JP5104430B2 - 走査光学装置 - Google Patents

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本発明は、ビームを被走査面上に露光する走査光学装置に関する。
各色間の副走査方向のレジストレーションずれを抑え、また主走査方向の片倍率を抑え、かつ高精細な印字に適したコンパクトな走査光学装置として、特許文献1に記載の走査光学装置が提案されている。該走査光学装置では、走査線の曲がりを補正するために、回折光学素子を回動させて、走査線の曲がりを調整している。
しかしながら、特許文献1に記載の走査光学装置では、以下に説明するように、回折光学素子を回動させる構成が複雑かつ大型になってしまうという問題がある。より詳細には、特許文献1に記載の走査光学装置では、回折光学素子を、互いに直交する2つの軸を中心軸として回転させることができる。該走査光学装置では、このような2方向の回転を可能にするために、第1の方向に回転可能に回折光学素子を保持する保持部材と、保持部材を第2の方向に回転可能に保持するシャーシとが設けられている。このように、走査光学装置では、回折光学素子が保持部材を介してシャーシに取り付けられるので、構成の複雑化が問題となる。
一方、特許文献2では、簡易な構成により走査ラインのスキューやボウを補正することができるレーザ走査光学装置が提案されている。該レーザ走査光学装置では、調整手段に設けられた調整ねじで、レンズを押し出すことにより、レンズの位置を調整している。故に、該レーザ走査光学装置では、特許文献1に記載の走査光学装置のように、レンズを回転可能に保持する保持部材等が不要となり、構成の簡素化及び小型化が図られる。
しかしながら、特許文献2に記載のレーザ走査光学装置では、レンズを副走査方向にしか調整することができない。そのため、該レーザ走査光学装置では、走査ラインが主走査方向にずれた場合には、補正を行うことができない。
特開平11−326804号公報 特開2007−114396号公報
そこで、本発明の目的は、簡易な構成により、光学素子を主走査方向及び副走査方向に位置調整できる走査光学装置を提供することである。
本発明に係る走査光学装置は
偏向器で偏向された複数のビームを、第1の光学素子及び複数の第2の光学素子からなる走査光学系を介して複数の被走査面上に露光する走査光学装置において、
前記第1の光学素子及び複数の前記第2の光学素子を所定の平面上に保持している筐体と、
前記平面に平行であって、かつ、互いに垂直な主走査方向及び副走査方向に複数の前記第2の光学素子をスライドさせて、前記被走査面上における走査線の主走査方向に対する傾き、該被走査面上における走査線の湾曲、及び、該被走査面上における走査線の中心位置のずれを補正する複数の調整手段と、
を備えており、
前記調整手段は、前記第2の光学素子を主走査方向及び副走査方向に直交する軸周りに回転させて位置調整を行うと共に、該第2の光学素子を主走査方向に移動させて位置調整を行い、
前記第2の光学素子の主走査方向及び副走査方向に直交する軸周りの回転の中心は、該第2の光学素子の第1の端部であり、
前記第2の光学素子は、主走査方向の移動における位置決め部材を、前記第1の端部側に有しており、
前記第1の光学素子及び前記複数の第2の光学素子は、該第1の光学素子が端に位置するように、一列に配置され、
前記第1の光学素子には、前記調整手段が設けられていないこと、
を特徴とする。
本発明によれば、主走査方向及び副走査方向に光学素子を平面上にてスライドさせることにより、該光学素子の位置調整を行っている。このように、平面上をスライドさせる構成は、例えば、ブラケット及び調整ねじからなる調整部のような比較的簡単な構成により実現できる。その結果、簡易な構成により、光学素子を主走査方向及び副走査方向に位置調整できる走査光学装置を提供することが可能となる。
以下、本発明の実施形態に係る走査光学装置について、添付図面を参照して説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る走査光学装置1の断面構造図である。図2は、走査光学装置1の第2の筐体部分35の外観斜視図である。図1及び図2において、y軸方向は、主走査方向を示し、x軸方向は、主走査方向に対して垂直な副走査方向を示す。また、z軸方向は、高さ方向である。
走査光学装置1は、図1に示すように、電子写真法によるタンデム方式の画像形成装置の画像露光用として構成され、並置された4つの感光体ドラム10Y,10M,10C,10K(以下、感光体ドラムを総称する場合には、感光体ドラム10と記載する。)に対してビームBY,BM,BC,BKを走査する。
各感光体ドラム10の周囲には帯電器、現像器、転写器などの周知の作像エレメントが配置され、4つの作像ユニットとして構成されている。ビームの走査によって各感光体ドラム10上に形成された画像(静電潜像)は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーによって現像され、図示しない中間転写体上に1次転写/合成され、更に、転写材上に2次転写される。この種のタンデム方式による画像形成プロセスは周知であり、その説明は省略する。
走査光学装置1は、光源ユニット(図示せず)、ポリゴンミラー5及び走査光学系20を含んでいる。光源ユニットは、4つのレーザダイオードからなりビームを射出する。ポリゴンミラー5は、光源ユニットが射出したビームを偏向する偏向器として機能する。走査光学系20は、ポリゴンミラー5から各感光体ドラム10までの光路を形成する。光源ユニット、ポリゴンミラー5及び走査光学系20は、筐体30に保持されている。
走査光学系20は、第1レンズ21、平面ミラー23Y,23M,23C,23K,24Y,24M,24C(以下、平面ミラーを総称する場合には、平面ミラー23,24と記載する。)及び第2レンズ22Y,22M,22C,22K(以下、第2レンズを総称する場合には、第2レンズ22と記載する。)により構成されている。第1レンズ21は、4つの光路に共通な走査レンズである。また、第2レンズ22は、走査光学系20の終端部に位置して4つの光路に個別に配置された長尺の走査レンズである。第2レンズ22は、x軸方向に並ぶように配置されていると共に、第2レンズ22の長手方向が、図2に示すように、y軸方向と一致するように配置されている。
光源ユニットからはポリゴンミラー5に対してz軸方向に所定の角度を有するビームが放射され、該ビームはポリゴンミラー5の回転に基づいてy軸方向に等角速度で偏向される。図1において、BY,BM,BC,BKはポリゴンミラー5で偏向されたビームを示す。第1レンズ21及び第2レンズ22は、各ビームにfθ特性を与えると共に収差を補正する機能を有している。
ビームBYは、第1レンズ21を透過した後、平面ミラー23Y,24Yで反射され、第2レンズ22Yを透過して感光体ドラム10Yを露光する。ビームBMは、第1レンズ21を透過した後、平面ミラー23M,24Mで反射され、第2レンズ22Mを透過して感光体ドラム10Mを露光する。ビームBCは、第1レンズ21を透過した後、平面ミラー23C,24Cで反射され、第2レンズ22Cを透過して感光体ドラム10Cを露光する。ビームBKは、第1レンズ21を透過した後、平面ミラー23Kで反射され、第2レンズ22Kを透過して感光体ドラム10Kを露光する。
筐体30は、概略、第1の筐体部分31と第2の筐体部分35とに2分割されている。第2の筐体部分35には、各ビームBY,BM,BC,BKが通過する開口部36が形成されている。第1の筐体部分31は、モータ6を備えたポリゴンミラー5と、第1レンズ21と、平面ミラー23Y,23M,23C,23K,24Y,24M,24Cとを保持している。また、第2の筐体部分35は、第1の筐体部分31と同じ材料により構成されており、第1の筐体部分31よりも感光体ドラム10(被走査面)側に配置されている。更に、第2の筐体部分35は、感光体ドラム10側に露出させた状態で、平面SY,SM,SC,SK(以下、平面を総称する場合には、平面Sと記載する。)上に第2レンズ22Y,22M,22C,22Kを保持している。平面Sは、x軸方向及びy軸方向に対して平行である。
また、図1及び図2に示すように、第2の筐体部分35には、調整機構39が、各第2レンズ22に対応するように設けられている。調整機構39は、平面S上においてx軸方向及びy軸方向に各第2レンズ22をスライドさせて位置調整を行うための部材であり、調整部40、板バネ43a,43b及び支持部材44により構成されている。
調整部40は、ブラケット41及び調整ねじ42により構成されており、図2に示すように、感光体ドラム10と対向するように、第2の筐体部分35の外部に露出している。ブラケット41は、金属板が折り曲げて構成されており、第2の筐体部分35に固定されている。調整ねじ42は、ブラケット41に設けられた孔に螺着されている。調整部40は、各第2レンズ22において、図2のy軸方向の中央部及び正方向の端部近傍で、x軸方向の正方向側から第2レンズ22に当接するように設けられている。
支持部材44は、各第2レンズ22において、図2のy軸方向の負方向の端部近傍で、x軸方向の正方向側から第2レンズ22に当接するように設けられている。板ばね43a,43bは、支持部材44及び調整部40に対して第2レンズ22を挟んで対向している。より詳細には、板バネ43aは、各第2レンズ22において、図2のy軸方向の中央部及び負方向の端部近傍であって、x軸方向の負方向側に設けられ、x軸方向の正方向に各第2レンズ22を付勢する弾性部材である。また、板ばね43bは、各第2レンズ22において、図2のy軸方向の正方向の端部近傍であって、x軸方向の負方向側に設けられ、x軸方向の正方向に各第2レンズ22を付勢する弾性部材である。これにより、第2レンズ22は、調整ねじ42及び支持部材44と板ばね43a,43bとにより、挟み込まれて固定されている。なお、図2では、第2レンズ22Kについては、調整部40が設けられておらず、位置調整が不可能な構成となっている。そこで、図2に示すように、調整部40の代わりに支持部材44が設けられている。
前記調整機構39による第2レンズ22の位置調整は、図3に示す第2の筐体部分35の平面図に示すように、各ビームによる感光体ドラム10上での走査線の撓み(ボウ)、主走査線の主走査方向に対する傾き(スキュー)又は走査線の中心位置のずれ(部分倍率)を補正するために行われる。より具体的には、ボウの調整時には、図3の第2レンズ22Cに示すように、中央部分に配置された調整ねじ42をねじ込むことにより、第2レンズ22Cの中央部分をx軸方向に押し出して、第2レンズ22Cを弓状に撓ませる。スキュー調整時には、図3の第2レンズ22Mに示すように、y軸方向の正方向側の端部近傍に配置された調整ねじ42をねじ込むことにより、y軸方向の負方向側の端部を中心としてz軸周り(第2レンズ22Mの光軸周り)に第2レンズ22Mを回転させる。
また、部分倍率の調整時には、調整ネジ42を緩めることにより、図3の第2レンズ22Yに示すように、第2レンズ22Yをy軸方向に平行移動させる。この際、図2及び図3に示すように、第2レンズ22Yのy軸方向の負方向側の端部に設けられた基準部46を、y軸方向の移動における位置決め部材として用いる。より詳細には、基準部46の位置を第2レンズ22Yの位置とみなして、基準部46の位置を調整して第2レンズ22Yの位置を調整する。
以上のように、走査光学装置1では、x軸方向及びy軸方向に第2レンズ22を平面S上にてスライドさせることにより、該第2レンズ22の位置調整を行っている。このように、平面S上をスライドさせる構成は、ブラケット41及び調整ねじ42からなる調整部40のような比較的簡単な構成により実現できる。その結果、簡易な構成により、第2レンズ22を主走査方向及び副走査方向に位置調整できる走査光学装置1を提供することが可能となる。
また、走査光学装置1では、ボウの調整時に用いられる調整部40とスキューの調整時に用いられる調整部40とが同じ方向から第2レンズ22に当接している。したがって、2つの調整部40が第2レンズ22を押し出す方向も同じになる。その結果、ボウの調整及びスキューの調整のそれぞれの調整が、他方の調整に対して悪影響を及ぼすことが低減される。
また、走査光学装置1では、スキューの調整時における第2レンズ22の回転の中心と、部分倍率の調整時に用いられる基準部46とが、供にy軸方向の負方向側の端部に位置している。そのため、スキューの調整時に第2レンズ22が回転したとしても、基準部46の位置は殆ど変化しない。そのため、走査光学装置1において、スキューの調整を行った後でも、部分倍率の調整を精度良く行うことが可能となる。
また、走査光学装置1では、第2レンズ22の調整機構39が第1の筐体部分31及び第2の筐体部分35から外部に露出している。そのため、第1の筐体部分31に対して第2の筐体部分35が取り付けられた後であっても、第2レンズ22の位置調整を行うことが可能となる。
また、第1の筐体部分31及び第2の筐体部分35が同じ材料であることにより、これらの熱による線膨張係数が同じになり第1の筐体部分31及び第2の筐体部分35の歪みが小さくなる。
また、第2の筐体部分35は、第1の筐体部分31に対して直接に取り付けられている。そのため、これらの間に他の部材が介在している場合に比べて、第1の筐体部分31に対する第2の筐体部分35の取り付け精度が向上する。
また、第2レンズ22は、y軸方向に長手方向を有する長尺レンズであるので、ボウ調整時に撓むように変形させても破損しにくい。
なお、走査光学装置1では、筐体30は、第1の筐体部分31と第2の筐体部分35との2つの筐体部分により構成されているが、1つの筐体部分で構成されていてもよい。
なお、調整機構39は、ブラケット41及び調整ねじ42により構成されているが、例えば、調整ねじ42の代わりにカム等が用いられてもよい。
本発明の一実施形態に係る走査光学装置の断面構造図である。 図1に示す走査光学装置の第2の筐体部分の外観斜視図である。 図2に示す第2の筐体部分の平面図である。
符号の説明
1 走査光学装置
5 ポリゴンミラー
10Y,10M,10C,10K 感光体ドラム
20 走査光学系
21 第1レンズ
22Y,22M,22C,22K 第2レンズ
30 筐体
31 第1の筐体部分
35 第2の筐体部分
39 調整機構
40 調整部
41 ブラケット
42 調整ねじ
46 基準部

Claims (6)

  1. 偏向器で偏向された複数のビームを、第1の光学素子及び複数の第2の光学素子からなる走査光学系を介して複数の被走査面上に露光する走査光学装置において、
    前記第1の光学素子及び複数の前記第2の光学素子を所定の平面上に保持している筐体と、
    前記平面に平行であって、かつ、互いに垂直な主走査方向及び副走査方向に複数の前記第2の光学素子をスライドさせて、前記被走査面上における走査線の主走査方向に対する傾き、該被走査面上における走査線の湾曲、及び、該被走査面上における走査線の中心位置のずれを補正する複数の調整手段と、
    を備えており、
    前記調整手段は、前記第2の光学素子を主走査方向及び副走査方向に直交する軸周りに回転させて位置調整を行うと共に、該第2の光学素子を主走査方向に移動させて位置調整を行い、
    前記第2の光学素子の主走査方向及び副走査方向に直交する軸周りの回転の中心は、該第2の光学素子の第1の端部であり、
    前記第2の光学素子は、主走査方向の移動における位置決め部材を、前記第1の端部側に有しており、
    前記第1の光学素子及び前記複数の第2の光学素子は、該第1の光学素子が端に位置するように、一列に配置され、
    前記第1の光学素子には、前記調整手段が設けられていないこと、
    を特徴とする走査光学装置。
  2. 前記調整手段は、前記第2の光学素子を撓ませて位置調整を行うこと、
    を特徴とする請求項1に記載の走査光学装置。
  3. 前記第2の光学素子は、長手方向が前記主走査方向と一致するように設けられた長尺レンズであり、
    前記調整手段は、
    前記長尺レンズの第1の端部に当接するように設けられた第1の支持部材と、
    前記長尺レンズの長手方向の中央部分に当接するように設けられた第1の調整手段と、
    前記長尺レンズの第2の端部に当接するように設けられた第2の調整手段と、
    前記第1の調整手段、前記第2の調整手段及び前記第1の支持部材のそれぞれに対して前記第2の光学素子を挟んで対向する第2の支持部材、第3の支持部材及び第4の支持部材と、
    を含んでいること、
    を特徴とする請求項1又は請求項2に記載の走査光学装置。
  4. 前記被走査面上における走査線の主走査方向に対する傾きを補正する場合には、前記第2の調整手段が前記長尺レンズを回転させ、
    前記被走査面上における走査線の湾曲を補正する場合には、前記第1の調整手段が前記長尺レンズを撓ませること、
    を特徴とする請求項に記載の走査光学装置。
  5. 前記調整手段は、前記筐体の外部に露出するように設けられていること、
    を特徴とする請求項1ないし請求項のいずれかに記載の走査光学装置。
  6. ブラックのトナー画像を形成するための前記被走査面を露光するビームが前記第1の光学素子を透過すること、
    を特徴とする請求項1ないし請求項のいずれかに記載の走査光学装置。
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