーザ51の発振波長を短波長化すればよい。
波長500nm以下の半導体レーザは、波長780nmの半導体レーザとは構成材質が異なる。波長780nmの半導体レーザは一般にAlGaAs系の材質から構成されるが、波長500nm以下の半導体レーザはGaN系の材質から構成される。そのため、波長500nm以下の半導体レーザは波長780nmの半導体レーザよりも発熱量が大きく、ドループ特性の劣化を引き起こしやすい。よって、半導体レーザの発振波長の500nm以下の短波長化を実現するためには、半導体レーザの発熱量を小さくする必要がある。
次に、図13を参照して、上述した光走査装置10を用いた画像形成装置の一実施形態を説明する。図13は、本実施形態の光走査装置10を搭載したタンデム型画像形成装置1を示す。
なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施形態の一例を示すものにすぎず、本発明の実施の形態を限定する趣旨のものではない。よって、本発明は上述の実施形態に限定されることはなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形実施を行うことが可能である。
10 光走査装置
11 感光体ドラム(C〜K)
13 ポリゴンミラー
14 光源ユニット
17 非平行平板保持部
18 fθレンズ
100 光学ハウジング
101 光偏向器
102 基板
104 固定部
105 光偏向器設置台
106 円形開口部
107 fθレンズ設置台
108 カバー部材
Claims (11)
- 光ビームを出力する光源と、
前記光ビームを偏向走査する光偏向器と、
前記光偏向器により偏向された光ビームを被走査面に集光させる結像光学系と、
前記光源と前記光偏向器と前記結像光学系とを収納するハウジングと、を有する光走査装置において、
前記ハウジングには、前記光偏向器と直に接触して支持する複数の光偏向器支持部と、前記結像光学系の底面を支持する結像光学系支持部と、が設けられており、
前記結像光学系は樹脂製であり、
前記結像光学系支持部から最も近い位置にある光偏向器支持部は複数あり、該複数の光偏向器支持部から前記結像光学系支持部までの各々の距離が略同一であることを特徴とする光走査装置。 - 光ビームを出力する光源と、
前記光ビームを偏向走査する光偏向器と、
前記光偏向器により偏向された光ビームを被走査面に集光させる結像光学系と、
前記光源と前記光偏向器と前記結像光学系とを収納するハウジングと、を有する光走査装置において、
前記ハウジングには、前記光偏向器と直に接触して支持する複数の光偏向器支持部と、前記結像光学系の底面を支持する複数の結像光学系支持部と、が設けられており、
前記結像光学系は樹脂製であり、
前記複数の結像光学系支持部のうちの第1の結像光学系支持部と、該第1の結像光学系支持部から最も近い位置にある前記複数の光偏向器支持部のうちの第1の光偏向器支持部との距離は、
前記複数の結像光学系支持部のうちの第2の結像光学系支持部と、該第2の結像光学系支持部から最も近い位置にある前記複数の光偏向器支持部のうちの第2の光偏向器支持部との距離と略同一であることを特徴とする光走査装置。 - 前記光偏向器は、前記光ビームが通過する開口窓と、前記開口窓に嵌め込まれた透明な光学部材を備えたカバー部材により、空間的に遮蔽されていることを特徴とする請求項1または2に記載の光走査装置。
- 前記透明な光学部材は、光束の入射面及び射出面が平面であることを特徴とする請求項3記載の光走査装置。
- 前記ハウジングを構成する材質の熱伝導率は、前記光偏向器の前記ハウジングと接合する接合面を構成する材質の熱伝導率よりも低いことを特徴とする請求項3または4に記載の光走査装置。
- 前記ハウジングを構成する材質の熱伝導率は、前記結像光学系を構成する材質の熱伝導率よりも高いことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の光走査装置。
- 前記光源から出力される前記光ビームの波長は500nm以下であることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の光走査装置。
- 前記光源は、被走査面を複数の光ビームが同時に走査するマルチビーム光源であることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の光走査装置。
- 請求項1から8のいずれか1項に記載の光走査装置を有する画像形成装置。
- 前記画像形成装置は、タンデム型の画像形成装置であることを特徴とする請求項9記載の画像形成装置。
- 前記画像形成装置は、ネットワーク通信機能を有することを特徴とする請求項9または10に記載の画像形成装置。
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