JP6460345B2 - 光走査装置 - Google Patents

Description

本発明は、光走査装置及び該光走査装置を備えた画像形成装置に関する。

一般に、プリンターや複写機等の画像形成装置において、感光体ドラム等の像担持体を露光するために光走査装置が用いられる。光走査装置は、光源と、光源から出射された光ビームを反射して像担持体の表面で主走査方向に走査させる回転多面鏡とを備えている。

近年の画像形成装置では印字速度の高速化や高解像度化が進んでおり、これに伴い、光走査装置の走査速度の高速化の要求が高まっている。この高速化の要求に対して回転多面鏡の回転速度を増加させることが考えられる。しかし、回転多面鏡の回転速度の増加は、回転多面鏡を駆動するモーターの性能や軸受の発熱など様々な要因によって制限される。そこで、一つの光源に複数の発光部を設けて、一つの光源から複数の光ビームを像担持体に向けて出射するマルチビーム型の光走査装置が開発されている（例えば、特許文献１参照）。

この光走査装置は通常、光源から出射される各光ビームの主走査方向に対応する方向の広がり幅を規制するアパーチャーを備えている。アパーチャーは、板状部材にスリット状の孔を空けることにより構成されている。アパーチャーは、例えば各光ビームが互いに交差する位置に設けられている。

上記特許文献１に示す光走査装置では光源から回転多面鏡までの光路が一直線状に構成されているが、その他の例として、光路上に反射ミラーを設けることにより光路を折れ線状に構成したものも知られている。

特開２００３−１０７３８１号公報

しかしながら、上述のように光路上に反射ミラーを設けるようにした場合、アパーチャーを配置しようとする位置と反射ミラーの位置とが重なってしまい、アパーチャーを本来の狙いの位置に配置することができない場合がある。

かかる場合において従来は、アパーチャーを狙いの位置よりも回転多面鏡側に近づけるか又は回転多面鏡から遠ざけることにより対処していた。しかし前者の場合、光源からアパーチャーまでの距離が長くなるので、光源から出射された複数の光ビームがアパーチャーに到達するまでに主走査方向に対応する方向に広がってしまい、アパーチャーを通過する光ビームの比率が低下するという問題がある。一方、後者の場合、アパーチャーから回転多面鏡までの距離が長くなるので、アパーチャーを通過後の光ビームの広がり幅が大きくなり、回転多面鏡に入射する光ビームの比率が低下するという問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、光源と回転多面鏡との間の光路に反射ミラーが設けられたマルチビーム型の光走査装置において、複数の光ビームのＺ方向の幅を規制する部品の配置自由度を向上させることにある。

本発明に係る光走査装置は、所定方向に互いに間隔を空けて配置された複数の発光部を有する光源と、上記各発光部から出射された複数の光ビームからなる光束を反射して偏向走査させるポリゴンミラーを有する偏向器と、上記光源と上記ポリゴンミラーとの間の光路に設けられ、上記複数の発光部から出射された複数の光ビームからなる光束を反射して上記ポリゴンミラーに入射させる反射ミラーと、上記ポリゴンミラーに入射する光束の主走査方向に対応するＺ方向の幅を規制するアパーチャーの機能を発揮する光幅規制部とを備えている。

そして、上記光幅規制部は、上記ポリゴンミラーの軸心方向から見て、上記反射ミラーの反射面から突出するとともに上記Ｚ方向において互いに対向するように配置された一対の規制壁部を有していて、一方の該規制壁部の突出側の端部が、上記反射ミラーに入射する光束の上記Ｚ方向の一側端部を遮光し、他方の該規制壁部の突出側の端部が上記反射ミラーにて反射された光束の上記Ｚ方向の他側端部を遮光することによって、上記偏向器に入射する上記光束の上記Ｚ方向の幅を規制するように構成されている。

本発明によれば、光源と回転多面鏡との間の光路に反射ミラーが設けられたマルチビーム型の光走査装置において、複数の光ビームの主走査方向に対応するＺ方向の広がり幅を規制する部品の配置自由度を向上させることができる。

図１は、実施形態における画像形成装置の概略構成を示す断面図である。 図２は、光走査装置を拡大して示す斜視図である。 図３は、図２におけるIII方向矢視図である。 図４は、光源を軸方向の先端側から見た図である。 図５は、一つの光源から出射される４つの光ビームの光路を模式的に示した概略平面図である。 図６は、図２におけるV部の拡大図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。

＜画像形成装置＞
図１は、画像形成装置１の概略構造を示す断面図である。画像形成装置１は、例えばタンデム方式のカラープリンターであって、図１に示すように、中間転写ベルト７と、一次転写部８及び二次転写部９と、定着装置１１と、光走査装置１５と、複数の画像形成部１６とを備えている。

画像形成装置１の本体２の内部下方には、給紙カセット３が配置されている。給紙カセット３は、その内部に印刷前の用紙等のシート（図示省略）を積載して収容している。給紙カセット３の側方には、第１用紙搬送部２１が設けられている。第１用紙搬送部２１は、給紙カセット３から送り出された用紙を受け取り、その用紙を上方の二次転写部９へ搬送する。

給紙カセット３の右側方には、手差し給紙部５が設けられている。手差し給紙部５の左方には第２用紙搬送部２２が設けられている。第２用紙搬送部２２は、手差し給紙部５から送り出された用紙等を受け取って第１用紙搬送部２１へ搬送する。

光走査装置１５は、第２用紙搬送部２２の上方に配置され、画像形成装置１が受信した画像データに基づいてレーザ光を画像形成部１６へ照射する。画像形成部１６は、光走査装置１５の上方に例えば４つ設けられている。各画像形成部１６の上方には、無端状の中間転写ベルト７が設けられている。中間転写ベルト７は、複数のローラーに巻き掛けられており、図示しない駆動装置によって回転駆動される。

４つの画像形成部１６は、図１に示すように、中間転写ベルト７に沿って一列に配置されており、イエロー、マゼンタ、シアン、又はブラックのトナー像をそれぞれ形成する。すなわち、各画像形成部１６では、光走査装置１５によって照射されたレーザ光により原稿画像の静電潜像がそれぞれ感光体ドラム２５に形成され、この静電潜像を現像することによって各色のトナー像が形成される。

一次転写部８は、各画像形成部１６の上方にそれぞれ配置されている。一次転写部８は、画像形成部１６により形成されたトナー像を中間転写ベルト７表面に一次転写する転写ローラーを有している。

そして、中間転写ベルト７が回転駆動されると共に、所定のタイミングで各画像形成部１６のトナー像が中間転写ベルト７に転写されることによって、中間転写ベルト７の表面には、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの４色のトナー像が互いに重ね合わされたカラートナー像が形成される。

二次転写部９は、図１に示すように、中間転写ベルト７の左側方に配置された転写ローラー１７を有している。そして、二次転写部９は、第１用紙搬送部２１から送られてきた用紙にトナーと逆極性の転写バイアス電圧を印加することによって、トナー像を中間転写ベルト７から用紙へ転写するようになっている。

定着装置１１は、二次転写部９の上方に設けられている。二次転写部９と定着装置１１との間には、トナー像が二次転写された用紙を定着装置１１へ搬送する第３用紙搬送部２３が形成されている。定着装置１１は、加圧ローラー１８と、定着ローラー１９と、加熱ローラー２０とを備えている。そして、定着装置１１は、第３用紙搬送部２３から搬送された用紙を加熱及び加圧することによって、その用紙にトナー像を定着させるようになっている。

定着装置１１の上方には、分岐部２７が設けられている。定着装置１１から排出された用紙は、両面印刷を行わない場合、分岐部２７から画像形成装置１の上部に形成された用紙排出部２８に排出される。両面印刷を行う場合には、分岐部２７から第４用紙搬送部２４を介して用紙を再び二次転写部９へ搬送する。

＜光走査装置＞
図２に示すように、光走査装置１５は、複数の光源３２と、複数の光源３２からそれぞれ出射されたレーザービームを偏向走査させる偏向器としてのポリゴンミラー３３と、ポリゴンミラー３３を収容する箱状の筐体３１（図１にのみ示す）とを備えている。

ポリゴンミラー３３は、不図示のポリゴンモーターを介して筐体３１の底部に設けられている。ポリゴンミラー３３は、回転多面鏡であってポリゴンモーターにより回転駆動される。

また、筐体の内部には、ポリゴンミラー３３により反射された光の光路に設けられた結像レンズ（ｆθレンズ）３４が収容されている。結像レンズ３４は、ポリゴンミラー３３の側方において筐体の底部に設置されている。

複数の光源３２は、筐体３１の側壁部３１ａに取付固定されている。光源３２は、画像形成装置１で使用する基準色（本実施形態イエロー、マゼンタ、シアン、及びブラックの４つ）数に対応して合計で４つ設けられている。各光源３２は、略円柱状をなしていて基板部材３５に実装されている。

各光源３２の先端部には、レーザービームを出射する複数（本実施形態では例えば４つ）の発光部３２ａ〜３２ｄが設けられている。４つの発光部３２ａ〜３２ｄは、図４に示すように、主走査方向に対応するＸ方向に対して所定角度θだけ傾いた所定方向に互いに間隔を空けて配置されている。所定角度θは０よりも大きい角度であって、本実施形態では例えば１０°とされている。基板部材３５には、各発光部３２ａ〜３２ｄの端子に電気的に接続された配線（不図示）が形成されている。

図２に示すように、各光源３２とポリゴンミラー３３との間の光路には、コリメーターレンズ４０、アパーチャー４１、第１反射ミラー４２、第２反射ミラー４３、光幅規制部４４、及びシンドリカルレンズ４５が配置されている。図３に示すように、光源３２、コリメーターレンズ４０、アパーチャー４１、及び第１反射ミラー４２は、各光路毎に筐体３１の底面からの高さが異なるように配置されている。

コリメーターレンズ４０は、各光源３２の発光部３２ａ〜３２ｄから出射される複数のレーザービームＬ１〜Ｌ４（図５参照）を平行光に変換するためのレンズである。

アパーチャー４１は、各光源３２の発光部３２ａ〜３２ｄから出射される複数のレーザービームＬ１〜Ｌ４の高さ方向（図２のＹ方向）の広がり幅を規制するためのものである。アパーチャー４１は、各光源３２の軸心に垂直な板状部材にスリット状の孔を空けて構成されている。第１反射ミラー４２は、入射光と出射光とのなす角度が９０°になるように上記光源３２の軸線に対して略４５°だけ傾斜して配置されている。第２反射ミラー４３は、光源３２の軸線に直交する線上において第１反射ミラー４２と平行になるように配置されている。光幅規制部４４は、第２反射ミラー４３の反射面に隣接して配置されている。光幅規制部４４は、複数のレーザービームＬ１〜Ｌ４の主走査方向に対応する方向（Ｚ方向とする）の広がり幅を規制する。シンドリカルレンズ４５は、第２反射ミラー４３の反射面側において該第２反射ミラー４３とのなす角度が鋭角（本実施形態では４０°〜４５°）になるように配置されている。シンドリカルレンズ４５は、第２反射ミラー４３にて反射されたレーザービーム群を集光してポリゴンミラー３３に導くためのレンズである。

図５に示すように、光源３２の各発光部３２ａ〜３２ｄから出射された複数のレーザービームＬ１〜Ｌ４は、コリメーターレンズ４０によって平行光にされた後、アパーチャー４１を通過することによりレーザービームＬ１〜Ｌ４の高さ方向の広がり幅が規制されて第１反射ミラー４２により反射される。第１反射ミラー４２によって反射されたレーザービームＬ１〜Ｌ４は、第２反射ミラー４３によって反射された後、光幅規制部４４によってＺ方向の広がり幅が規制されてシンドリカルレンズ４５に入射する。尚、図示は省略するが、シンドリカルレンズ４５に入射した複数のレーザービームＬ１〜Ｌ４は、その後、互いに集光され、集光されたレーザービームＬ１〜Ｌ４は、ポリゴンミラー３３により反射され、結像レンズ３４を通過することによって感光体ドラム２５上で結像する。

感光体ドラム２５の表面で結像された走査光は、ポリゴンミラー３３の回転によって感光体ドラム２５の表面を主走査方向に走査し、感光体ドラム２５の回転によって副走査方向に走査して感光体ドラム２５の表面に静電潜像を形成する。

図６に示すように、光幅規制部４４は、一対の規制壁部４４ａと、各規制壁部４４ａに一体形成された垂直壁部４４ｂ及び傾斜壁部４４ｃとを有している。光幅規制部４４は、第２反射ミラー４３に固定されて該第２反射ミラー４３と共に１つのユニットを構成している。

上記一対の規制壁部４４ａは高さ方向（副走査方向）に長い矩形板状をなしている。一対の規制壁部４４ａは、第２反射ミラー４３の反射面の幅方向（反射面におけるレーザービームＬ１〜Ｌ４の配列方向であって図６のＺ方向）において対向するように配置されている。一対の規制壁部４４ａの離間距離Ｗ２は、アパーチャー４１に形成されたスリット孔のＸ方向の幅Ｗ１（図５参照）よりも狭い。各規制壁部４４ａの高さ方向に延びる２つの辺部のうちの一方の辺部は第２反射ミラー４３の反射面に固定されている。各規制壁部４４ａの他方の辺部の光路側のエッジ部には面取り部４４ｄが形成されている。この面取り部４４ｄは、第２反射ミラー４３の反射面から遠ざかるにしたがって光路外側に傾斜している。この面取り部４４ｄを設けることにより、レーザービームＬ１〜Ｌ４のＺ方向の広がり幅を精度良く規制することができる。本実施形態では、この面取り部４４ｄの傾斜角度は例えば１５°〜３０°に設定されている。

上記垂直壁部４４ｂは、一対の規制壁部４４ａの光路外側の面に垂直に接続されている。傾斜壁部４４ｃは、垂直壁部４４ｂにおける規制壁部４４ａ側とは反対側の端部に接続されている。傾斜壁部４４ｃは、第２反射ミラー４３の反射面から遠ざかるにしたがって光路外側に傾斜している。一対の規制壁部４４ａのうちシンドリカルレンズ４５に近い方の規制壁部４４ａに設けられた傾斜壁部４４ｃは、シンドリカルレンズ４５を保持するレンズホルダー４６のＬ字状壁部４６ｂに連続的に繋がっている。Ｌ字状壁部４６ｂは、シンドリカルレンズ４５の背面側を支持する支持壁部４６ａに接続されている。シンドリカルレンズ４５から遠い方の規制壁部４４ａに設けられた傾斜壁部４４ｃは、筐体３１の底壁部に形成された光路形成用の壁面部３１ｂに連続的に繋がっている。これにより光路の遮光性及び機密性が維持されている。

ここで、従来の光走査装置１５では、光幅規制部４４に相当する手段として板状部材に孔を空けたアパーチャーを使用していた。しかしながら、本実施形態のように光路上に反射ミラー４２，４３を設けるようにした場合、アパーチャーを配置しようとする位置と反射ミラー（本実施形態では第２反射ミラー４３）の位置とが重なってしまい、アパーチャーを本来の狙いの位置に配置することができない場合がある。

かかる場合において従来は、アパーチャーを狙いの位置よりもポリゴンミラー３３側に近づけるか又はポリゴンミラー３３から遠ざけることにより対処していた。しかし前者の場合、光源３２からアパーチャーまでの距離が長くなるので、複数のレーザービームＬ１〜Ｌ４がアパーチャーに到達するまでにＺ方向に広がってしまいアパーチャーを通過するレーザービームＬ１〜Ｌ４の比率が低下するという問題がある。一方、後者の場合、アパーチャーからポリゴンミラー３３までの距離が長くなるので、アパーチャーを通過後の各レーザービームＬ１〜Ｌ４の配列方向の広がり幅が大きくなってしまう。この結果、ポリゴンミラー３３の反射面に入射するレーザービームＬ１〜Ｌ４の比率が低下するという問題がある。

これに対して本実施形態では、各レーザービームＬ１〜Ｌ４のＺ方向の広がり幅を規制するために、一対の規制壁部４４ａを有する光幅規制部４４を設けるようにした。これによれば、第２反射ミラー４３にて反射されたレーザービームＬ１〜Ｌ４のＺ方向の広がり幅が一対の規制壁部４４ａの離間距離Ｗ２に対応する幅に規制される。この光幅規制部４４は、アパーチャーを使用した場合と比べて、第２反射ミラー４３の反射面に隣接して配置することができるので、第２反射ミラー４３によって光幅規制部４４の配置位置が制限されることもない。よって、光幅規制部４４の配置自由度を高めることができる。

また、上記光幅規制部４４（一対の規制壁部４４ａ）は第２反射ミラー４３に固定されて該第２反射ミラー４３と共に一つのユニットを構成している。したがって、光幅規制部４４と第２反射ミラー４３とをユニット化した状態で筐体３１に組み付けることができる。よって、光幅規制部４４と第２反射ミラー４３との位置関係（角度等）を高精度に維持しつつ組立作業を行うことができる。

《他の実施形態》
上記実施形態では、光走査装置１５が４つの光源３２を有する例について説明したが、光源３２は３つ以下であってもよいし５つ以上であってもよい。すなわち、一つの光源３２が複数の発光部３２ａ〜３２ｄを有するものであれば如何なる構成を採用してもよい。

上記実施形態では、光走査装置１５を搭載する画像形成装置１の一例としてプリンターを挙げて説明したが、これに限ったものではなく、画像形成装置１は、例えば複写機、複合機（ＭＦＰ）、又はファクシミリ等であってもよい。

以上説明したように、本発明は、光走査装置及び該光走査装置を備えた画像形成装置について有用である。

Ｌ１ レーザービーム（光ビーム）
Ｌ２ レーザービーム（光ビーム）
Ｌ３ レーザービーム（光ビーム）
Ｌ４ レーザービーム（光ビーム）
１ 画像形成装置
３２ 光源
３２ａ 発光部
３２ｂ 発光部
３２ｃ 発光部
３２ｄ 発光部
３３ ポリゴンミラー(偏向器)
４３ 第２反射ミラー（反射ミラー）
４４ 光幅規制部
４４ａ 規制壁部

Claims (4)

1. 所定方向に互いに間隔を空けて配置された複数の発光部を有する光源と、
   上記各発光部から出射された複数の光ビームからなる光束を反射して偏向走査させるポリゴンミラーを有する偏向器と、
   上記光源と上記ポリゴンミラーとの間の光路に設けられ、上記複数の発光部から出射された複数の光ビームからなる光束を反射して上記ポリゴンミラーに入射させる反射ミラーと、
   上記ポリゴンミラーに入射する光束の主走査方向に対応するＺ方向の幅を規制するアパーチャーの機能を発揮する光幅規制部とを備え、
   上記光幅規制部は、上記ポリゴンミラーの軸心方向から見て、上記反射ミラーの反射面から突出するとともに上記Ｚ方向において互いに対向するように配置された一対の規制壁部を有していて、一方の該規制壁部の突出側の端部が、上記反射ミラーに入射する光束の上記Ｚ方向の一側端部を遮光し、他方の該規制壁部の突出側の端部が上記反射ミラーにて反射された光束の上記Ｚ方向の他側端部を遮光することによって、上記偏向器に入射する上記光束の上記Ｚ方向の幅を規制するように構成されている、光走査装置。
2. 請求項１記載の光走査装置において、
   上記一対の規制壁部の互いの対向面における上記突出側のエッジ部は、上記ポリゴンミラーの軸心方向から見て所定角度で面取りされている、光走査装置。
3. 請求項１又は２記載の光走査装置において、
   上記一対の規制壁部は上記反射ミラーに固定されてユニット化されている、光走査装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光走査装置を備えた画像形成装置。

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