JP6428654B2 - 光走査装置、画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、レーザー光を走査する光走査装置及び画像形成装置に関する。

カラー対応の電子写真方式の画像形成装置は、各色に対応する複数のレーザー光を各色に対応する像担持体に走査させることにより、画像データに基づく静電潜像を像担持体各々に形成する光走査装置を備える（例えば、特許文献１参照）。この種の光走査装置には、複数の光源から照射される複数のレーザー光を走査させる光走査部材、及びその光走査部材で走査される複数のレーザー光を複数の像担持体に導く光学部材が設けられる。光学部材には、レーザー光各々の像担持体各々への入射経路上に配置される反射ミラー及び走査レンズなどが含まれる。

特開２００６−１８４７５０号公報

ところで、光走査装置の高さ方向のサイズは、光学部材に含まれる反射ミラー及び走査レンズなどの配置構造によって定まることがある。具体的に、光走査装置には、走査レンズを通過したレーザー光を反射する折り返しミラーと、その折り返しミラーで反射した後のレーザー光を上方に配置される像担持体に向けて反射させる出射ミラーとが設けられることがある。この場合には、光走査装置の高さ方向のサイズが、折り返しミラーと出射ミラーとの上下方向の配置関係によって定まることがある。特に、光走査装置において、レーザー光が、走査部材において上方に向けて反射する構成では、反射ミラー及び走査レンズとレーザー光の経路との干渉を避けて反射ミラー及び走査レンズなどを配置するために光走査装置の低背化が阻害されることがある。

本発明の目的は、低背化を実現することが可能な光走査装置及び画像形成装置を提供することにある。

本発明の一の局面に係る光走査装置は、複数の光源と、第１反射部と、走査部材と、走査レンズと、第２反射部と、第３反射部とを備える。複数の前記光源は、レーザー光を照射する。前記第１反射部は、水平方向を軸に下方に向けて傾斜すると共に鉛直方向を軸に傾斜する反射面を有し、複数の前記光源から照射される複数の前記レーザー光を反射させる。前記走査部材は、前記鉛直方向に平行な偏向面を有し、前記第１反射部で反射して前記偏向面に入射する複数の前記レーザー光を反射させて走査させる。前記走査レンズは、前記レーザー光の進行方向に沿って光軸が下降する姿勢で配置され、前記走査部材で走査される複数の前記レーザー光の結像に用いられる。前記第２反射部は、複数の前記レーザー光に対応して設けられ、前記走査レンズを通過した後の前記レーザー光を複数の像担持体各々に向けて上方に反射させる。前記第３反射部は、前記第２反射部よりも下方に配置され、前記走査レンズを通過した後の前記レーザー光を前記第２反射部に向けて反射させる。

本発明の他の局面に係る画像形成装置は、前記光走査装置と、前記光走査装置から出射される複数の前記レーザー光によって静電潜像が形成される複数の前記像担持体とを備える。

本発明によれば、低背化を実現することが可能な光走査装置及び画像形成装置が提供される。

図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。 図２は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の光源ユニットの斜視図である。 図３は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の光源ユニットの平面図である。 図４は、図３におけるＩＶ−ＩＶ断面図である。 図５は、本発明の実施形態に係る光走査装置におけるレーザー光の経路を模式的に示す概念図である。 図６は、本発明の実施形態に係る光走査装置におけるレーザー光の経路を模式的に示す概念図である。 図７は、比較例に係る光走査装置におけるレーザー光の経路を模式的に示す概念図である。 図８は、比較例に係る光走査装置におけるレーザー光の経路を模式的に示す概念図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格を有さない。また、前記添付図面において定義される上下左右又は前後の方向を用いて説明することがある。

まず、本発明の実施の形態に係る画像形成装置１０の概略構成について説明する。

図１に示すように、画像形成装置１０は、複数の画像形成ユニット１〜４と、中間転写ベルト５、光走査装置６、二次転写ローラー７、定着装置８、排紙トレイ９、給紙カセット２１、及び搬送経路２２などを備えるカラープリンターである。画像形成装置１０は、入力される画像データに基づいて紙などのシートにモノクロ画像又はカラー画像を形成する。また、本発明に係る画像形成装置は、例えばファクシミリ装置、コピー機、又は複合機であってもよい。

画像形成ユニット１〜４各々は、感光体ドラム（像担持体）、帯電装置、現像装置、一次転写ローラー、及びクリーニング装置などを備える電子写真方式の画像形成ユニットである。画像形成ユニット１〜４は、中間転写ベルト５の走行方向に沿って並設されており、所謂タンデム方式の画像形成部を構成している。具体的に、画像形成ユニット１ではＣ（シアン）、画像形成ユニット２ではＭ（マゼンダ）、画像形成ユニット３ではＹ（イエロー）、画像形成ユニット４ではＫ（ブラック）に対応するトナー像が形成される。なお、画像形成ユニット１〜４の前記現像装置には、トナーコンテナ１１〜１４から各色のトナー（現像剤）が供給される。中間転写ベルト５は、画像形成ユニット１〜４各々の前記感光体ドラムに形成された各色のトナー像が重ね合わせて転写される中間転写部材である。中間転写ベルト５のトナー像は、二次転写ローラー７によって給紙カセット２１から供給されるシートに転写され、定着装置８によってそのシートに溶融定着される。

光走査装置６は、光源ユニット６１、ポリゴンミラー６２、第２反射部６３、第３反射部６４、第１走査レンズ６５、及び第２走査レンズ６６などを備える。そして、光走査装置６は、入力される各色の画像データに基づいて、光源ユニット６１から照射されるレーザー光を画像形成ユニット１〜４各々の前記感光体ドラムに走査することにより前記感光体ドラム各々に静電潜像を形成する。

光源ユニット６１は、画像形成ユニット１〜４各々に対応するレーザー光を出射する。ポリゴンミラー６２は、鉛直方向に平行な複数の偏向面６２Ａを有しており、所定の駆動モーターによって回転される走査部材である。これにより、ポリゴンミラー６２は、光源ユニット６１から出射されて偏向面６２Ａに入射する複数のレーザー光を反射させて予め定められた主走査方向に沿って走査させる。例えば、ポリゴンミラー６２は、平面視が正六角形状となる６つの偏向面６２Ａを有する。

ポリゴンミラー６２で走査されるレーザー光のうち画像形成ユニット１〜３に対応するレーザー光は、第１走査レンズ６５、第３反射部６４、第２走査レンズ６６を経て第２反射部６３に導かれる。一方、ポリゴンミラー６２で走査されるレーザー光のうち画像形成ユニット４に対応するレーザー光は、第１走査レンズ６５及び第２走査レンズ６６を経て第２反射部６３に導かれる。

第２反射部６３は、ポリゴンミラー６２で走査された後、第１走査レンズ６５及び第２走査レンズ６６を通過した後のレーザー光を画像形成ユニット１〜４各々の前記感光体ドラムに向けて上方に反射させる反射ミラーである。特に、第２反射部６３各々は、第２反射部６３におけるレーザー光各々の反射位置がポリゴンミラー６２の偏向面６２Ａにおけるレーザー光各々の反射位置と同じ高さ位置又は当該反射位置より上方に位置するように配置されている。なお、画像形成ユニット３については、二つの第２反射部６３が配置されており、その二つの第２反射部６３が、第１走査レンズ６５及び第２走査レンズ６６を通過した後のレーザー光を前記感光体ドラムに向けて上方に反射させる第２反射部を構成している。また、画像形成ユニット３に対応する二つの第２反射部６３うちレーザー光の通過経路における下流側の第２反射部６３のみを第２反射部として捉えてもよい。

第３反射部６４は、第２反射部６３の下方に配置される反射ミラーである。そして、第３反射部６４は、ポリゴンミラー６２で走査された後、第１走査レンズ６５を通過した後のレーザー光を第２反射部６３に向けて反射させる。特に、第３反射部６４各々は、第３反射部６４におけるレーザー光各々の反射位置がポリゴンミラー６２の偏向面６２Ａにおけるレーザー光各々の反射位置と同じ高さ位置又は当該反射位置より下方に位置するように配置されている。

第１走査レンズ６５は、レーザー光の進行方向においてポリゴンミラー６２の下流側に配置され、複数のレーザー光の走査レンズとして兼用される。一方、第２走査レンズ６６は、レーザー光各々に対応して設けられている。具体的に、画像形成ユニット１〜３に対応する第２走査レンズ６６は、第３反射部６４と第２反射部６３との間に配置されており、画像形成ユニット４に対応する第２走査レンズ６６は、第１走査レンズ６５と第２反射部６３との間に配置されている。そして、光走査装置６では、ポリゴンミラー６２で走査される各レーザー光が第１走査レンズ６５及び第２走査レンズ６６によって各前記感光体ドラムに結像される。

次に、図２〜図４を参照しつつ、光走査装置６に搭載される光源ユニット６１について説明する。

図２〜図４に示されるように、光源ユニット６１は、支持体７０、基板７１、光源７２、コリメーターレンズ７３、アパーチャー７４、反射ミラー７５、シリンドリカルレンズ７６、及び第１反射部７７などを備える。なお、光源７２、コリメーターレンズ７３、アパーチャー７４、及び反射ミラー７５は、画像形成ユニット１〜４の前記感光体ドラムごとに対応して設けられている。一方、シリンドリカルレンズ７６及び第１反射部７７は、複数の前記感光体ドラムに共通する。

光源７２各々は、レーザー光を照射する半導体レーザー素子であって、基板７１に搭載されている。なお、光源７２は、１つのレーザー光を出射するシングルビーム光源又は、複数のレーザー光を照射可能なモノリシックマルチビーム光源である。コリメーターレンズ７３各々は、光源７２各々から照射されるレーザー光を平行光にする。アパーチャー７４各々は、コリメーターレンズ７３各々を通過した後のレーザー光の光路幅を制限する開口を有する。なお、アパーチャー７４の開口は、左右方向に平行な方向が長手方向となる矩形又は楕円形である。

反射ミラー７５各々は、光源７２から出射されてコリメーターレンズ７３及びアパーチャー７４を通過した後のレーザー光をシリンドリカルレンズ７６に向けて反射させる。シリンドリカルレンズ７６は、前記レーザー光各々を収束させてポリゴンミラー６２の偏向面６２Ａ上に線像として結像させる。第１反射部７７は、シリンドリカルレンズ７６を通過した後のレーザー光各々をポリゴンミラー６２に向けて反射する反射面７７Ａを有する反射ミラーである。

ところで、光走査装置６の高さ方向のサイズは、第２反射部６３、第３反射部６４、及び第２走査レンズ６６などの配置構造によって定まることがある。具体的に、光走査装置６の高さ方向のサイズが、第３反射部６４と第２反射部６３との上下方向の配置関係によって定まることがある。特に、光走査装置６において、レーザー光がポリゴンミラー６２で上方に向けて反射する構成では、第２反射部６３，第３反射部６４、及び第２走査レンズ６７とレーザー光の反射経路との干渉を避けて第２反射部６３，第３反射部６４、及び第２走査レンズ６７などを配置するために光走査装置６の低背化が阻害されることがある。これに対し、本実施形態に係る画像形成装置１０の光走査装置６では、光走査装置６の低背化を図ることが可能である。

ここに、図５及び図６は、本実施形態に係る光走査装置６におけるレーザー光の経路を模式的に示す概念図である。図５に示されるように、光走査装置６では、光源ユニット６１の第１反射部７７の反射面７７Ａは、水平方向を軸に予め定められた角度だけ下方に向けて傾斜した状態で配置されている。また、第１反射部７７の反射面７７Ａは、鉛直方向を軸に予め定められた角度だけ傾斜した状態で配置されており、複数の光源７２から照射されて反射ミラー７５で反射した後の複数のレーザー光をポリゴンミラー６２に向けて反射する。

このように構成された光走査装置６では、第１反射部７７が、光源７２各々から照射されてシリンドリカルレンズ７６を通過した後のレーザー光各々を下方に向けて打ち下ろす態様で反射させることになる。なお、図５に一点鎖線で示される基準位置Ｐ１１は、ポリゴンミラー６２の偏向面６２Ａにおけるレーザー光の反射位置を通過し水平方向に平行な線分である。

図５に示されるように、光源７２から照射されるレーザー光各々は、ポリゴンミラー６２の偏向面６２Ａに対して上方から傾斜して入射し、偏向面６２Ａで反射して下方に向けて出射される。なお、複数の光源７２のうち最も下方に配置された光源７２については、ポリゴンミラー６２の偏向面６２Ａに対して水平に入射及び出射してもよい。

そして、光走査装置６では、ポリゴンミラー６２の偏向面６２Ａにおけるレーザー光の入射位置が、光源ユニット６１の第１反射部７７の反射面７７Ａにおけるレーザー光の反射位置よりも下方に位置する関係で光源ユニット６１及びポリゴンミラー６２が配置されている。これにより、第１反射部７７で反射するレーザー光は、その進行方向に沿ってポリゴンミラー６２の偏向面６２Ａに向けて下降して偏向面６２Ａに入射することになる。

一方、図６に示されるように、光走査装置６では、ポリゴンミラー６２の偏向面６２Ａから水平又は下方に向けて出射されるレーザー光各々に対応して第３反射部６４が配置されている。即ち、第３反射部６４各々は、第３反射部６４各々におけるレーザー光の入射位置が、ポリゴンミラー６２の偏向面６２Ａにおけるレーザー光の反射位置と同じ又は当該反射位置よりも下方に位置する状態で配置されている。なお、図６において、上部位置Ｐ１２は、第２反射部６３、第３反射部６４、第１走査レンズ６５、及び第２走査レンズ６６などの光学部品の上端位置であり、下部位置Ｐ１３は、第２反射部６３、第３反射部６４、第１走査レンズ６５、及び第２走査レンズ６６などの光学部品の下端位置である。

そして、光走査装置６では、基準位置Ｐ１１の上方であって、ポリゴンミラー６２から第２反射部６３又は第３反射部６４へのレーザー光の入射経路との干渉を避けた領域に、残り４つの第２反射部６３及び第２走査レンズ６６などが配置されている。これにより、光走査装置６では、高さ方向のサイズが抑制され、低背化が実現可能である。より具体的に、光走査装置６では、第２反射部６３及び第２走査レンズ６６を、後述するようにポリゴンミラー６２から第２反射部６３又は第３反射部６４に向けて打ち上げる方向にレーザー光が反射する構成に比べて下方に配置することが可能である。

ここに、図７及び図８は、光走査装置６の比較例の構成を示す図である。図７に示される光源ユニット６１では、光源ユニット６１の第１反射部７７の反射面７７Ａが傾斜せずに鉛直方向に平行に配置されている。なお、図７に一点鎖線で示される基準位置Ｐ２１は、ポリゴンミラー６２の偏向面６２Ａにおけるレーザー光の反射位置を通過し水平方向に平行な線分である。このように構成された光走査装置６では、４つの光源７２のうち上側に配置された二つの光源７２から照射されるレーザー光が、シリンドリカルレンズ７６を通過した後、第１反射部７７で下方に向けて打ち下ろす態様で反射する。

一方、４つの光源７２のうち下側に配置された二つの光源７２から照射されるレーザー光は、シリンドリカルレンズ７６を通過した後、第１反射部７７で上方に向けて打ち上げる態様で反射する。即ち、光源７２から照射されるレーザー光は、ポリゴンミラー６２の偏向面６２Ａに対して下方から傾斜して入射し、偏向面６２Ａで反射して上方に向けて出射されることになる。

そのため、ポリゴンミラー６２から第２反射部６４又は第３反射部６３へのレーザー光の入射経路との干渉を避けて配置するためには、ポリゴンミラー６２から第２反射部６３又は第３反射部６４に向けて打ち下ろす方向にレーザー光が反射する構成に比べて、第２反射部６３及び第２走査レンズ６６を上方に配置する必要があり、光走査装置６の低背化が阻害される。具体的に、図８において、上部位置Ｐ２２は、第２反射部６３、第３反射部６４、第１走査レンズ６５、及び第２走査レンズ６６などの光学部品の上端位置であり、上部位置Ｐ１２（図６参照）に比べて上方に位置していることがわかる。

ところで、本実施形態では、シリンドリカルレンズ７６が、反射ミラー７５と第１反射部７７との間に配置される構成を例に挙げて説明した。一方、シリンドリカルレンズ７６が、レーザー光の進行方向において第１反射部７７とポリゴンミラー６２との間に配置される構成も他の実施形態として考えられる。

１０ 画像形成装置
６ 光走査装置
６１ 光源ユニット
６２ ポリゴンミラー
６２Ａ 偏向面
６３ 第２反射部
６４ 第３反射部
６５ 第１走査レンズ
６６ 第２走査レンズ
７０ 支持体
７１ 基板
７２ 光源
７３ コリメーターレンズ
７４ アパーチャー
７５ 反射ミラー
７６ シリンドリカルレンズ
７７ 第１反射部
７７Ａ 反射面

Claims (5)

1. レーザー光を照射する複数の光源と、
   水平方向を軸に下方に向けて傾斜すると共に鉛直方向を軸に前記レーザー光の入射方向に対して傾斜する反射面を有し、複数の前記光源から照射される複数の前記レーザー光を反射させる第１反射部と、
   前記鉛直方向に平行な偏向面を有し、前記第１反射部で反射して前記偏向面に入射する複数の前記レーザー光を反射させて走査させる走査部材と、
   前記レーザー光の進行方向に沿って光軸が下降する姿勢で配置され、前記走査部材で走査される複数の前記レーザー光の結像に用いられる走査レンズと、
   複数の前記レーザー光に対応して設けられ、前記走査レンズを通過した後の前記レーザー光を複数の像担持体各々に向けて上方に反射させる第２反射部と、
   前記第２反射部よりも下方に配置され、前記走査レンズを通過した後の前記レーザー光を前記第２反射部に向けて反射させる第３反射部と、
   を備える光走査装置。
2. 前記走査レンズを第１走査レンズとして、
   前記レーザー光ごとに対応して前記第１走査レンズと前記第２反射部との間に配置され、前記レーザー光の結像に用いられる第２走査レンズを更に備え、
   各前記レーザー光が、前記第１走査レンズ及び前記第２走査レンズにより各前記像担持体に結像される請求項１に記載の光走査装置。
3. 一又は複数の前記レーザー光に対応する前記第２走査レンズは、前記第３反射部と前記第２反射部との間に配置される請求項２に記載の光走査装置。
4. 前記第３反射部各々における前記レーザー光各々の反射位置が前記走査部材の前記偏向面における前記レーザー光各々の反射位置より下方に位置し、
   前記第２反射部各々における前記レーザー光各々の反射位置が前記走査部材の前記偏向面における前記レーザー光各々の反射位置と同じ高さ位置又は当該反射位置より上方に位置する請求項３に記載の光走査装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の光走査装置と、
   前記光走査装置から出射される複数の前記レーザー光によって静電潜像が形成される複数の前記像担持体と、
   を備える画像形成装置。

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