以下、本発明の一実施形態を図1〜図37に基づいて説明する。図1には、一実施形態に係るカラープリンタ2000の概略構成が示されている。
このカラープリンタ2000は、4色(ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー)を重ね合わせてフルカラーの画像を形成するタンデム方式の多色カラープリンタであり、光走査装置2010、4つの感光体ドラム(2030a、2030b、2030c、2030d)、4つのクリーニングユニット(2031a、2031b、2031c、2031d)、4つの帯電チャージャ(2032a、2032b、2032c、2032d)、4つの現像ローラ(2033a、2033b、2033c、2033d)、4つのトナーカートリッジ(2034a、2034b、2034c、2034d)、転写ベルト2040、定着ローラ2050、給紙コロ2054、レジストローラ対2056、排紙ローラ2058、給紙トレイ2060、排紙トレイ2070、通信制御装置2080、及び上記各部を統括的に制御するプリンタ制御装置2090などを備えている。
なお、本明細書では、XYZ3次元直交座標系において、各感光体ドラムの長手方向に沿った方向をY軸方向、4つの感光体ドラムの配列方向に沿った方向をX軸方向として説明する。
通信制御装置2080は、ネットワークなどを介した上位装置(例えばパソコン)との双方向の通信を制御する。
各感光体ドラムはいずれも、その表面に感光層が形成されている。すなわち、各感光体ドラムの表面がそれぞれ被走査面である。なお、各感光体ドラムは、不図示の回転機構により、図1における面内で矢印方向に回転するものとする。
感光体ドラム2030a、帯電チャージャ2032a、現像ローラ2033a、トナーカートリッジ2034a、及びクリーニングユニット2031aは、組として使用され、ブラックの画像を形成する画像形成ステーション(以下では、便宜上「Kステーション」ともいう)を構成する。
感光体ドラム2030b、帯電チャージャ2032b、現像ローラ2033b、トナーカートリッジ2034b、及びクリーニングユニット2031bは、組として使用され、シアンの画像を形成する画像形成ステーション(以下では、便宜上「Cステーション」ともいう)を構成する。
感光体ドラム2030c、帯電チャージャ2032c、現像ローラ2033c、トナーカートリッジ2034c、及びクリーニングユニット2031cは、組として使用され、マゼンタの画像を形成する画像形成ステーション(以下では、便宜上「Mステーション」ともいう)を構成する。
感光体ドラム2030d、帯電チャージャ2032d、現像ローラ2033d、トナーカートリッジ2034d、及びクリーニングユニット2031dは、組として使用され、イエローの画像を形成する画像形成ステーション(以下では、便宜上「Yステーション」ともいう)を構成する。
各帯電チャージャは、対応する感光体ドラムの表面をそれぞれ均一に帯電させる。
光走査装置2010は、上位装置からの多色の画像情報(ブラック画像情報、シアン画像情報、マゼンタ画像情報、イエロー画像情報)に基づいて、各色毎に変調された光束を、対応する帯電された感光体ドラムの表面にそれぞれ照射する。これにより、各感光体ドラムの表面では、光が照射された部分だけ電荷が消失し、画像情報に対応した潜像が各感光体ドラムの表面にそれぞれ形成される。ここで形成された潜像は、感光体ドラムの回転に伴って対応する現像ローラの方向に移動する。なお、この光走査装置2010の構成については後述する。
トナーカートリッジ2034aにはブラックトナーが格納されており、該トナーは現像ローラ2033aに供給される。トナーカートリッジ2034bにはシアントナーが格納されており、該トナーは現像ローラ2033bに供給される。トナーカートリッジ2034cにはマゼンタトナーが格納されており、該トナーは現像ローラ2033cに供給される。トナーカートリッジ2034dにはイエロートナーが格納されており、該トナーは現像ローラ2033dに供給される。
各現像ローラは、回転に伴って、対応するトナーカートリッジからのトナーが、その表面に薄く均一に塗布される。そして、各現像ローラの表面のトナーは、対応する感光体ドラムの表面に接すると、該表面における光が照射された部分にだけ移行し、そこに付着する。すなわち、各現像ローラは、対応する感光体ドラムの表面に形成された潜像にトナーを付着させて顕像化させる。ここでトナーが付着した像(以下、便宜上「トナー画像」という)は、感光体ドラムの回転に伴って転写ベルト2040の方向に移動する。
イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナー画像は、所定のタイミングで転写ベルト2040上に順次転写され、重ね合わされてカラー画像が形成される。
給紙トレイ2060には記録紙が格納されている。この給紙トレイ2060の近傍には給紙コロ2054が配置されており、該給紙コロ2054は、記録紙を給紙トレイ2060から1枚づつ取り出し、レジストローラ対2056に搬送する。該レジストローラ対2056は、所定のタイミングで記録紙を転写ベルト2040に向けて送り出す。これにより、転写ベルト2040上のカラー画像が記録紙に転写される。ここで転写された記録紙は、定着ローラ2050に送られる。
定着ローラ2050では、熱と圧力とが記録紙に加えられ、これによってトナーが記録紙上に定着される。ここで定着された記録紙は、排紙ローラ2058を介して排紙トレイ2070に送られ、排紙トレイ2070上に順次スタックされる。
各クリーニングユニットは、対応する感光体ドラムの表面に残ったトナー(残留トナー)を除去する。残留トナーが除去された感光体ドラムの表面は、再度対応する帯電チャージャに対向する位置に戻る。
次に、前記光走査装置2010の構成について説明する。
光走査装置2010は、一例として図2〜図5に示されるように、4つの光源(2200a、2200b、2200c、2200d)、4つのカップリングレンズ(2201a、2201b、2201c、2201d)、4つの開口板(2202a、2202b、2202c、2202d)、4つのシリンドリカルレンズ(2204a、2204b、2204c、2204d)、ポリゴンミラー2104、4つのfθレンズ(2105a、2105b、2105c、2105d)、8つの折り返しミラー(2106a、2106b、2106c、2106d、2108a、2108b、2108c、2108d)、4つのトロイダルレンズ(2107a、2107b、2107c、2107d)、4つの光検知センサ(2205a、2205b、2205c、2205d)、4つの光検知用ミラー(2207a、2207b、2207c、2207d)、及び不図示の走査制御装置などを備えている。そして、これらは、光学ハウジング2300(図2〜図4では図示省略、図5参照)の所定位置に組み付けられている。
なお、以下では、便宜上、主走査方向に対応する方向を「主走査対応方向」と略述し、副走査方向に対応する方向を「副走査対応方向」と略述する。
また、便宜上、カップリングレンズ2201a及びカップリングレンズ2201bの光軸に沿った方向を「w1方向」、光源2200a及び光源2200bにおける主走査対応方向を「m1方向」とする。さらに、カップリングレンズ2201c及びカップリングレンズ2201dの光軸に沿った方向を「w2方向」、光源2200c及び光源2200dにおける主走査対応方向を「m2方向」とする。なお、光源2200a及び光源2200bにおける副走査対応方向、光源2200c及び光源2200dにおける副走査対応方向は、いずれもZ軸方向と同じ方向である。
ここでは、光源2200bと光源2200cは、X軸方向に関して離れた位置に配置されている。そして、光源2200aは光源2200bの−Z側に配置されている。また、光源2200dは光源2200cの−Z側に配置されている。
カップリングレンズ2201aは、光源2200aから射出された光束の光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。
カップリングレンズ2201bは、光源2200bから射出された光束の光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。
カップリングレンズ2201cは、光源2200cから射出された光束の光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。
カップリングレンズ2201dは、光源2200dから射出された光束の光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。
開口板2202aは、開口部を有し、カップリングレンズ2201aを介した光束を整形する。
開口板2202bは、開口部を有し、カップリングレンズ2201bを介した光束を整形する。
開口板2202cは、開口部を有し、カップリングレンズ2201cを介した光束を整形する。
開口板2202dは、開口部を有し、カップリングレンズ2201dを介した光束を整形する。
シリンドリカルレンズ2204aは、開口板2202aの開口部を通過した光束を、ポリゴンミラー2104の偏向反射面近傍にZ軸方向に関して結像する。
シリンドリカルレンズ2204bは、開口板2202bの開口部を通過した光束を、ポリゴンミラー2104の偏向反射面近傍にZ軸方向に関して結像する。
シリンドリカルレンズ2204cは、開口板2202cの開口部を通過した光束を、ポリゴンミラー2104の偏向反射面近傍にZ軸方向に関して結像する。
シリンドリカルレンズ2204dは、開口板2202dの開口部を通過した光束を、ポリゴンミラー2104の偏向反射面近傍にZ軸方向に関して結像する。
2つのカップリングレンズ(2201a、2201b)と2つの開口板(2202a、2202b)と2つのシリンドリカルレンズ(2204a、2204b)とからなる光学系は、偏向器前光学系102Aとしてユニット化されている。
2つのカップリングレンズ(2201c、2201d)と2つの開口板(2202c、2202d)と2つのシリンドリカルレンズ(2204c、2204d)とからなる光学系は、偏向器前光学系102Bとしてユニット化されている。
ポリゴンミラー2104は、2段構造の4面鏡を有し、各鏡がそれぞれ偏向反射面となる。そして、1段目(下段)の4面鏡ではシリンドリカルレンズ2204aからの光束及びシリンドリカルレンズ2204dからの光束がそれぞれ偏向され、2段目(上段)の4面鏡ではシリンドリカルレンズ2204bからの光束及びシリンドリカルレンズ2204cからの光束がそれぞれ偏向されるように配置されている。なお、1段目の4面鏡及び2段目の4面鏡は、互いに位相が45°ずれて回転し、書き込み走査は1段目と2段目とで交互に行われる。
ここでは、シリンドリカルレンズ2204a及びシリンドリカルレンズ2204bからの光束はポリゴンミラー2104の−X側に偏向され、シリンドリカルレンズ2204c及びシリンドリカルレンズ2204dからの光束はポリゴンミラー2104の+X側に偏向される。
各fθレンズはそれぞれ、ポリゴンミラー2104の回転に伴って、対応する感光体ドラム面上で光スポットが主走査方向に等速で移動するようなパワーを有する非円弧面形状を有している。
fθレンズ2105a及びfθレンズ2105bは、ポリゴンミラー2104の−X側に配置され、fθレンズ2105c及びfθレンズ2105dは、ポリゴンミラー2104の+X側に配置されている。
そして、fθレンズ2105aとfθレンズ2105bはZ軸方向に積層され、fθレンズ2105aは1段目の4面鏡に対向し、fθレンズ2105bは2段目の4面鏡に対向している。また、fθレンズ2105cとfθレンズ2105dはZ軸方向に積層され、fθレンズ2105cは2段目の4面鏡に対向し、fθレンズ2105dは1段目の4面鏡に対向している。
そこで、ポリゴンミラー2104で偏向されたシリンドリカルレンズ2204aからの光束は、fθレンズ2105a、折返しミラー2106a、トロイダルレンズ2107a、及び折返しミラー2108aを介して、感光体ドラム2030aに照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー2104の回転に伴って感光体ドラム2030aの長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム2030a上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム2030aでの「主走査方向」であり、感光体ドラム2030aの回転方向が、感光体ドラム2030aでの「副走査方向」である。
また、ポリゴンミラー2104で偏向されたシリンドリカルレンズ2204bからの光束は、fθレンズ2105b、折り返しミラー2106b、トロイダルレンズ2107b、及び折返しミラー2108bを介して、感光体ドラム2030bに照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー2104の回転に伴って感光体ドラム2030bの長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム2030b上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム2030bでの「主走査方向」であり、感光体ドラム2030bの回転方向が、感光体ドラム2030bでの「副走査方向」である。
また、ポリゴンミラー2104で偏向されたシリンドリカルレンズ2204cからの光束は、fθレンズ2105c、折り返しミラー2106c、トロイダルレンズ2107c、及び折返しミラー2108cを介して、感光体ドラム2030cに照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー2104の回転に伴って感光体ドラム2030cの長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム2030c上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム2030cでの「主走査方向」であり、感光体ドラム2030cの回転方向が、感光体ドラム2030cでの「副走査方向」である。
また、ポリゴンミラー2104で偏向されたシリンドリカルレンズ2204dからの光束は、fθレンズ2105d、折り返しミラー2106d、トロイダルレンズ2107d、及び折り返しミラー2108dを介して、感光体ドラム2030dに照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー2104の回転に伴って感光体ドラム2030dの長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム2030d上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム2030dでの「主走査方向」であり、感光体ドラム2030dの回転方向が、感光体ドラム2030dでの「副走査方向」である。
なお、各折り返しミラーは、ポリゴンミラー2104から各感光体ドラムに至る各光路長が互いに一致するとともに、各感光体ドラムにおける光束の入射位置及び入射角がいずれも互いに等しくなるように、それぞれ配置されている。
また、各ステーションでは、シリンドリカルレンズとそれに対応するトロイダルレンズとにより、偏向点とそれに対応する感光体ドラム表面とを副走査方向に共役関係とする面倒れ補正光学系が構成されている。
ポリゴンミラー2104と各感光体ドラムとの間の光路上に配置される光学系は、走査光学系とも呼ばれている。本実施形態では、fθレンズ2105aとトロイダルレンズ2107aと折り返しミラー(2106a、2108a)とからKステーションの走査光学系が構成されている。また、fθレンズ2105bとトロイダルレンズ2107bと折り返しミラー(2106b、2108b)とからCステーションの走査光学系が構成されている。そして、fθレンズ2105cとトロイダルレンズ2107cと折り返しミラー(2106c、2108c)とからMステーションの走査光学系が構成されている。さらに、fθレンズ2105dとトロイダルレンズ2107dと折り返しミラー(2106d、2108d)とからYステーションの走査光学系が構成されている。
光検知センサ2205aには、ポリゴンミラー2104で偏向され、Kステーションの走査光学系を介した光束のうち書き込み開始前の光束の一部が、光検知用ミラー2207aを介して入射する。
光検知センサ2205bには、ポリゴンミラー2104で偏向され、Cステーションの走査光学系を介した光束のうち書き込み開始前の光束の一部が、光検知用ミラー2207bを介して入射する。
光検知センサ2205cには、ポリゴンミラー2104で偏向され、Mステーションの走査光学系を介した光束のうち書き込み開始前の光束の一部が、光検知用ミラー2207cを介して入射する。
光検知センサ2205dには、ポリゴンミラー2104で偏向され、Yステーションの走査光学系を介した光束のうち書き込み開始前の光束の一部が、光検知用ミラー2207dを介して入射する。
各光検知センサはいずれも、受光量に応じた信号(光電変換信号)を出力する。
走査制御装置は、各光検知センサの出力信号に基づいて対応する感光体ドラムでの走査開始タイミングを検出する
光源2200aは、一例として図6(A)〜図6(C)に示されるように、円筒状の本体a1、円形板状のステムa2、及び該ステムa2から−w1方向に延びる4本のリード端子a3を有している。また、ステムa2には、V字状の切り欠きa4が対向する2ヶ所に形成されている。さらに、ステムa2には、凹形状の切り欠きa5が形成されている。
そして、光源2200aは、一例として図7に示されるように、2つの発光部(L1、L2)を有している。すなわち、光源2200aは、マルチビーム・レーザダイオードである。これら2つの発光部(L1、L2)は、本体a1内に収容され、ステムa2上にマウントされている。そして、2つの発光部(L1、L2)は、w1方向に直交する平面内で、光源2200aの中心を通る直線上にあり、該中心からの距離が互いに等しくなる位置に配置されている。なお、各発光部と各切り欠きとの位置関係は、これに限定されるものではない。
他の光源(光源2200b、光源2200c、光源2200d)もマルチビーム・レーザダイオードであり、光源2200aと同様な構成を有している。
光学ハウジング2300は、一例として図8に示されるように、コアハウジング120とサブハウジング110を有している。
コアハウジング120は、図9に示されるように、ポリゴンミラー2104及び4つのfθレンズ(2105a、2105b、2105c、2105d)が収容される平面視長方形状の第1部分と、偏向器前光学系102A及び偏向器前光学系102Bが収容される第2部分と含む容体である。この容体は、一例としてアルミダイキャスト製である。
また、この容体の+Y側の壁面は、XZ面に対して約30度傾斜した外壁120a及び外壁120bを含んでいる。そして、外壁120aには、光源2200a及び光源2200bが取り付けられ、外壁120bには、光源2200c及び光源2200dが取り付けられている。
外壁120aには、一例として図10に示されるように、2つの嵌合部(121A、121B)、4つのねじ穴(122A1、122A2、122B1、122B2)、4つのT字状の切り欠き(123A1、123A2、123B1、123B2)が形成されている。
嵌合部121Aと2つのねじ穴(122A1、122A2)と2つのT字状の切り欠き(123A1、123A2)は、組として用いられ、Kステーションに対応している。嵌合部121Bと2つのねじ穴(122B1、122B2)と2つのT字状の切り欠き(123B1、123B2)は、組として用いられ、Cステーションに対応している。
2つの嵌合部(121A、121B)は、Z軸方向に隣接して形成されている。ここでは、嵌合部121Bが、嵌合部121Aの+Z側に形成されている。
各嵌合部は、円形の段付き開口部である。嵌合部121Aは、光源2200aが取り付けられる嵌合部であり、嵌合部121Bは、光源2200bが取り付けられる嵌合部である。
ねじ穴122A1は、嵌合部121Aの−m1側に形成され、ねじ穴122A2は、嵌合部121Aの+m1側に形成されている。
切り欠き123A1は、ねじ穴122A1の−m1側に形成され、切り欠き123A2は、ねじ穴122A2の+m1側に形成されている。
ねじ穴122B1は、嵌合部121Bの−m1側に形成され、ねじ穴122B2は、嵌合部121Bの+m1側に形成されている。
切り欠き123B1は、ねじ穴122B1の−m1側に形成され、切り欠き123B2は、ねじ穴122B2の+m1側に形成されている。
外壁120bには、図11に示されるように、2つの嵌合部(121C、121D)、4つのねじ穴(122C1、122C2、122D1、122D2)、4つのT字状の切り欠き(123C1、123C2、123D1、123D2)が形成されている。
嵌合部121Cと2つのねじ穴(122C1、122C2)と2つのT字状の切り欠き(123C1、123C2)は、組として用いられ、Mステーションに対応している。嵌合部121Dと2つのねじ穴(122D1、122D2)と2つのT字状の切り欠き(123D1、123D2)は、組として用いられ、Yステーションに対応している。
2つの嵌合部(121C、121D)は、Z軸方向に隣接して形成されている。ここでは、嵌合部121Cが、嵌合部121Dの+Z側に形成されている。
各嵌合部は、円形の段付き開口部である。嵌合部121Cは、光源2200cが取り付けられる嵌合部であり、嵌合部121Dは、光源2200dが取り付けられる嵌合部である。
ねじ穴122C1は、嵌合部121Cの−m2側に形成され、ねじ穴122C2は、嵌合部121Cの+m2側に形成されている。
切り欠き123C1は、ねじ穴122C1の−m2側に形成され、切り欠き123C2は、ねじ穴122C2の+m2側に形成されている。
ねじ穴122D1は、嵌合部121Dの−m2側に形成され、ねじ穴122D2は、嵌合部121Dの+m2側に形成されている。
切り欠き123D1は、ねじ穴122D1の−m2側に形成され、切り欠き123D2は、ねじ穴122D2の+m2側に形成されている。
図12及び図13には、嵌合部121Aに光源2200aが取り付けられ、嵌合部121Bに光源2200bが取り付けられた状態が示されている。また、図14には、嵌合部121Cに光源2200cが取り付けられ、嵌合部121Dに光源2200dが取り付けられた状態が示されている。なお、各嵌合部はいずれも光源と滑合程度のはめあい公差で作られている。このときは、各光源のステム部が、嵌合部の段部に当接した状態となっている。
光源2200aは、保持部材125Aを介して外壁120aに固定される。この保持部材125Aは、一例として図15に示されるように、m1方向を長手方向とする長方形状の板部材であり、開口部125A1、2つの長孔(125A2、125A3)、2つのスリット(125A4、125A5)が形成されている。
開口部125A1は、光源2200aのステムが挿入される円形状の開口部であり、保持部材125Aの中央に形成されている。開口部125A1には、ステムa2の凹形状の切り欠きa5に係合される突起部125A6が設けられている。
この突起部125A6は、一例として図16に示されるように、ステムa2の凹形状の切り欠きa5が−Z側端部から反時計回りに角度θだけ回動した姿勢で係合される位置に設けられている。この角度θは、光源から射出される2つの光束のビームピッチが、所望のビームピッチに近くなるように予め設定された角度である。
また、開口部125A1の周囲で、−w1側には、ステムa2の−w1側の面に当接される3つの係止爪125A7が設けられている。なお、各係止爪125A7の形状は、同じであっても良い。
長孔125A2は、ねじ穴122A1に対応し、開口部125A1の−m1側に形成されている。長孔125A3は、ねじ穴122A2に対応し、開口部125A1の+m1側に形成されている。
スリット125A4は、T字状の切り欠き123A1に対応して−m1側端部に形成され、スリット125A5は、T字状の切り欠き123A2に対応して+m1側端部に形成されている。
光源2200bは、保持部材125Bを介して外壁120aに固定されている。この保持部材125Bは、一例として図17に示されるように、m1方向を長手方向とする長方形状の板部材であり、開口部125B1、2つの長孔(125B2、125B3)、2つのスリット(125B4、125B5)が形成されている。
開口部125B1は、光源2200bのステムが挿入される円形状の開口部であり、保持部材125Bの中央に形成されている。開口部125B1には、ステムの凹形状の切り欠きに係合される突起部125B6が設けられている。
この突起部125B6は、一例として図18に示されるように、凹形状の切り欠きが+Z側端部から反時計回りに角度θだけ回動した姿勢で係合される位置に設けられている。
また、開口部125B1の周囲で、−w1側には、ステムの−w1側の面に当接される3つの係止爪125B7が設けられている。なお、各係止爪125B7の形状は、同じであっても良い。
長孔125B2は、ねじ穴122B1に対応し、開口部125B1の−m1側に形成されている。長孔125B3は、ねじ穴122B2に対応し、開口部125B1の+m1側に形成されている。
スリット125B4は、T字状の切り欠き123B1に対応して−m1側端部に形成され、スリット125B5は、T字状の切り欠き123B2に対応して+m1側端部に形成されている。
保持部材125A及び保持部材125Bにおける光源のリード端子と対向する面は、例えば、ビニールコーティングされており、絶縁性を有している。なお、各保持部材の全表面が絶縁性を有していても良い。また、ビニールコーティングに限定されるものではなく、要するに絶縁性を有していれば良い。
図15と図17からわかるように、保持部材125Bは、w1方向に平行な軸回りに180度回転させると、上記保持部材125Aと同じ形状になる。すなわち、保持部材125Bは、保持部材125Aと同じ形状である。
保持部材125Aは、図19に示されるように、開口部125A1に光源2200aのステムa2が挿入され、突起部125A6にステムa2の凹形状の切り欠きa5が係合され、3つの係止爪125A7にステムa2の−w1側の面が当接された状態で、長孔125A2及び長孔125A3に挿入されたねじ126が外壁120aに螺合されることで、外壁120aに取り付けられている。このねじ126は、一例として図20に示されるように、保持部材125Aを外壁120aに押しつけるための弾性部材を有している。これにより、光源2200aはコアハウジング120に対して安定的にその姿勢が規定された状態となる。
図19に戻り、保持部材125Bは、開口部125B1に光源2200bのステムが嵌合され、突起部125B6に該ステムの凹形状の切り欠きが係合され、3つの係止爪125B7にステムの−w1側の面が当接された状態で、長孔125B2及び長孔125B3に挿入されたねじ126が外壁120aに螺合されることで、外壁120aに取り付けられている。これにより、光源2200bはコアハウジング120に対して安定的にその姿勢が規定された状態となる。
光源2200cは、保持部材125Cを介して外壁120bに固定される。この保持部材125Cは、一例として図21に示されるように、m2方向を長手方向とする長方形状の板部材であり、開口部125C1、2つの長孔(125C2、125C3)、2つのスリット(125C4、125C5)が形成されている。
開口部125C1は、光源2200cのステムが挿入される円形状の開口部であり、保持部材125Cの中央に形成されている。開口部125C1には、ステムの凹形状の切り欠きに係合される突起部125C6が設けられている。
この突起部125C6は、一例として図22に示されるように、凹形状の切り欠きが+Z側端部から反時計回りに角度θだけ回動した姿勢で係合される位置に設けられている。
また、開口部125C1の周囲で、−w2側には、ステムの−w2側の面に当接される3つの係止爪125C7が設けられている。なお、各係止爪125C7の形状は、同じであっても良い。
長孔125C2は、ねじ穴122C1に対応し、開口部125C1の−m2側に形成されている。長孔125C3は、ねじ穴122C2に対応し、開口部125C1の+m2側に形成されている。
スリット125C4は、T字状の切り欠き123C1に対応して−m2側端部に形成され、スリット125C5は、T字状の切り欠き123C2に対応して+m2側端部に形成されている。
図17と図21からわかるように、保持部材125Cは、上記保持部材125Bと同じ形状である。
光源2200dは、保持部材125Dを介して外壁120bに固定される。この保持部材125Dは、一例として図23に示されるように、m2方向を長手方向とする長方形状の板部材であり、開口部125D1、2つの長孔(125D2、125D3)、2つのスリット(125D4、125D5)が形成されている。
開口部125D1は、光源2200dのステムが挿入される円形状の開口部であり、保持部材125Dの中央に形成されている。開口部125D1には、ステムの凹形状の切り欠きに係合される突起部125D6が設けられている。
この突起部125D6は、一例として図24に示されるように、凹形状の切り欠きが−Z側端部から反時計回りに角度θだけ回動した姿勢で係合される位置に設けられている。
また、開口部125D1の周囲で、−w2側には、ステムの−w2側の面に当接される3つの係止爪125D7が設けられている。なお、各係止爪125D7の形状は、同じであっても良い。
長孔125D2は、ねじ穴122D1に対応し、開口部125D1の−m2側に形成されている。長孔125D3は、ねじ穴122D2に対応し、開口部125D1の+m2側に形成されている。
スリット125D4は、T字状の切り欠き123D1に対応して−m2側端部に形成され、スリット125D5は、T字状の切り欠き123D2に対応して+m2側端部に形成されている。
保持部材125C及び保持部材125Dにおける光源のリード端子と対向する面は、例えば、ビニールコーティングされており、絶縁性を有している。なお、各保持部材の全表面が絶縁性を有していても良い。また、ビニールコーティングに限定されるものではなく、要するに絶縁性を有していれば良い。
図15と図23からわかるように、保持部材125Dは、上記保持部材125Aと同じ形状である。すなわち、保持部材125A〜保持部材125Dは、いずれも同じ形状である。
保持部材125Cは、図25に示されるように、開口部125C1に光源2200cのステムが挿入され、突起部125C6にステムの凹形状の切り欠きが係合され、3つの係止爪125C7にステムの−w2側の面が当接された状態で、長孔125C2及び長孔125C3に挿入されたねじ126が外壁120bに螺合されることで、外壁120bに取り付けられている。これにより、光源2200cはコアハウジング120に対して安定的にその姿勢が規定された状態となる。
保持部材125Dは、開口部125D1に光源2200dのステムが嵌合され、突起部125D6にステムの凹形状の切り欠きが係合され、3つの係止爪125D7にステムの−w2側の面が当接された状態で、長孔125D2及び長孔125D3に挿入されたねじ126が外壁120bに螺合されることで、外壁120bに取り付けられている。これにより、光源2200dはコアハウジング120に対して安定的にその姿勢が規定された状態となる。
ところで、保持部材125Bを外壁120aに仮固定する際のねじ締めの程度を、本固定時よりも少しゆるめ(本固定する際のねじ締めによって保持部材125Bが回動しない程度で、例えば本固定時の7〜8割の力でのねじ締め)にしておくと、仮固定された状態で、保持部材125Bは、光源2200bの中心を通り、w1方向に平行な軸回りに回動可能である。
ここでは、一例として図26に示されるように、保持部材125Bのスリット125B4と外壁120aの切り欠き部123B1との間に、例えばマイナスドライバ127の先端部を挿入し、このマイナスドライバ127をw1方向に平行な軸回りに回す(ねじる)ことで、保持部材125Bを回動させている。そして、この保持部材125Bの回動に伴って、光源2200bは、その中心を通り、w1方向に平行な軸回りに回動することとなる。すなわち、光源2200bの角度調整が行われる。
例えば、光源2200bを、図27(A)に示される状態から時計回りに角度αだけ回転させると、図27(B)に示されるように、2つの発光部(L1、L2)のZ軸方向に関する距離を、d1からd2に変化させることができる。その結果、光源2200bから射出される2つの光束のビームピッチはd1からd2に変化する。
同様に、保持部材125Aを外壁120aに仮固定する際のねじ締めの程度を、本固定時よりも少しゆるめにしておくと、仮固定された状態で、保持部材125Aは、光源2200aの中心を通り、w1方向に平行な軸回りに回動可能である。すなわち、光源2200bと同様にして、光源2200aの角度調整を行うことができる。
また、保持部材125Cを外壁120bに仮固定する際のねじ締めの程度を、本固定時よりも少しゆるめにしておくと、仮固定された状態で、保持部材125Cは、光源2200cの中心を通り、w2方向に平行な軸回りに回動可能である。すなわち、光源2200bと同様にして、光源2200cの角度調整を行うことができる。
さらに、保持部材125Dを外壁120bに仮固定する際のねじ締めの程度を、本固定時よりも少しゆるめにしておくと、仮固定された状態で、保持部材125Dは、光源2200dの中心を通り、w2方向に平行な軸回りに回動可能である。すなわち、光源2200bと同様にして、光源2200dの角度調整を行うことができる。
各保持部材は、光源の角度調整が終了するとそれぞれ本固定される。このとき、光源の回動や移動はほとんどない。
図8に戻り、サブハウジング110は、Y軸方向に対向している一対の側板(111、112)と、これらの側板を連結する5つの連結部材113を有している。各側板は、それらの長手方向がX軸方向と一致するように配置されている。
各側板は、例えば金属板を板金加工することにより製作されている。そして、各側板には、複数の開口部が形成されている。また、側板112の中央部には矩形状の切り欠き部が形成され、該切り欠き部には側板112の一部が水平に折り曲げられた折り曲げ部112aが形成されている。
連結部材113は、断面形状がU字状の長尺部材であり、Y軸方向の両端部がそれぞれ側板に固定されている。これにより、側板111と側板112は平行状態で連結される。
サブハウジング110には、4つのトロイダルレンズ(2107a、2107b、2107c、2107d)、8つの折り返しミラー(2106a、2106b、2106c、2106d、2108a、2108b、2108c、2108d)、4つの光検知センサ(2205a、2205b、2205c、2205d)、4つの光検知用ミラー(2207a、2207b、2207c、2207d)などが保持される。
そして、コアハウジング120の下面が折り曲げ部112aに支持され、更にコアハウジング120の−Y側の側面が側板111にボルト等で固定される。これにより、コアハウジング120とサブハウジング110は、一体化される(図28参照)。
そして、Z軸方向から見たときの、光源2200bの2つの発光部から射出された光束の主光線の光路、及び光源2200cの2つの発光部から射出された光束の主光線の光路が、図29に示されている。ここでは、発光部L1から射出された光束をch1、発光部L2から射出された光束をch2としている。
光源2200bから射出されポリゴンミラー2104で−X側に偏向された2つの光束は、ch1がch2の+Y側に位置し、光源2200cから射出されポリゴンミラー2104で+X側に偏向された2つの光束は、ch1がch2の−Y側に位置している。すなわち、主走査方向に関していうと、いずれにおいても、ch1に対するch2のずれ方向は同じである。
また、Y軸方向から見たときの、光源2200bの2つの発光部から射出された光束の主光線の光路が、図30に示されている。なお、図30では、便宜上、w1方向が−X方向と一致するように、光源2200b及び偏向器前光学系102Aを回転させている。
ここでは、折り返しミラー2108bで反射され感光体ドラム2030bに向かう2つの光束は、ch1がch2の−X側に位置している。
そして、Y軸方向から見たときの、光源2200cの2つの発光部から射出された光束の主光線の光路が、図31に示されている。なお、図31では、便宜上、w2方向が+X方向と一致するように、光源2200c及び偏向器前光学系102Bを回転させている。
ここでは、折り返しミラー2108cで反射され感光体ドラム2030cに向かう2つの光束は、ch1がch2の+X側に位置している。
そこで、走査制御装置は、光源2200bに対してはch1よりもch2のほうで先に書き込みが行われるように駆動制御し、光源2200cに対してはch2よりもch1のほうで先に書き込みが行われるように駆動制御している。また、主走査方向に関してもch1とch2とでは位置が異なるので、発光タイミングに所定の遅延処理を付加して書き込みを行っている。
ところで、走査制御装置での各光源の駆動制御を同じにしようとすると、例えば図32に示されるように、折り返しミラー2108bで反射され感光体ドラム2030bに向かう2つの光束において、ch1がch2の+X側に位置するようにする必要がある。
そのためには、図33に示されるように、光源2200bにおける凹形状の切り欠きが+Z側端部から時計回りに角度θだけ回動した姿勢にしなければならない。すなわち、図34に示されるように、上記保持部材125Bに代えて、保持部材125B´を用いる必要がある。この保持部材125B´は、上記保持部材125A〜125Dとは異なる形状である。
この場合には、保持部材として、形状が酷似した2種類の部品が存在することになる。レーザダイオードは5mm角程度の大きさなので、保持部材における突起部は非常に小さく、部品の間違いに気付きにくい。そこで、光走査装置を製造する際に、誤った部品が取り付けられるおそれがある。
しかしながら、本実施形態に係る光走査装置2010では、各保持部材はいずれも同じ形状である。すなわち、保持部材として、1種類の部品のみが存在することになる。そこで、光走査装置を製造する際に、誤った部品が取り付けられるおそれはない。
また、光源2200aの2つの発光部から射出された光束の主光線の光路、及び光源2200dの2つの発光部から射出された光束の主光線の光路が、図35〜図37に示されている。
この場合には、走査制御装置は、光源2200aに対してはch2よりもch1のほうで先に書き込みが行われるように駆動制御し、光源2200dに対してはch1よりもch2のほうで先に書き込みが行われるように駆動制御している。
以上の説明から明らかなように、本実施形態に係る光走査装置2010では、各偏向器前光学系とポリゴンミラー2104と各走査光学系とによって光学系が構成されている。
以上説明したように、本実施形態に係る光走査装置2010によると、それぞれ複数の発光部を有する4つの光源(2200a、2200b、2200c、2200d)と、4つの光源からの各光束をそれぞれ対応する感光体ドラムの表面に集光するとともに、該感光体ドラムの表面の光スポットを主走査方向に移動させる光学系と、該光学系が収容されるとともに、4つの光源が取り付けられる光学ハウジング2300と、4つの光源をそれぞれ保持し光学ハウジング2300に固定する4つの保持部材(125A、125B、125C、125D)とを備えている。
光源2200a及び光源2200bは、それぞれ保持部材125A及び保持部材125Bに保持され、Z軸方向(副走査対応方向)に隣接して、光学ハウジング2300に取り付けられている。光源2200c及び光源2200dは、それぞれ保持部材125C及び保持部材125Dに保持され、Z軸方向(副走査対応方向)に隣接して、光学ハウジング2300に取り付けられている。そして、各保持部材は、いずれも同じ形状である。
走査制御装置は、光源2200aに対してはch2よりもch1のほうで先に書き込みが行われるように駆動制御し、光源2200bに対してはch1よりもch2のほうで先に書き込みが行われるように駆動制御し、光源2200cに対してはch2よりもch1のほうで先に書き込みが行われるように駆動制御し、光源2200dに対してはch1よりもch2のほうで先に書き込みが行われるように駆動制御している。
この場合には、保持部材として、1種類の部品のみが存在することになり、光走査装置を製造する際に、誤った部品が取り付けられるおそれはない。そこで、保持部材を取り付ける際に部品のチェックを従来よりも簡素化することが可能となる。また、取り付け誤りを修正する工程が不要となる。その結果、生産性を向上させることができる。さらに、初心者であっても、迅速に作業を行うことができる。そして、部品(在庫)管理が簡単になる。
また、例えば、Z軸方向に関する2つの発光部の間隔を小さくする場合に、光源2200bの回転方向と光源2200cの回転方向とが同じであるため、光源の角度調整の作業性を向上させることができる。
同様に、例えば、Z軸方向に関する2つの発光部の間隔を小さくする場合に、光源2200aの回転方向と光源2200dの回転方向とが同じであるため、光源の角度調整の作業性を向上させることができる。
また、各保持部材では、突起部が予め角度θだけ回転した位置に設けられている。そこで、角度調整の際の調整量を少なくすることが可能である。すなわち、調整を開始した時点で、すでに所望の調整位置に近い位置にきているので、調整に要する時間を短縮することができる。また、この場合には、L1とL2が入れ替わるような回転をさせることがなくなる。そこで、角度調整の際に、時計回り及び反時計まわりのどちらに回動させればよいのか分からないというおそれはない。
また、各光源の角度調整は、各保持部材が仮固定された状態で行われ、本固定する際に、光源の回動や移動が抑制されるため、各ステージョンでの光学特性を揃えることができる。
また、ねじ126は、各保持部材を外壁に押しつけるための弾性部材を有しているため、各保持部材を回動させる際のトルクを安定させることができる。その結果、調整時間の短縮を促進することができる。
また、各保持部材における光源のリード端子と対向する面が絶縁性を有しているため、光源が静電気によって破壊されるのを防止することができる。
また、本実施形態に係るカラープリンタ2000によると、光走査装置2010を備えているため、高コスト化を招くことなく、高品質の画像を形成することができる。
なお、上記実施形態では、各保持部材がねじ止めによって本固定される場合について説明したが、接着や溶着によって本固定されても良い。
また、光源2200aと光源2200bがm1方向に離れて外壁120aに取り付けられる場合の例が図38に示されている。同様に、光源2200cと光源2200dがm2方向に離れて外壁120bに取り付けられる場合の例が図39に示されている。この場合であっても、各保持部材は同じ形状のものを用いることができる。
また、上記実施形態では、各光源が2つの発光部を有する場合について説明したが、これに限定されるものではない。要するに、各光源が複数の発光部を有していれば良い。
また、上記実施形態では、光学ハウジングが、コアハウジング120とサブハウジング110とを有する場合について説明したが、これに限らず、コアハウジングとサブハウジングとが一体的に構成された光学ハウジングであっても良い。
また、上記実施形態では、光走査装置2010がプリンタに用いられる場合について説明したが、プリンタ以外の画像形成装置、例えば、複写機、ファクシミリ、又は、これらが集約された複合機にも好適である。