JP4884035B2 - 光書き込み装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式を用いたデジタル複写機やプリンタのように、像担持体に潜像を形成する光書き込み装置に関するものである。

従来から、レーザプリンタやデジタル複写機においては、高品質な画像、高速度、省スペース、省エネルギ、低コストなどの要求があり、このため、光書き込み装置に用いる光学系も高性能でかつ低コストで製造するという要求があり、かつこれらの要求を満足させるような対策も幾つか知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１には、レーザプリンタやデジタル複写機において、半導体レーザを走査面に略水平に複数配置した構成の光源を用い、アパーチャ部を筐体と一体とした構成が開示されている。
特開２００２−１６２５９３公報

しかしながら、特許文献１の構成によれば、光源部を別体としているため構成部品数が多いという問題もある。
そこで、本発明の目的は、光源部を別体とせず、直接筐体に組み込み、アパーチャも筐体と一体として低コストに抑える光書き込み装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、筐体と、２つの半導体レーザと、２つのアパーチャ部と、前記２つの半導体レーザから射出されたレーザ光を偏向走査する回転多面鏡と、を備えた光書き込み装置において、前記２つの半導体レーザは、前記回転多面鏡の走査面に対して略垂直な方向に上下２段に配置されるとともに、前記筐体に直接圧入された構成を有し、前記２つのアパーチャ部は、上下２段のそれぞれの光路上において光軸方向に異なる位置にずらして配置され、且つ、前記回転多面鏡の走査面に対して略垂直の方向から、前記筐体を型抜きすることにより該筐体と一体成形されており、さらに２つのコリメートレンズ、及び２つのシリンダレンズを構成部品として有し、該各コリメートレンズ、及び該各シリンダレンズは、前記２つの半導体レーザの各光軸と対応する位置に上下２段で配置され、且つ前記筐体に直接接着して固定されている光書き込み装置を特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、前記半導体レーザからのレーザ光が走査偏向手段に対して、その両側から入射する請求項１記載の光書き込み装置を特徴とする。

本発明によれば、筐体に半導体レーザを直接圧入し、アパーチャ部を一体的に形成しているので、部品点数を増やすことなく光書き込み装置を構成することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明に係る光書き込み装置を含む画像形成装置の実施の形態を示す概略構成図である。図２は図１で使用する光書き込み装置を示す概略平面図である。図３は図２の光書き込み装置の概略断面図である。
本発明による光書き込み装置を用いた画像形成装置１の実施形態について説明する。図１には、本実施の形態における電子写真方式の画像形成プロセスを採用したカラーレーザプリンタの概略図を示している。
複数の感光体ドラム２（Ｙ、Ｃ、Ｍ、ＢＫ）には、回転方向の順に帯電手段８、露光手段（光書き込み装置）６、現像手段９、１次転写手段１２、２次転写手段１３、クリーニング手段７がそれぞれ配設されている。
帯電手段８はローラ状に形成された導電性ローラで、この導電性ローラに帯電バイアス電圧が電源装置（図示せず）から供給され、感光体ドラム２（Ｙ、Ｃ、Ｍ、ＢＫ）表面を一様に帯電させる。

露光手段６は、画像データに基づいて、点灯／消灯するレーザ光を感光体ドラム２（Ｙ、Ｃ、Ｍ、ＢＫ）表面に照射し、感光体ドラム２（Ｙ、Ｃ、Ｍ、ＢＫ）上に静電潜像を形成する。
現像手段９は、感光体ドラム２（Ｙ、Ｃ、Ｍ、ＢＫ）上に形成された静電潜像を現像剤にて顕像化する。１次転写手段１２は、感光体ドラム２（Ｙ、Ｃ、Ｍ、ＢＫ）上の顕像を感光体ドラム２（Ｙ、Ｃ、Ｍ、ＢＫ）から転写する。クリーニング手段７は、転写後に感光体ドラム２（Ｙ、Ｃ、Ｍ、ＢＫ）上に残留する現像剤を除去する。
作像ユニット１０を構成する露光手段６、クリーニング手段７、現像手段９及び１次転写手段１２も感光体ドラム２と同様にイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）及びブラック（ＢＫ）に関してそれぞれ設けられているので、感光体ドラム２と同様に、（Ｙ、Ｃ、Ｍ、ＢＫ）を付すべきであるが、感光体ドラム２のみについて２（Ｙ、Ｃ、Ｍ、ＢＫ）として他は省略している。

図１では現像手段９によって顕像化された複数の感光体ドラム２（Ｙ、Ｃ、Ｍ、ＢＫ）上の顕像を中間転写体（中間転写ベルト）１１に各々転写した後、２次転写手段１３によって紙等の転写材３ａに転写するように構成されている。
転写材３ａは給紙手段３の給紙ローラ３ｂにより１枚ずつ分離されてレジストローラ３ｃに搬送され、さらに上述した２次転写手段１３に搬送される。給紙ローラ３ｂを構成する支持部材３ｅが存在する。
２次転写手段１３によって画像が転写された転写材３ａに定着装置４で熱及び加圧定着され、搬送ローラ３ｄを介して排紙ローラ３ｆからは排紙トレイ上に排紙される。

次に光書き込み装置６について、とくに図２及び図３を参照して説明する。基本の構成は、それらの構成要素を保持する筐体１８およびカバー１９内に収容される。
それらの構成要素は、レーザ光を発振するレーザ光源ユニット（ＬＤユニット）１４と、駆動手段１５ａにより回転駆動されかつ画像信号に基づいて変調されたレーザ光を偏向走査する偏向走査手段１５と、偏向走査したレーザ光を感光体ドラム２（Ｙ、Ｃ、Ｍ、ＢＫ）上で所望の大きさに結像させる結像光学系１６と、レーザ光の走査開始タイミングを検知する同期検知手段１７等である。

本実施の形態では、４つの感光体ドラム２（Ｙ、Ｃ、Ｍ、ＢＫ）にレーザ光を照射するために４つの光源を搭載し、２つずつに分けて回転多面鏡（光走査部材）の両側から入射させる、所謂対向走査方式の例である。発光源には半導体レーザを用いている。
上記のレーザ光源ユニット（ＬＤユニット）１４は、半導体レーザと、半導体レーザから射出された発散光を略平行化するコリメートレンズと、半導体レーザ駆動回路基板とを保持部材により保持した構成になっている。
ＬＤユニット１４から射出されたレーザ光は、アパーチャ２０、シリンダレンズ２１を通って、偏向走査手段である回転多面鏡１５に至る。この回転多面鏡１５において片側から２つの光を独立に入射させるために、一方の光路にミラー２２を入れている。

回転多面鏡１５の回転数が、３００００ｒｐｍを超える程度に速い場合は、騒音対策等のために回転多面鏡１５の手前に防音ガラス２３を用いる場合が多い。図では、回転多面鏡１５の両側に防音ガラス２３を配設し、カバー２８で閉じられた構成になっている。
回転多面鏡１５で偏向走査されたレーザ光は、再び防音ガラス２３を経て、結像光学系（結像レンズ）１６に入射する。その後、感光体ドラム２（Ｙ、Ｃ、Ｍ、ＢＫ）へ導かれる光はミラー２５を経由して、感光体ドラム２（Ｙ、Ｃ、Ｍ、ＢＫ）へ至る。感光体ドラム２（Ｙ、Ｃ、Ｍ、ＢＫ）に対する照射角度は、４つのそれぞれでほぼ同一である。

一方、書き込み開始のタイミングを決定するための同期検知手段１７は、結像レンズ１６を通ったビームを同期検知用ミラー１７ａで折り返し、受光する。同期検知手段１７は、結像レンズ１７ｂと、光電素子１７ｃを有する電気回路基板１７ｄと、それらを保持する保持部材（図示せず）からなっている。
同期検知の本来の意味は、走査光のタイミングを取ることであるので、通常走査に先立って設置されていればよい。さらに、１走査の速度（あるいは時間）の変動を検知するために、走査後端にも検知手段が設置されることがある。図２には、そのような走査の前後で同期を取るような構成を示した。図３に示したように、上下２段の走査光を１つの同期検知手段で検知する。

図３には、複数の感光体ドラム２（Ｙ、Ｃ、Ｍ、ＢＫ）に対して、1つの光書込装置６からすべての感光体ドラム２（Ｙ、Ｃ、Ｍ、ＢＫ）へのレーザ光を発する構成の例を示した。
これと別の構成例として、図として示していないが、複数の感光体ドラム２（Ｙ、Ｃ、Ｍ、ＢＫ）それぞれに個別の光書き込み装置を配設することもできる。例えば、４つの感光体ドラム２（Ｙ、Ｃ、Ｍ、ＢＫ）に対して、４つの光書き込み装置（露光手段）を用いる構成である。
光書き込み装置から感光体ドラム２（Ｙ、Ｃ、Ｍ、ＢＫ）への出射口に、光書き込み装置６への塵埃の侵入等を防ぐために防塵部材２４（Ｙ、Ｃ、Ｍ、ＢＫ）を設けている。これは平板ガラスであることが多い。図３では、防塵部材２４（Ｙ、Ｃ、Ｍ、ＢＫ）は光書き込み装置のカバー１９に取り付けられた状態である。以上のような構成部品を筐体１８に収容し、前記のカバー１９で閉じるようにしている。

図４は本発明の第１の実施の形態を示す概略斜視図である。図４において、筐体１８に半導体レーザ１４ａを圧入し、アパーチャ部２０を筐体１８に一体的に形成した。
この時、アパーチャ部２０は走査面に対して略垂直方向からの型抜きにより形成している。この構成によれば、筐体１８に半導体レーザ１４ａを直接圧入し、アパーチャ部２０を一体的に形成しているので、部品点数を増やさずに光書き込み装置を構成できる。

図５は本発明の第２の実施の形態を示す概略斜視図である。カラー画像形成装置等で、複数の感光体に対して光を走査するために、複数の光線を走査する光走査装置が知られている。このような装置で上下２段に走査面を構成するものにおいては、上下それぞれのアパーチャ部２０ａ、２０ｂを光軸方向にずらせた位置に形成している。
図５において、筐体１８に半導体レーザ１４ｂ、１４ｃを圧入し、アパーチャ部２０ａ、２０ｂを筐体１８に一体的に形成した。この時、アパーチャ部２０ａ、２０ｂを光軸方向にずらせた位置に形成するようにする。
上述のごとく、上下２段に半導体レーザ１４ｂ、１４ｃを筐体１８に直接圧入した構成とし、アパーチャ部２０ａ、２０ｂもそれに合わせ、光軸方向にずらせた位置に一体的に形成しているので、部品点数を増やすことなく、複数の走査面を得ることができる。

図６は本発明の第３の実施の形態を示す概略断面図である。図６において、コリメートレンズ２６ａ、２６ｂ及びシリンダレンズ２７ａ、２７ｂを筐体１８に取り付ける際に、少なくともコリメートレンズ２６ａ、２６ｂは光軸調整およびコリメート調整をするが、調整後のレンズの固定を接着で行なった。
これにより、固定部材を省略することができる。また、シリンダレンズ２７ａ、２７ｂの固定も接着にすることによって、固定部材を省略することができる。シリンダレンズ２７ａ、２７ｂは調整する場合もあれば、しない場合（固定位置への組み付け）もある。
さらに、コリメートレンズ２６ａ、２６ｂやシリンダレンズ２７ａ、２７ｂを筐体に接着固定することにより、固定部材を省略することができるので、部品点数を減らすことができる。

図示はしないが、本発明の第４の実施の形態を説明する。上下２段に構成した入射部を偏向装置に対して、両側に構成することで走査面の数を増やすことが可能である。カラー画像形成装置では、４つの感光体を用いる構成が多いが、そのために４つの光走査を必要とし、上下２段の構成を２倍にして、４つの走査面を達成することができる。

本発明に係る光書き込み装置を含む画像形成装置の実施の形態を示す概略構成図である。 図１で使用する光書き込み装置を示す概略平面図である。 図２の光書き込み装置の概略断面図である。 本発明の第１の実施の形態を示す概略斜視図である。 本発明の第２の実施の形態を示す概略斜視図である。 本発明の第３の実施の形態を示す概略断面図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
２ 感光体ドラム
１４ レーザ光源ユニット（ＬＤユニット）
１４ａ 半導体レーザ
１４ｂ 半導体レーザ
１４ｃ 半導体レーザ
１５ 偏向走査手段（回転多面鏡）
１８ 筐体
２０ アパーチャ部
２０ａ アパーチャ部
２０ｂ アパーチャ部
２６ａ コリメートレンズ
２６ｂ コリメートレンズ
２７ａ シリンダレンズ
２７ｂ シリンダレンズ

Claims (2)

1. 筐体と、２つの半導体レーザと、２つのアパーチャ部と、前記２つの半導体レーザから射出されたレーザ光を偏向走査する回転多面鏡と、を備えた光書き込み装置において、
   前記２つの半導体レーザは、前記回転多面鏡の走査面に対して略垂直な方向に上下２段に配置されるとともに、前記筐体に直接圧入された構成を有し、
   前記２つのアパーチャ部は、上下２段のそれぞれの光路上において光軸方向に異なる位置にずらして配置され、且つ、前記回転多面鏡の走査面に対して略垂直の方向から、前記筐体を型抜きすることにより該筐体と一体成形されており、
   さらに２つのコリメートレンズ、及び２つのシリンダレンズを構成部品として有し、該各コリメートレンズ、及び該各シリンダレンズは、前記２つの半導体レーザの各光軸と対応する位置に上下２段で配置され、且つ前記筐体に直接接着して固定されていることを特徴とする光書き込み装置。
2. 前記半導体レーザからのレーザ光は走査偏向手段に対して、その両側から入射することを特徴とする請求項１記載の光書き込み装置。

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